修建海底隧道怎樣防水（海底隧道能做到120年滴水不漏）

2023-04-19 21:26:42

住建部發布的《住宅項目規範（徵求意見稿）》中提出：建築地下室防水工作年限不得低於結構，即不低於50年。

建築滲漏被行業戲稱為「建築癌症」，在住建部《關於深入開展全國工程質量專項治理工作的通知》中也被列為治理重點之首，似乎已成為建築行業難以根治的質量通病了。但是，我們要知道，已建成的港珠澳大橋，其水下40米的海底隧道，卻能保證在120年的設計壽命中「滴水不漏」！我們不禁自問：海底隧道都能做到120年滴水不漏，建築行業為何還做不好防水？

▲水下40米隧道

▲建築地下室

我們先來看看港珠澳大橋工程

水下40米的海底隧道

是如何做到「滴水不漏」的？

➣ 創新複合地基

港珠澳大橋的地質環境是厚軟土地基，所以沉管基礎剛度協調及不均勻沉降控制非常困難，這個問題解決不好，隧道就有可能會漏水。

為了使沉降標準達標，工程師在如何使軟土層變硬上做文章，經過無數次工法比選、理論計算和試驗驗證，在40多米深的水下為沉管基床底部鋪上2到3米的塊石並夯平，創造一種新的複合地基，使沉管的沉降值大大縮小，平均沉降值控制在10公分以內，而國外的同等數據是20公分左右。

➣ 半剛性結構

自1928年人類工程史上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來，沉管制作的「工具箱」裡只有剛性和柔性兩種方法。無論是選擇哪種結構，最終目的是為應對地基發生不均勻沉降時，最大程度減少對海底隧道的影響。但是，港珠澳大橋島隧工程是世界上第一個也是唯一的深埋沉管隧道，工程師們通過大量計算分析發現，在20多米的覆蓋層、超過傳統概念沉管5倍的荷載情況下，採用傳統的剛性或柔性結構體系，沉管結構安全是得不到保障的。

工程創新性地提出半剛性結構設想，是保留甚至強化串起小管節之間的鋼絞線，加強小管節之間的連接，使180米長、由8個小節段連接而成的標準管節的變形受到更大的約束，增強深埋沉管的防錯位能力。

➣ 最佳配合比混凝土

從表面上看，混凝土配合比計算只是水泥、砂子、石子、水這四種組成材料的用量。實質上是根據組成材料的情況，確定滿足「強度、耐久性、施工性、抗裂性」四項基本要求的三大參數：水灰比、單位用水量和砂率。

為了尋找這個混凝土配方，工程師們通過不懈地摸索，在耗時近一年、用壞了4個混凝土攪拌機進行了海量的試驗後，基礎配方終於出爐。

又經過上百次的試驗調整，開展6次現場小尺寸模型試驗，2次足尺模型試驗，18個人工島沉箱混凝土驗證，最終配製出滿足沉管施工工藝性能要求，並具有低水化熱、低收縮的沉管施工混凝土配合比，提高了混凝土的抗裂性能，從而使沉管混凝土不出現裂縫具有可能性。

➣ 橡膠止水帶

沉管在預製過程中由工廠化標準生產，分段澆築。同時，在每個管節之間，都有止水帶，止水帶之間進行注漿，以防止江水滲漏。

沉管對接後沉管連接處有25釐米距離，這是兩節管段橡膠止水帶的『夾縫』。整個過江段隧道僅有13條環向接縫，縱向無接縫，環向接縫均採用進口GINA止水帶進行水下壓接止水，水密性好，同時接頭內側採用可拆卸式OMEGA止水帶作為二次防水保障措施。

兩節沉管拉合到一定程度後，膠圈形成了一個密封的狀態，這時候將兩個管節封閉門之間的水和空氣抽掉，形成了一個真空的空腔，江水巨大的壓力將會推動待接沉管往前壓，使橡膠止水帶充分壓縮，從而完成了兩個沉管的對接。

➣ 156道工序管理

從一根鋼筋、一方混凝土到一個180米長的巨型沉管，需要經過鋼筋加工、鋼筋籠綁紮、混凝土澆築、管節一次舾裝、深淺塢蓄排水及管節起浮橫移等156道工序。每一道工序都關係著120年的使用壽命，每一個過程都充滿風險，每一個環節都關乎產品質量。

為了讓每個崗位上的人員都有操作標準，項目總部和工區共同制定出《港珠澳大橋島隧工程沉管預製質量控制點管理》體系文件，文件包括6個大項、23個子項、116個小項。對所有工序全面實行星級管理，對每一個小項的質量標準、質量控制層級、檢查方式、檢查頻率、質量控制要點，質量缺陷處罰制度都有著明確的標準。

若對比建設和使用環境的嚴苛程度

建築遠不及海底隧道

那為何建築滲漏通病卻一直難以解決？

光明日報曾在《390個標準「治」不了建築滲漏，原因何在？》報導中指出，我國的防水標準是全世界最多的，卻治不好的建築滲漏的「高發症」。

標準多，卻治不了房屋滲漏高發

中國建築防水協會和北京零點調查公司用一年多的時間調查了全國28個城市的850多個社區，走訪了2000多棟樓房，發現建築屋頂的滲漏率是95.33%，地下室滲漏率是57.51%，住戶的滲漏率是37.48%。

「建築外觀是大家看得見的，而防水是看不見的，防水品質完全是內在的質量。但滲漏會使鋼筋鏽蝕，造成嚴重的安全問題。」中國建築防水協會葉林標指出。

「目前我國的防水標準是全世界最多的，材料標準300個，施工規範90個，相關政策文件也是最多的，防水新技術和新材料也是最多的。但是建築物年年漏，年年修。」中國矽酸鹽學會房建材料分會防水材料專業委員會主任沈春林說起治不好的建築滲漏「高發症」。

追責任，誰都無責該「責」誰

當一個建築工程發生滲漏後，經常會遇到這樣的局面：建築設計師說，我是按照規範做的，沒有違反規定；防水施工隊說，我們是按照標準去採購的，施工也按規定做了；監理說，我是按照質監標準做的檢查……業主責問，我花了那麼多錢還漏水，錢都哪兒去了？

葉林標指出，造成房屋滲漏的原因是多方面的：一是設計不到位，佔到漏水原因的26%；二是防水材料不過關，假冒偽劣產品造成的滲漏佔22%；三是施工不合格，俗話說「三分材料七分施工」，48%的滲漏是由施工不當引起的；四是在管理、維護、使用、成品保護等方面存在的問題又造成4%的滲漏。

建築防水協會理事長朱冬青說，目前我國的建築防水總產值已經超過1500億元，但是建築防水行業也面臨著諸多問題，產能嚴重過剩，而且是落後產能居多，市場集中度低，低水平重複建設嚴重，市場惡性競爭激烈，假冒偽劣猖獗，行業的誠信備受挑戰。

治病根，清除黑色產業鏈

「由於建築制度和管理方面存在瑕疵，比如最低價中標，層層分包，建築監管不是很到位，使大量假冒偽劣產品流入市場。再加上建築終端市場上大多由沒有資質或者缺少技能的工人來施工，假冒偽劣材料和無技能的施工人員成為建築防水市場的主體，這些因素共同形成了一個黑色的產業鏈，使得建築滲漏高發。」朱冬青說。

「解決滲漏頑疾，必須動員政府、行業、企業和社會的力量，齊抓共管，綜合治理，徹底改變我國防水行業存在的『小企業過多低價競標成風』的現狀。引領技術進步，推動產業升級是防水企業發展的最終方向。」中國建築防水協會副理事長、凱倫建材董事長錢林弟強調。

安徽日報曾在《建築滲漏率為何居高不下》報導中指出，要把建築防水上升到建築質量安全的意識上，重視結構自防水。

建築滲漏影響房屋整體安全

「建築防水關係到結構安全質量問題。但長期以來社會重視程度不夠，人們對建築防水技術複雜性、綜合性認識不足。在設計和施工上對防水工程按程序簡單化處理，缺乏有效的防水方案設計和選材，加上施工不當，是經常造成滲漏的根源。」安徽寰宇設計院總工程師李強表示，現在在防水施工過程中，由於費用壓的很低，施工中只是簡單湊合地把防水做完，漏了再堵，這是普遍的觀點。另外還有一種現象，反正是漏水，乾脆就不做防水，漏了以後再去堵、再去修。實際上，把防水作為功能問題，沒有把防水的滲漏問題上升到質量安全的意識上。

安徽省建築科學研究設計院副總工程師邵華良認為，防水行業素有「三分材料，七分施工」的說法。防水材料是半成品，必須通過防水工人的正確施工才能達到防水功能。然而，在許多防水工地上，由於工藝流程管理混亂，工人們往往僅憑經驗求多求快施工，常常出現基層處理不到位、部分細節點不注意、塗膜厚度不足等問題。尤其到了防水施工的旺季，施工人員緊缺，私招亂拉農民工現象普遍，他們在施工過程中邊幹邊學，根本談不上工藝水平。由於防水產業工人的缺失和素質偏低，嚴重製約了防水工程質量。低劣防水材料成建築隱患

安徽建築大學材化學院副院長丁益教授認為，建築防水效果的好壞關鍵在於防水材料是否具有良好的性能。據不完全統計，我國目前有6000餘家防水企業，但卻只有三分之一企業擁有生產許可證。而與之對應的，則是生產工藝落後、節能環保不達標的中小企業數量眾多，在個別地區，無證生產和制假售假窩點甚至已經形成半公開化的「基地」。

結構自防水是防滲漏關鍵

「建築滲漏已成為除建築結構安全外影響建築質量的第二大問題，是老百姓反映最強烈、建築工程質量投訴最多的工程項目。」安徽朗凱奇建材有限公司董事長喬啟信說。我國現行《屋面工程技術規範》GB 50343-2012將防水分為兩個等級：Ⅰ級適用於重要建築和高層建築，Ⅱ級適用於一般建築。「在2004年的規範中，要求防水層耐用年限最長的也只有25年，這與建築物的壽命遠遠不相匹配。而目前，我國防水工程普遍執行的是5年保修期。」喬啟信認為，表面上看，這對防水施工單位的施工質量有一定要求，而實際上，5年之內什麼時間漏、每年漏幾次都沒限制，等於滲漏合法化，因為保修不是保證不漏。從眾多案例來看，防水已成建築物的「短板」，除影響建築使用功能外，還嚴重製約建築物的生命周期。因此，強化混凝土結構主體自防水，是目前解決防水工程困境的唯一出路。

目前，地下工程防水體系主要由混凝土結構主體自防水和其他防水層防水兩部分構成。「根據《地下工程防水技術規範》GB 50108-2008要求，結構主體自防水應當是地下防水工作的基礎，其他防水層則處於附屬性地位。然而，現實情況卻是結構自防水『悄然隱身』，附著在結構外面的其他防水層『喧賓奪主』，結構主體自防水的重要性被忽略了。」對防水施工有著多年研究的邵華良深有感觸，建築結構自防水做得好，其他防水層在此基礎上就是錦上添花；結構自防水差，結構質量就可能存在各種問題和隱患，一旦滲漏，外部防水層就成了替罪羔羊。這種本末倒置的做法，必須引起相關部門的重視。萬丈高樓始於地下，地下防水應與結構壽命相同，重視結構性自防水就是重視結構質量。要將建築防水工程提升到與結構工程同等重要的高度，這樣才能保證建築質量安全，提升建築工程壽命。

「建築防水是一項系統工程，涉及防水材料生產、銷售、建築防水工程設計、審圖、工程施工、監理、監測、驗收等眾多環節。而這些環節又分別歸口不同的部門管理。若某個環節出現問題，就難以保證防水工程質量。」廖紹鋒表示，「防水要從源頭抓起，必須重視結構自防水，再輔以外部防水材料。這就意味著設計院、甲方、施工單位和防水分包方要通力合作，方能解決建築物滲漏高發問題。」同時，政府部門應採取相應的行政或法治手段協調相關部門共同解決。也希望社會各界都重視建築物滲漏問題，要站在「建築品質」和「建築安全」的高度上來認識這一問題。

作為建築工程從業者，我們要從無數的工程案例中吸取教訓，防水工程一旦沒有做好，後期需要巨額維修成本卻也難以治根。

➣ 某大型地產地下室2016年頂板滲漏，至今維修已花費幾百萬