Для обеспечения совместной работы обделки тоннеля с окружающей породой и исключения ее осадки пустоты за обделкой необходимо тщательно заполнить. Заполнение пустот достигается нагнетанием за обделку цементно-песчаного раствора, слой которого способствует более равномерному распределению горного давления, уменьшает водопроницаемость окружающих тоннель пород, а также защищает обделку от агрессивных подземных вод.
Для нагнетания применяется цементно-песчаный раствор состава 1:2. Цемент для нагнетания выбирают с учетом агрессивности подземных вод. В обводненных породах применяют ускорители схватывания и твердения раствора (обычно хлористый кальций в количестве 2% от массы цемента). Давление при нагнетании 1—1,2 МПа.
Для нагнетания в обделке тоннеля пробуривают скважины диаметром 40—50 мм, в которые закладывают и закрепляют стальные патрубки, выступающие внутрь тоннеля на 50—80 мм.
Раствор нагнетают по резиновым шлангам. Скважины располагают через 2—2,5 м в шахматном порядке. По завершении нагнетания производят контрольное нагнетание цементным раствором.
Широкое распространение для герметизации тоннельных обделок в водоносных породах получило покрытие торкретом и оклеечной гидроизоляцией. Торкрет — сухая смесь цемента и песка (состав 1:2—1:4), которую после увлажнения водой набрызгивают на поверхность обделки тоннеля. Торкретирование ведут слоями толщиной 20—25 мм. При напорных подземных водах торкретный слой армируют металлической сеткой, прикрепляемой к обделке тоннеля анкерами. Торкретное покрытие обеспечивает хорошее сцепление с обделкой и незначительную фильтрацию воды. К недостаткам торкретных покрытий можно отнести ее жесткость, что вызывает при неравномерных осадках образование трещин в покрытии.
Оклеечная гидроизоляция состоит из нескольких слоев рулонного материала, соединенных и наклеенных на изолируемую поверхность водонепроницаемой мастикой. В качестве рулонного материала применяют битумостойкие материалы типа гидроизол, а в качестве приклеивающей мастики - дорожный и строительный битум, битум-пластбит. К недостаткам оклеечной гидроизоляции можно отнести возможность ее нанесения только на сухую поверхность, необходимость устройства тепляков и большую трудоемкость работ.
Битумную безмастичную гидроизоляцию выполняют из рулонных материалов заводского изготовления, наклеиваемых оплавлением поверхности битумного покрова пламенем горелок. Сцепление рулонного материала и отдельных его слоев между собой достигают благодаря быстрому оплавлению слоя битума на поверхности рулонного материала. Такая гидроизоляция характеризуется монолитностью покрытия, отсутствием воздушных пузырей и хорошим сцеплением с конструкцией. Для безмастичной гидроизоляции применяют утяжеленный рулонный гидростеклоизол марки Т, имеющий высокопрочную стеклотканую основу. Ширина рулона 850—1150 мм, длина его 100 м.
Гидроизоляция в зависимости от гидростатического напора состоит не менее чем из двух слоев гидростеклоизола. Для безмастичной наклейки рулонных материалов применяют газопламенные горелки типа ГВПН.
За рубежом для гидроизоляции используют полиизобутиленовый пленочный материал «Репанол» толщиной 2—3 мм, выпускаемый в рулонах шириной 1 —1,25 м. Он сохраняет эластичность в интервале температуры от минус 300 до плюс 60 0С. Полотнища пленки наклеивают на поверхность горячим битумом. Рулоны между собой соединяют сваркой с нахлесткой шириной 5 см.
При больших напорах воды на коротких участках применяют гидроизоляцию из стальных листов толщиной 6—8 мм. После установки листов их соединяют сплошным сварным швом.