El drenaje y la impermeabilización de los túneles tiene una gran importancia tanto técnica y como económica. La impermeabilización favorece la calidad y el “confort” de terminación y la mejora de las condiciones de mantenimiento del túnel. De este modo, la correcta elección de los materiales con respecto a las condiciones de un determinado momento y lugar es muy importante en la impermeabilización del túnel. Con ello se van a impedir filtraciones que pueden dañar el revestimiento estructural, evitando la disgregación del hormigón y la corrosión de las instalaciones. Es necesario analizar las condiciones físicas y químicas del agua para garantizar que no deterioran el sistema de impermeabilización.
El sistema de impermeabilización dependerá directamente del caudal de agua infiltrado en el túnel. Estos caudales dependen de la geología, la climatología y la geomorfología. Los parámetros hidrogeológicos de más interés serán los siguientes: la porosidad, la permeabilidad, el gradiente hidráulico y la transmisividad. Se pueden distinguir tres tipos de impermeabilización, dependiendo del agua contenida en el macizo donde se excava:
- Si el agua hace presencia en la franja capilar, se deberá impermeabilizar toda la construcción subterránea, pues se deben cerrar los poros para evitar que la humedad llegue al interior por capilaridad. Se pueden usar pinturas impermeables y con menos frecuencia, membranas.
- En el caso de zonas saturadas, de debe desviar el agua para que no genere presiones. Se recoge el agua en un drenaje longitudinal del túnel. Se usan morteros hidrófugos o bien membranas o láminas impermeables.
- En aguas subterráneas se usa una impermeabilización flexible, cerrada y resistente a la presión de dicha agua. Se usan membranas o láminas impermeables y con menor asiduidad morteros hidrófugos.
El tipo de impermeabilización que usemos también dependerá del uso que vaya a tener el túnel, que determinará el grado de estanqueidad o la cantidad de filtraciones permitidas.
En muchos túneles se ha empleado para la impermeabilización la instalación de láminas vistas de polietileno expandido, ya sea porque su acabado es mediante hormigón proyectado o porque son túneles a rehabilitar. 
Los sistemas de impermeabilización de túneles con láminas vistas deben tener algunas características que difieren sustancialmente de los sistemas protegidos con anillo de hormigón. Las características más importantes que debe guardar un sistema de lámina vista son entre otras: bajo peso por metro cuadrado, lámina con resistencia al fuego como mínimo M-2, ensayos que cumplan la normativa de toxicidad.
En los sistemas de impermeabilización de túneles a base de láminas vistas se debe tener especial atención en que la succión de los vehículos que transitan a través del túnel provoca grandes tensiones sobre la impermeabilización que deben ser contrarrestadas con sistemas de anclaje adecuados para la geomembrana en calidad y cantidad. Especial cuidado se debe tener en infraestructuras donde los gálibos son muy ajustados a la clase de vehículos que circulan por ellas.
Este tipo de láminas para impermeabilización de túneles supone una alternativa cuando estos túneles no van a ir revestidos con anillo de hormigón.
