防水卷材熱合焊接施工技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用與

防水卷材熱合焊接施工技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用與研究防水材料的種類很多，但在工程施工中應(yīng)用最廣泛的還是合成高分子防水卷材，它具有優(yōu)異的抗老化性能、抗耐熱性能、抗?jié)B水性能、抗拉伸性能和低溫柔性等，且預(yù)期使用壽命在100年以上，可作為隧道、堤壩、地下結(jié)構(gòu)等隱蔽工程的防水材料。如PVC、EPDM、TPEP、EVA、TS系列的改性共聚物等，這些材料還具有良好的熱塑性，可進(jìn)行熱合焊接施工。防水卷材采取熱合焊接法施工克服了在冷粘法施工中粘接時(shí)間長、粘接質(zhì)量檢測(cè)困難、膠粘劑刷涂不勻又易被水及微生物浸蝕，膠粘劑揮發(fā)物具有毒性等很多問題。熱合焊接施工使用的主要機(jī)具是土工膜焊接機(jī)。1土工膜焊接機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)及其調(diào)試與試焊1.1主要技術(shù)參數(shù)(1)輸入電壓U=220V，頻率f=50Hz(2)功率P=440W(3)焊接速度V=0～4m/min(4)加熱溫度T=0～450℃(5)可焊厚度d=0.3～２.0mm(6)焊痕寬度b=12mm×2，兩條焊痕間距12mm(7)焊縫抗剝離強(qiáng)度Tf≥85%Tt（Tt為撕裂強(qiáng)度）(8)機(jī)身質(zhì)量m=4.3Kg如圖1。圖1：土工膜焊接機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1.2工作原理該機(jī)的焊接由電機(jī)通過減速箱鏈條帶動(dòng)上、下壓輪轉(zhuǎn)動(dòng)，滑動(dòng)支架帶動(dòng)熱楔插入待焊接的兩母材中間，同時(shí)由壓臂對(duì)壓輪加壓，將上、下已熱熔的母材壓合而成，我們將這種利用加熱加壓使防水卷材熔合而粘接的施工方法稱為塑膠類防水卷材的熱壓合焊接施工工藝，簡稱熱合焊接工藝或熱合焊接，如圖2。圖2：土工膜焊接機(jī)工作原理圖1.3對(duì)防水卷材的基本要求為確保熱合焊接質(zhì)量，防水卷材應(yīng)滿足表面平整、邊緣整齊、厚薄均勻且厚度不宜小于δ1mm。對(duì)覆蓋有土工布的防水卷材要求四邊應(yīng)有100mm以上的可用于熱合焊接的搭接帶。1.4調(diào)試與試焊防水卷材熱合焊接質(zhì)量與土工膜焊接機(jī)行走速度、溫度設(shè)定、環(huán)境條件、材料厚度與類型等有非常直接的關(guān)系。一般情況下，在每次使用前應(yīng)對(duì)其調(diào)試并試焊。調(diào)試時(shí)可根據(jù)施工情況先確定一個(gè)參考速度，然后從低到高調(diào)節(jié)溫度并在裁剪成條形的試樣上進(jìn)行試焊。對(duì)EVA型防水卷材，設(shè)定的速度一般為2m/min，設(shè)定的溫度一般為250℃。速度與溫度的設(shè)定是否匹配，或者說對(duì)焊接質(zhì)量優(yōu)劣的判斷可通過對(duì)焊痕的直接觀察或通過抗剝離試驗(yàn)來確定，在試焊檢測(cè)時(shí)可觀察焊痕的熔合厚度及與母材是否存在明顯的差異，如透明類材料，焊痕平整并帶有透明的玻璃狀則為合格；如焊痕不透明并呈白色狀，則說明溫度偏低或速度過快，需繼續(xù)調(diào)試。對(duì)不透明材料的焊接質(zhì)量檢測(cè)也可通過觀察其焊痕來確定。焊接時(shí)不宜將溫度的設(shè)定過高，否則容易熔穿防水卷材。2防水卷材在隧道鋪設(shè)過程中的熱合焊接技術(shù)要求2.1鋪設(shè)前的防排水措施2.1.1在開挖巖面與初期支護(hù)之間，每8m環(huán)向設(shè)置1道φ50mm加筋透水彈簧軟管，外裹一層無紡?fù)凉げ?，根?jù)滲透水情況可鋪設(shè)多重透水管，以便將滲透水引至邊墻集水井或排水溝。2.1.2在環(huán)向施工縫中設(shè)置遇水膨脹止水條或在沉降縫處設(shè)置橡膠止水帶。2.2基面處理2.2.1平整度指標(biāo)要求LD圖3：錨噴基面深長比測(cè)試示意圖基面平整度應(yīng)滿足“深長比（D/L）指標(biāo)”要求，即邊墻D/L≤1/6，拱頂D/LLD圖3：錨噴基面深長比測(cè)試示意圖對(duì)不滿足“深長比指標(biāo)”的凹凸面（點(diǎn)），應(yīng)用砂漿抹成光滑的平面或R≥5cm的圓弧面。2.2.2基面要求(1)在鋪設(shè)防水卷材前，對(duì)暴露的錨桿、鋼筋、鋼絲、尖銳巖石等必須預(yù)以清除，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修復(fù)或重新掛網(wǎng)補(bǔ)噴，使基面保持圓順平滑。(2)在隧道斷面發(fā)生變化或轉(zhuǎn)彎處應(yīng)處理成R≥5cm的圓弧面。(3)鋪設(shè)時(shí)，基面不得有明水，否則應(yīng)按前面的方法進(jìn)行防排水處理。2.2.3對(duì)相關(guān)工序的要求(1)必須采用光面爆破或預(yù)裂爆破，使開挖輪廓線圓順。(2)在彈簧透水管架設(shè)完畢后，宜分層噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度；對(duì)各層中出現(xiàn)的滲漏水待混凝土初凝后，在出水點(diǎn)繼續(xù)架設(shè)透水管。(3)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)施作初期支護(hù)。型鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、錨桿頭及超前支護(hù)鋼管或錨桿等均不得侵入模注混凝土斷面內(nèi)。對(duì)滲漏水較嚴(yán)重或隧道淺埋地段，在噴射混凝土中摻入多功能的防水劑，以便防水板鋪設(shè)的順利展開。2.3防水卷材的熱合焊接施工2.3.1準(zhǔn)備工作檢查和調(diào)試土工膜焊接機(jī)是否工作正常，并進(jìn)行試焊，觀察焊接質(zhì)量是否符合要求；剪裁邊長大于7cm的防水卷材小塊作為“護(hù)釘或補(bǔ)釘”備用；檢查防水卷材的搭接帶及防水板一面是否干凈整潔及有無破損情況等。2.3.2掛釘安裝要求掛釘?shù)牟贾靡苑奖憬壴浪聿谋趁娴南道K以及使防水卷材能緊貼錨噴基面為準(zhǔn)，掛釘安裝完畢，用適宜的電熱吹風(fēng)將護(hù)釘粘接在掛釘?shù)囊粋?cè)，并能完全掩住護(hù)釘為準(zhǔn)。2.3.3掛置后的檢查將防水卷材在錨噴基面上掛系好后，應(yīng)檢查防水卷材的松馳度是否合適、預(yù)留搭接帶寬度是否恰當(dāng)?shù)取?.3.4熱合焊接將兩幅卷材的搭接帶按左下右上裝入已調(diào)試好的土工膜焊接機(jī)的兩膠輪間，使機(jī)身與母材邊緣平行，合上壓桿手柄，啟動(dòng)焊接機(jī)，焊接機(jī)即可按調(diào)試設(shè)定的速度和溫度自行焊接。一般情況下，操作人員只需觀察焊痕與母材邊緣有無偏差，并及時(shí)作小范圍內(nèi)調(diào)整糾正即可。在焊接結(jié)束時(shí)，及時(shí)將壓桿手柄壓下，使上、下膠輪處于分離狀態(tài)，以免時(shí)間過長而燒壞膠輪。由于環(huán)境溫度及熱惰性等方面的原因，在焊接過程中，如出現(xiàn)溫度偏高或偏低，可在小范圍內(nèi)調(diào)整焊接機(jī)的行走速度來彌補(bǔ)溫度的偏差。防水卷材的搭接除在兩張卷材間正常的雙層搭接外，在實(shí)際施工中還會(huì)出現(xiàn)三層甚至四層搭接的情況，方法是先將兩張卷材熱合焊接好以后，再將第三張與前已熱合焊接好的卷材熱合焊接即可；在四幅卷材的共同連接點(diǎn)還可能產(chǎn)生四層搭接的情況，產(chǎn)生四層搭接時(shí)，應(yīng)分別將已兩兩熱合焊接好以后的兩幅卷材再進(jìn)行熱合焊接即可。施工中應(yīng)盡量避免四層搭接，將防水卷材錯(cuò)位掛置可以避免四層搭接的產(chǎn)生。對(duì)覆合型防水卷材，在施工中還會(huì)出現(xiàn)因試焊、取樣、修補(bǔ)、加工護(hù)釘、質(zhì)量問題等多方面原因產(chǎn)生的防水卷材無專有搭接帶的情況，如兩幅卷材中只有一幅無專有搭接帶時(shí)，其搭接和熱合焊接同前面的作業(yè)方式一樣，施工工藝不受影響。如兩幅卷材均無專有搭接帶時(shí)，可根據(jù)兩幅卷材的搭接情況，裁剪兩塊大小差不多的、與搭接處相匹配的卷材母材，用電熱吹風(fēng)將其防水板一面稍微熔融后壓合（只要不脫落即可），然后將其作為補(bǔ)釘鑲嵌在需搭接的兩幅卷材中間，再用焊接機(jī)將其分別與兩幅卷材熱合焊接即可。這種補(bǔ)釘?shù)膬擅婢采w有土工布，與兩幅卷材熱合焊接的一面起搭接作用，另一面起土工布的作用，以達(dá)到防水板不被錨噴基層上的尖銳突出物頂破或刺破的目的。在有的位置還會(huì)出現(xiàn)因焊接機(jī)行走不能到位而導(dǎo)致的無法自行焊接的情況，這時(shí)可利用電熱吹風(fēng)加熱熔融卷材搭接帶后人工壓合即可。2.3.5對(duì)破損處的修補(bǔ)防水卷材的施工必須精心，對(duì)防水層的質(zhì)量檢查必須認(rèn)真，在防水卷材鋪設(shè)前后均應(yīng)對(duì)防水板進(jìn)行破損檢查并及時(shí)修補(bǔ)。用于修補(bǔ)的補(bǔ)釘宜為圓形，且破損處離補(bǔ)釘?shù)倪吘墤?yīng)在7cm以上，修補(bǔ)時(shí)將補(bǔ)釘和待補(bǔ)位置緊貼好以后用電熱吹風(fēng)吹至相互熔融后壓合即可。最好在補(bǔ)釘?shù)目障秲?nèi)充填一塊較小的補(bǔ)釘，以防錨噴基面上的突出物穿過破損處而再次損壞補(bǔ)釘。2.3.6焊接質(zhì)量的檢測(cè)防水卷材焊接質(zhì)量的檢測(cè)，即焊縫檢測(cè)，應(yīng)包含兩個(gè)方面，其一是對(duì)焊縫的密封性檢測(cè)，主要在現(xiàn)場進(jìn)行，用打氣法或注水法均可；其二是對(duì)焊縫的抗剝離強(qiáng)度檢測(cè)，應(yīng)在現(xiàn)場取樣、室內(nèi)進(jìn)行。2.4防水卷材施工工藝流程進(jìn)場檢驗(yàn)進(jìn)場檢驗(yàn)補(bǔ)丁制