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工程案例PROJECT CASE

隧道施 工用防水卷材的热合焊接施工研究

发布时间:2018-11-26 阅读:147

       在此前 ,防水卷 材施工采取的是冷 粘法施 工工艺 ,即将 两张防水 板的搭 接带用胶粘剂粘合 即可 ,其 缺点 是粘接时 间长 ,粘接质量 检测 困难 ,胶粘剂的刷涂不均匀 ,在水 及微生 物的长期 浸蚀下容易被破坏 ,且胶粘剂挥发物会危 害作业人员 的身体健康等 。

       2003年 6月 ,在几个协作单位 的共 同合 作下 ,开发研 制出了 利用塑料热熔焊机提供热源的热合焊接施工工艺,该工艺主要适用于 PVC、EVA、LDPE等具有 热熔性高分子防水卷材的连接施工 ,不需要胶粘剂 ,施工时 将两幅卷材平行 放好 ,再用专用 的热合焊机将 两幅卷 材的搭接带通过热楔 加热使 母材 自身热熔 后压合而成 ,只要掌握好了对热 合焊机 的正 确调试 与使用 ,它就 能很好 地解决连接中存在的问题。热合焊 接存在的主要问题是焊接参数 的设 置和对“死角”的处理 ,但通过对 焊缝 的检测结 果表 明,能够达 到隧道 防渗水 的设计要求 。

        1、塑料热 熔焊机工作原理及其技术参数

        1.1 塑料热 熔焊机的主要技术参数如下 :

       (1)输人电压 U=220V,频率 f=50Hz;

       (2)功率 P=440W;

       (3)焊接速度 V=O~4m/min;

       (4)加热 温度 T=0~450℃;

       (5)可焊厚 度 d=0.3~2.0ram;

       (6)焊痕宽度 b=12rnmX2,两条焊 痕间距 12ram;

       (7)焊缝抗 剥离强 度 Tf~85 Tt(Tt为撕 裂强度);

       (8)机身质量 m=4.3kg。

       1.2 塑料热熔 焊机及 其工作原理

       该机 的焊接 由电机通过减速箱链 条带动 上 、下 压轮转 动 ,滑动支架带动热楔插 人待焊 接的两母 材 中间 ,同 时 由压臂对 压轮加压 ,将 上、下 已热熔 的母材压合而成 ,我们将 这种 利用 加热 加压使 防水卷材熔合而粘接的施工 方法称 为塑胶 防水卷材 的热压 合焊接施工工艺或热合焊接。

       2、防水卷 材热合焊接工艺试验

       2.1 防水卷材产 品规格要求

       为确保 防水卷材的热合焊接质量,在满足“标准”或设计 要求的基本物理性能 的同时 ,复合 型 防水卷 材 的防水 板厚度不宜小于 81mm,幅 面宽度在 2m及 以上 ;复合 的土工 布粘接 牢 固有弹性 ,重量在 300g/m2及 以上 ,自然厚 度在 82mm 及 以上 ;其四边还应保留 lOOmm以上的防水板搭接带 (即未覆盖土工布),以利于防水卷材之 间的热合焊接 。

       2.2 塑 料热熔焊 机的调试与试焊

       塑料热 熔焊机对防水卷材热 合焊接 的质量与工 作时该机的行走速度 、温度设定 、环境温度 、材料厚 度与类 型等有非常直接 的关系 。一般情况下 ,在 每次使 用前应对其调试与试焊 。调试时 先确定一个参考速度,然后从 低到高调节温度并在裁剪成条形的试样上 进 行 试 焊 。对EVA 型 防 水 卷 材 ,设定 的 速 度 一 般 为2m/min,设定 的温度一 般为 250℃。速 度与 温度 的设 定是 否匹配 ,或者说对焊接 质量优 劣 的判断 可通过 对焊 痕 的直接 观察或 通过抗剥离试验来确定,在试焊 检测时可观察焊痕的熔合厚度及与母 材是否 存在明显的差异 ,如透 明类材 料,焊痕平 整并 带有透明的玻 璃状则为合格 ;如焊 痕不透 明并呈 白色状 ,则说 明温度 偏低或速度过快 ,需继续调试 。对不透 明材料 的焊接 质量检测也可通过观察其焊痕来确定 。焊接 时不宜将温度 的设定过高 ,除不利 于设备的维护等原因外 ,主要的 是容易熔穿卷材 。

       2.3 防水卷材 的热合焊接施工试验

       在确保试焊合格及 操 作熟练 后 ,方可进 入 防水卷 材 的热合焊接施工作业 。具体作业 程序如下 :

       2.3.1 锚喷基 面的处理

       清除基面上残 留的钢筋、锚杆头 、凸出的管件等尖锐突 出物 ,使两 凸出物之间 的深长 比(eP相邻两 凸 出物 间的最 大深 度与两凸出物 间的距离之 Lt)保持 在边墙 时不大 于 1/6,在拱部 时不 大于 1/8,否则应用砂浆抹 平 ;断面变化 或直 角形断 面处应 用砂浆抹成 R≥5cm的 圆弧面 ;清除结冰或悬 挂的水 珠 ,如有水 流时更必须首 先进行防排水处理 。

       2.3.2 防水卷 材铺设前 的准备工作

       检查和 调试塑料热熔焊机 是否工 作正 常,并进 行试焊 ,观察焊 接质量是 否符 合要求 ;剪裁 边长大于 7cm 的防水卷材 小块作为补钉备用 ;检查防水 卷材 的搭 接带 及 防水 板 一面 是否 干净整 洁及有无破损情况 ,否则 必须清洁和修补 。

       2.3.3 防水卷材 的挂钉安装要求

       挂钉 的布置 以方便 绑扎防水卷材背 面 (有土工 布的一 面)的系绳 以及使 防水卷 材能 紧贴 锚喷 基面 为准 ,在挂 钉 的位置 确定后 ,用冲击钻在既定位置 钻一 个适宜深度 的孔 ,孔的 大小 与深度由膨胀螺栓 的规格确定 ,但 以螺杆长 度在 8~ 10cm、螺 帽光 圆且直径在 j2『lcm 以上时为佳 ,螺栓 固定后 ,其螺杆在锚 喷基层 上外露高度不宜超过 lcm。螺栓的 安装要牢固稳定 ,不能松动脱落。

       2.3.4 防水卷材挂置后 的检查

       在基面处理、挂钉布 置等工作结束后,将防水 卷材在锚喷基面上挂 系好 ,此时要 注意将系绳 绑扎牢靠 ,检查 防水卷材 能否与锚 喷基层 紧密密贴(防水板在纵 、横 向都要一定的预 留长度 ,以防水板 的松弛 度来保证防水板与锚喷基层 紧密 密贴 )、预 留搭 接带宽度(两幅卷材 的搭 接宽度宜为 1O~12cm)是否适 宜等 ,否则应予 调整 。

       2.3.5 防水卷材搭接带 的热合焊接

       将两幅 卷材的搭接带按左 下右上装 入已调试 好 的塑 料热熔 焊机的两胶轮间 ,使 机身与母材边缘平 行 ,合上压杆手柄 ,启 动焊接 机,焊接机即可按 调试设定 的速度和温度 自行焊接。一般情况下 ,操作人员只需 观察焊痕与母材 边缘有无偏 差 ,并及时作 小范围 内调整纠正即可。

       在焊接结束时 ,及时将压杆手柄压下 ,使上、下胶轮处 于分离状态 ,以免时问过长 而烧坏胶轮 。

       由于环境温度及 热惰性等 方面 的原 因 ,在 焊接过程 中,如出现 温度偏高或偏低 ,可在小 范围 内调整 焊接 机 的行 走 速度来 弥补温度的偏差。

       防水卷材的搭接除 在两 张卷材 问正 常 的双层搭 接外 ,在实际施工 中还会出现 3层甚至 4层搭接的情况 ,方法是 先将两张卷材热合焊接好以后,再将第 3张与前 已热合焊接好的卷材热合焊接即可 ;在 4幅卷材的共 同连 接点还 可能产生 4层搭接 的情况 ,产生 4层搭接时 ,应 分别将 已两两热合焊接好 以后的 两幅卷材再进行热合焊接 即可。施工 中应尽量避免 四层搭接 ,将防水卷材 错位挂置可以避免4层搭接的产生 。

       2.4 工艺流程

       在施工 中还会 出现因试焊 、取样 、修补 、加工补 钉等多方面原因产生的防水卷材无专有搭接带的情况 ,如 2幅卷材 中只有一 幅无专有搭接带时,其搭接 和热合焊接同前面的作业方式一样,施工工艺不受影响 。如两幅卷材均无 专有搭接带 时,我们的处理方法是 :根据两幅卷材 的搭接情况 ,裁 剪两块 大小差不多 的、与搭接 处相匹配的卷材母材 ,用 电热 吹风将 其 防水 板一 面稍 微 熔融 后压合(只要不脱落即可),然后将 其作为补钉镶嵌在需搭接的两幅卷材中间 ,再用焊 接机将其分别与两幅卷材热合焊接即可 。这种补 钉的两面均覆盖有 土工 布 ,与 两幅 卷材 热合 焊接 的一 面起 搭接作用 ,另一面起土工布 的作用 ,以达 到防水板不 被锚 喷基层 上的尖锐 突出物顶破或 刺破 的目的。

       在 有的位置还 会出现因焊 接机行走 不能到位 而导致 的无法自行焊接 的情况 ,这 时可利 用 电热吹 风加热 熔融 卷材 搭接 带后人工压合 即可。

       2.5 对防水 卷材破损处的修补

       防水卷材 的施工 必须精 心 ,对 防水层 的质 量检查 必须认 真 ,在防水卷材铺设 前后均 应对 防水板 进行 破损 检查 并及 时修 补 。用于修 补的补钉宜为圆形,且破损 处离补钉的边缘应在 7cm 以上 ,修补时将补钉和 待补位 置紧贴 好 以后用 电热 吹风 吹至 相互熔融后压合 即可。更好在补钉 的空隙 内充填一块较小 的补钉 ,以防锚 喷基 面上 的突出 物穿过破损处而再次损坏补钉 。

       2.6 防水卷 材热合焊接质量的检 测

       防水卷材焊接质量 的检测 ,即焊缝 检测应 包含两 个方 面,一个 是现场 对焊缝的密封性 检测 ;一个 是室 内对焊 缝的抗剥离强度检测 。


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