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防水卷材在隧道工程中的应用

发布时间:2018-11-26 阅读:133

       隧道及地下工程防排水是综合、复杂的系统工程,与隧道地质、爆破、超欠挖、防水卷材选取与施工、盲管布设、注浆管预埋、钢筋网及混凝土施工、施工缝处理、排水管理等都有着十分重要的关系。根据工程特点及使用要求,一般情况下,为确保防水可靠、不渗不漏,防排水工程施工中总的原则是:以防为主、多道设防、防排结合、刚柔相济、选材恰当、经济合理、因地制宜、综合整治。但在实际施工中我们发现,仍存在一些问题,这主要反映在以下几个方面。

防水卷材施工中的常见问题及处理

       1.1 产品质量缺陷及处理

       对隧道工程用防水卷材,一般要求其厚度以13mm、幅面宽度以23m为宜。如为复合型防水卷材,不宜选择双面复合材料,且复合的土工布粘接牢固有弹性,单位面积质量不小于300g/m。,厚度不小于2mm,四边还应保留100mm以上的防水卷材搭接带。防水卷材质量应满足有关标准或工程防水要求。目前市场上相当多的防水卷材存在着较大的质量缺陷,主要是部分

企业为降低生产成本而添加较多填料,甚至使用劣质再生料。这样的防水卷材较硬、易碎、抗穿刺能力差、寿命也很短、易受侵蚀。因此,在选用防水卷材时必须引起注意,应色泽好,表面

光洁,硬度适宜(邵氏65HB左右),手感厚度均匀等。防水卷材之间的搭接应优先考虑热合焊接技术或防水卷材的自粘技术,如没有条件而只能采用胶粘剂冷粘法施工时,应首先选择防水卷材生产厂家提供或推荐的胶粘剂,并且该胶粘剂已经过实验验证。确定是否已经验证的方法分2类:一

是由防水卷材生产厂提供的防水卷材冷粘施工工艺及其相关检测报告、录像资料、图片等:二是和防水卷材供应商一起进行现场试验,并进行详细记录和抗剥离检测。

为避免防水卷材厚度不匀或不易检测等情况,建议优先选用非复合型防水卷 用已经检测部门检测合格的防水卷材。目测防水卷材是否存在严重的厚度不匀、透光性反差明显、破裂、漏洞、鼓凸、瘤出等缺陷,检查防水卷材的搭接带及防水卷材一面是否干净整洁,否则必须清洁和修补。检查和调试土工膜焊接机是否工作正常,并进行试焊,观察焊接质量是否符合要求等。

       1.2 铺设前的防排水施工处理

       在开挖岩面与初期支护之间,应每隔一定间距环向设置加筋透水软管、止水条、止水带等防止水材料,并在其外裹 1层无纺土工布,在渗水部位设置多重透水管,将渗水汇流入边墙集水井,再由与其连接的排水管引至两侧排水沟,以确保在进行防水卷材铺设前没有水流、水滴或者冰棱冰柱等明水,在渗漏水严重地带还应采用防水混凝土施工。

       1.3 铺设前锚喷基面 的施工处理

       在防水卷材铺设施工前,必须检查并清除锚喷基面上残留的钢筋、锚杆头、尖锐岩石、凸出的管件等尖锐突出物,并确保两凸出物之间的深长比 (即相邻两凸出物间的更大深度与两凸出物间的距离之比)保持在边墙时不大于 1/6、拱部时不大于1/8的范围内,否则应用砂浆抹平;断面变化或直角形断面处亦应用砂浆抹成R/>5cm的圆弧面。

       1.4 防水卷材挂钉布置与施工处理

       挂钉的布置安装以无钉方式为准,无钉铺设又分为 2种方式:一种为木钉;一种为膨胀螺栓。木钉的无钉铺设方法为,在已确定安装木钉的锚喷基面上冲击钻孔,将木钉绑在防水卷材系绳上,用铁锤将系绳和木钉一起锤入钻孔中,并使木钉外端面尽可能与基面齐平即可,该法的优点是能够确保锚喷基面的平整度,有效杜绝木钉对防水卷材的穿刺破坏,缺点是牢固性较差,木材浪费量大,施工较麻烦。膨胀螺栓的无钉铺设方法为,将膨胀螺栓置于钻孔中,紧固螺栓,再将防水卷材系绳绑扎在膨胀螺栓上即可。该法的优点是操作简便,缺点是在已绑扎好系绳的膨胀螺栓上必须用补钉进行掩蔽,即在螺栓处有2层防水卷材,以减小膨胀螺栓可能造成对防水卷材的破坏。无论采用哪一种无钉铺设方式,均要求木钉或螺栓长度在 810cm、栓体直径在1cm以上。木钉或螺栓固定后,其栓体在锚喷基层上外露高度不得超过 1cm。螺栓的安装要牢固稳定,不能松动脱落。

       1.5 防水卷材挂置的施工方法

       在基面处理、挂钉布置等工作结束后,将防水卷材挂系在锚喷基面上,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(防水卷材在纵、横向都要有一定的预留长度,以调节防水卷材的松驰度来保证防水卷材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 10—12cm)是否适宜等,否则必须进行调整。

       1.6 卷材搭接带的热合施工处理

       将2幅卷材的搭接带按左下右上装入已调试好的土工膜焊接机的两胶轮间,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。在焊接结束后,及时将压杆手柄压下,使上、下胶轮处于分离状态,以免时间过长而烧坏胶轮。由于环境温度及热隋性等方面的原因,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2张卷材间正常的双层搭接外,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2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的2幅卷材再进行热合焊接即可。施工中应尽量避免4层搭接,因为层数太多可能因为土工膜焊接机的焊接参数不适合而影响焊接质量。将防水卷材错位挂置可以避免4层搭接的产生。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 1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2幅卷材均无专有搭接带时,根据 2幅卷材的搭接请况,裁剪2块大小差不多、与搭接处相匹配的卷材母材,用电热吹风将其防水卷材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2幅卷材中间,再用焊接机将其分别与2幅卷材热合焊接即可。这种补钉的两面均覆盖有土工布,与2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,以达到防水卷材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白行焊接的情况,这时可利用电热吹风加热熔融卷材搭接带,再人工压合。但其中热风机功率、吹风扁嘴与防水卷材间的距离、吹风时间及对熔化点情况的目视观察,应通过试验(抗剥离试验)来确定。对冷粘、白粘类搭接方式,基本上不存在上面的问题。但在搭接时需用橡胶锤以适当的力量轻轻敲击搭接部位,以使防水卷材搭接良好无孔隙。

       1.7 防水卷材破损处 的修补

       对防水层的质量检查必须认真,在防水卷材铺设前后均应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,除自粘外,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,冷粘时胶粘剂的刷涂宽度不宜小于3cm。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补钉。

       1.8 防水卷材的施工保护措施

      每次施工完毕,工作人员必须及时对防水卷材施工质量进行全面检查,检查内容包含3个方面:一是目视检测施工质量,是否有松驰、破损等情况;二是在施工现场由专门的检测人员对焊缝进行的密封性检测;三是在室内进行的对现场焊缝随机抽样的抗剥离强度检测。施工作业完毕,必须有效控制钢筋及其焊接施工、爆破施工以及其它行走机械可能造成的对防水卷材的损伤等,操作人员和其它作业人员必须注意对防水卷材进行保护。

       2 施工控制要点

       2. 1 基面平整度指标控制

       锚喷基面平整度是确保防水卷材能起到防水效果的一个重要工序。根据现阶段防水卷材的伸缩性能及隧道锚喷基面的实际请况,锚喷基面必须符合一定的“深长比(D见)指标”,即边墙D/L≤1/6,项D/L≤1/8,式中D为喷射混凝土相邻两凸面间下凹的深度,为喷射混凝土相邻两凸面间下凹的距离。检测方法如图 1,具体检测用钢尺进行,测量至 0.5Cm 0

       2.2 采用 热合焊 接技 术 时的焊接 质量 控制

       土工膜焊接机的调试及其对防水卷材的试焊质量是确保防水卷材能起到防水效果的一个关键工序。土工膜焊接机对防水卷材热合焊接的质量与工作时该机的焊接速度、温度设定、环境条件、材料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进行调试与试焊。

       (1)焊接速度的设定与控制

       焊接速度是影响防水卷材热合焊接质量的最重要因素。焊接速度的设定主要与土工膜焊接机性能有关,各种型号土工膜焊接机,一般都能达到4m/rain的行走速度。但在实际使用过程中,行走速度的设定不宜过快,这主要是过快的行走速度就要求设定较高的熔合温度,不利于焊接质量和设备的使用寿命。一般情况下,根据施工组织及对EVA、PVC等高分子防水卷材的实际施工效果来看,采用的焊接行走速度为2ndrain比较适宜。

       (2)焊接温度的设定与控制

焊接温度是影响热焊合防水卷材焊接质量的第二重要因素。不同的防水卷材,因其基材熔点的差异,热合焊接时所选择的熔接温度会有差异。另一方面, 接温度的设定与土工膜焊接机自身的调控能力也有关,试验表明,温度的偏差要求控制在5℃范围内。如行走速度为2ndmin时,对EVA型防水卷材设定的温度一般为(250+5)oC。在对基材熔点不了解的情况下,一般先确定一个参考温度,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,观察焊痕质量以确定所设定的温度是否合适。在确定好焊接温度后,应在正常工作情况下,焊接不少于2m的试样进行室内抗剥离试验,直到检测结果表明抗剥离强度合格时为止。每次在现场进行热合焊接施工时,都必须进行试焊观察。

       (3)环境条件对焊接质量的影响

       焊接速度和温度的匹配还与环境有关,如环境温度较高(不低于l5℃)且空气流动不大时对已经确认的焊接速度和温度影响不太大;如环境温度较低,又有明显的气流运动时,应适当调高焊接温度或降低行走速度。

       (4)防水卷材材质对焊接质量的影响

由于材质熔化温度不同,对土工膜焊接机温度的设定至关重要。熔点高所要求设定的焊接温度也较高。

       (5)焊接速度和温度的调试是否匹配的判断

焊接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强度试验来确定。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。只有经确认焊接速度和温度已经匹配的情况下,才能对防水卷材进行正式的热合焊接施工。

       2 . 3 对防水卷材的安全保护及质量控制措施

       (1)进场堆放:不宜在露天环境中堆放,否则必须采取以防日晒雨淋或其它意外损伤的措施;

       (2)运输领用:运载器具要确保防水卷材不被损伤,在施工现场绝不乱堆乱放,并对卷材作好标识;

       (3)铺设施工:首先应检查基面防排水是否适宜铺设防水卷材,钢筋头等尖锐突出物是否清除干净;在制作补钉时应将防水卷材裁剪整齐,减少焊接作业;严格按挂钉位置布孔钻眼,系绳应适当放松,不宜过紧,也不能过松;锚喷基面必须满足有关平整度或圆滑面的要求;

       (4)焊接施工:必须在试焊合格后才能进行正式焊接施

工,以避免假焊:必须严格按要求进行现场抽检,以确保焊接质量,防止漏焊发生;加强防护,避免烧伤、灼伤防水卷材等;

       (5)后续施工:在钢筋骨架、衬砌台车及其混凝土施工,或其它行走机械移动过程中,必须做好对防水卷材的保护工作,如电焊时应用挡板等进行防护以免焊渣烫伤防水卷材,台车运行时以免挂伤或撕裂防水卷材,混凝土浇筑时振捣棒不宜直接接触防水卷材等。