eva新科高分子复合防水卷材焊接施工工法

'EVA新科高分子复合自粘防水卷材焊接施工工法1.前言隧道防水工程是一项综合的、复杂的系统工程，与地质条件、超欠挖程度、防水卷材选取与施工、注浆管预埋、混凝土施工等都有着十分重要的关系。在隧道进行混凝土二次衬砌施工前，进行高分子防水卷材铺设及热合焊接施工，其施工质量与防水效果密切相关。2.工法特点2.1采用专用的热合焊机搭接焊接。2.2焊缝为中空双焊缝结构，焊痕及中空缝宽度均为15mm。2.3根据确定的热合焊接参数自动焊接，确保了焊接质量，能有效地杜绝假焊和漏焊。2.4验收、检测、焊接、铺设、修补等，各环节施工组织科学合理，保证措施得力，各工序衔接紧密。2.5施工工艺及操作简单，技术要点易于掌控，无有害物质产生，容易被工人接受。3.适用范围本工法适用于在隧道、地下工程、房建、水利等建筑结构物防渗漏水工程中使用的EVA、PVC、LDPE等各类可用于热合焊接技术的高分子防水卷材。4.工艺原理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的连接工艺称为防水卷材的热合焊接工艺。在防水卷材的热合焊接施工中，对热合焊接机及相应防水板而言，热合焊接所要解决的主要问题是焊接参数的设 置和死角的处理。焊接参数是由热合焊机和防水卷材材质性能共同决定的，包含焊接温度、熔焊时间、焊机行走速度，以及与现场施工环境相关的温度、湿度、风速及尘埃等；死角的处理是通过2KW专用电热吹风热熔压合来进行的。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程见图5.1-1防水板焊接施工流程图。图5.1-1防水板焊接施工流程图5.2施工步骤及方法5.2.1防水板的规格及质量要求1、土工布主要技术性能应符合表5.2.1-1的要求。表5.2.1-1土工布主要技术性能项目单位技术指标备注断裂能力KN·m-1≥15(纵横向）规格按单位面积质量≥300g／㎡,厚度≥2.2mmK＝1.0～9.9断裂延伸率%40～80（纵横向）CBR顶破强力KN≥2.9 垂直渗透系数cm.s-1K×(10-1～10-3)撕破强力KN≥0.42(纵横向）2、防护水板的物理力学性能应符合表5.2.1-2的要求。表5.2.1-2防护水板的物理力学性能序号项目指标EVAECBPE1断裂拉伸强度(Mpa)≥18≥17≥182扯断伸长率（%）≥650≥600≥6003撕裂强度（KN／m)≥100≥95≥954不透水性（0.3MPa／24h)无渗漏无渗漏无渗漏5低温弯折性（℃）≤-35≤-35≤-356加热伸缩量（mm)延伸≤2≤2≤2收缩≤6≤6≤67热空气老化（80℃×168h)断裂拉伸强度（Mpa)≥16≥14≥15扯断伸长率（%）≥600≥550≥5508耐碱性[Ca(OH)饱和溶液×168h]断裂拉伸强度（Mpa)≥17≥16≥16扯断伸长率（%）≥600≥600≥5509人工侯化断裂拉伸强度保持率(%)≥80≥80≥80扯断伸长保持率（%）≥70≥70≥7010刺破强度（N)防水板厚度（mm)1.53003003002.04004004002.55005005003.06006006003、本标段采用的自粘性防水卷材的物理性能表5.2.1-3自粘防水卷材物理性能指标标项目单面自粘型双面自粘型材料性能胎基EVA新科，单面自粘型厚度1.5mm，双面自粘型厚度1.2mm，透明或半透明粘结面(带浅色保护膜，与胎基复合)单面自粘，可湿铺双面自粘，可湿铺土工布(与胎基复合)不小于350g/m2　幅宽(m)≥2卷材厚度≥4mm≥3mm 外观成卷卷材应卷紧、卷齐，里进外出≤20mm；卷材表面平整无可见缺陷；柔度规定温度以上易展开；接头不超过一个拉伸性能拉力(N/50mm)≥500膜断裂伸长率(%)≥400钉杆撕裂强度(N)≥400冲击性能直径（10±0.1）mm，无渗漏静态荷载20kg，无渗漏耐热度70℃，2h，无位移、流淌、滴落低温弯折性—25℃，无裂纹防窜水型0.6MPa，不窜水与后浇混凝土剥离强度无处理≥2.0水泥粉污染表面≥1.5泥沙污染表面紫外线老化热老化与后浇混凝土侵水后剥离强度(N/mm)≥1.5热空气老化(70℃×168h)拉力保持率(%)≥70伸长率保持率(%)无裂纹，无气泡低温弯折性—23℃，无裂纹热稳定性外观无起皱、滑动、流淌尺寸变化(%)≤2.05.2.2防水板铺设前初支渗水处理防水板铺设前应当初支渗水处采用注浆堵水，确保防水板铺设时初支表面干燥、无湿迹。5.2.3防水板铺设前基面处理对于基面外露的锚杆头、钢管头、钢筋头、螺杆钉头等突出物应予切除后妥善处理。1、钢筋网等凸出部分，先切断后用锤铆平，抹砂浆，示意见图5.2.3-1初初期支护面处理示意图1。 图5.2.3-1初期支护面处理示意图12、有凸出的注浆钢管头时，先切断，并用锤铆平，后用砂浆填实封平，示意见图5.2.3-2初期支护面处理示意图2。图5.2.3-2初期支护面处理示意图23、锚杆有凸出部位时，螺头顶预留5mm切断，用塑料帽遮盖，示意见图5.2.3-3初期支护面处理示意图3。图5.2.3-3初期支护面处理示意图34、初期支护应无空鼓、裂缝、松酥，表面应平顺，凹凸量不得超过±5cm，示意见图5.2.3-4初期支护面处理示意图4。图5.2.3-4初期支护面处理示意图45、通过补喷或凿除使初期支护表面平整园顺。 5.2.4防水卷材铺设前的准备工作使用已经检测部门检测合格的防水板；目测待用防水板是否存在严重的厚度不匀、破裂、漏洞、鼓凸、瘤出等缺陷，检查防水卷材的搭接带及防水板一面是否干净整洁，否则必须清洁和修补；检查和调试热合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；裁剪直径大于15cm的圆形防水板小块作为补钉块备用等。5.2.5.防水卷材的挂钉安装要求挂钉按无钉方式布置安装，采用木钉的无钉铺设法。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，将木钉与扎丝绑在一起，打入孔中，在将防水板绳与扎丝绑扎好。该法的优点是能确保锚喷基面的平整度，有效杜绝木钉对防水板的穿刺破坏，缺点是牢固性较差，木材消耗量大，施工较麻烦。要求木钉长度在8～10cm、杆体直径在φ1cm以上时为佳。木钉固定后，其杆体在锚喷基层上外露高度不得超过1cm。木钉的安装要牢固稳定，不能松动脱落。5.2.6.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、横向都要有一定的预留长度，以防水板的松驰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15cm）是否适宜等，否则必须进行调整。5.2.7.对防水卷材搭接带的热合焊接1、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。在焊接结束时，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。2、搭接工艺防水卷材的搭接除在两张卷材间正常的双层搭接外，在实际施工中还会出现三层甚至四层搭接的情况，方法是先将两张卷材热合焊接好以后，再将第三张与前已热合焊接好的卷材热合焊接即可；在四幅卷材的共同连接点还可能产生四层搭接的情况，产生四层搭接时，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，因为层数太多可能因为热合焊接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四层搭接的产生。（防水板搭设见图5.2.7-1防水板搭接示意图、图5.2.7-2防水板搭接示意图）。图5.2.7-1防水板搭接示意图1图5.2.7-2防水板搭接示意图23、非专有搭接带的搭接工艺 在施工中还会出现因试焊、取样、修补、加工补钉块等多方面原因产生的防水卷材无专有搭接带的情况（如图5.2.7-3防水板搭接示意图3），如两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，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。图5.2.7-3防水板搭接示意图3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。但其中热风机功率、吹风扁嘴与防水板间的距离、吹风时间及对熔化点情况的目视观察，应通过实验（即抗剥离试验）来确定。5.2.8.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。因待补位置已处于防渗漏水的薄弱环节，最好采用“双补钉法”修补破损处，即在待补位置的两面均镶嵌一块补钉，以防锚喷基面或二次衬砌时的突出物穿过破损处而再次损坏补钉。5.2.9.对防水板热合焊接质量的检测和防水板的保护措施要求每一次施工完毕，工作人员必须及时对防水板施工质量进行全面检测，检测包含三个方面：一是操作人员目测施工质量，其内容包含是否有松驰、破损等情况发生；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，操作人员和其他作业人员必须注意对防水板进行保护，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板的损伤等。5.3施工操作要点5.3.1基面平整度指标控制锚喷基面平整度是确保防水板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情况，锚喷基面必须符合一定的“深长比（D/L）指标”，即边墙D/L≤1/6，拱顶D/L≤1/8。检测方法如图5.3.1锚杆基面深长比测试示意图：图5.3.1锚杆基面深长比测试示意图其中： L——喷射混凝土相邻两凸面间下凹的距离；D——喷射混凝土相邻两凸面间下凹的深度。具体的检测用钢尺进行，测量精确至0.5cm。当L≥70cm时必须重新挂网进行喷射混凝土复喷；当L＜10cm时且每平方米不超过10个点时，可不预处理。对不符合深长比及相关要求的凹凸面（点），必须用砂浆抹成光滑的平面或R≥5cm的圆弧面。5.3.2焊接质量的控制热合焊机的调试及其对防水板的试焊质量是确保防水板能起到防水效果的一个关键工序。热合焊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板热合焊接质量的两个最重要的因素。焊接速度的设定主要与土工膜焊接机性能有关，从对各种型号土工膜焊接机的爬行速度来看，一般都能达到4m/min的行走速度要求。但在实际使用过程中，爬行速度的设定不宜过快，这主要是过快的爬行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，焊接行走速度一般为2m/min是适宜的。2、温度的设定与控制焊接温度是影响防水板焊接质量的第二个最重要因素。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是有差异的。焊接温度的设定与土工膜焊接机自身的调控能力有关，试验表明温度的偏差要求控制在5℃的范围内。如以爬行速度为2m/min时，对EVA型防水卷材设定的温度一般为（250±5）℃。对不了解基材熔点的情况下，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15℃）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爬行速度。4、防水板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。很显然，熔点高所要求设定的焊接温度也较高。5、对焊接速度和温度的调试是否匹配的判断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。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。6.材料与设备6.1防水板材料计划见表6.1-1云山隧道防水板材料计划表。表6.1-1云山隧道防水板材料计划表序号名称规格单位数量备注1单面复合自粘防水板幅宽2米m278417　 2单面自粘防水板幅宽2米m2276854　6.2防水板焊接设备计划见表6.2-1云山隧道防水板焊接设备计划表。表6.2-1云山隧道防水板焊接设备计划表序号机具规格型号数量用途1简易吊装设备自制12吊装防水板2射钉枪或铁锤可调节火力12打入钢钉3简易台架自制12基面处理铺设防水板4自动爬行热盒器24焊接防水板5热风枪24焊接防水板6冲击电钻12钻定孔位6.3防水板焊接劳动力计划见表6.3-1云山隧道防水板焊接劳动力计划表。表6.3-1云山隧道防水板焊接劳动力计划表序号班组人数组成1项目部12安质、技术6人（兼），试验员6人（兼）2防水板作业班6012班。热合焊接各2人，辅助作业各3人。7.质量控制7.1施工前的准备工作一定要充分，技术方案必须经过检验，工作要落实到位。7.2施工过程中要严格执行（TB10753-2010/J1149-2011等），严格按照经检测或技术部门确认的成熟技术方案或操作规程进行施工作业。7.3按GB/T19001、ISO9001标准建立质量保证体系，对发现的问题按PDCA循环要求进行QC攻关解决。8.安全措施8.1建立完善的施工安全保证体系，加强施工过程中的安全检查，实现作业标准化、规范化，施工过程中必须把人员和施工安全放在首位，严格遵循“安全第一”的原则。8.2施工人员必须戴好安全帽，高空作业时必须系好安全绳，穿防滑鞋。8.3对防水板的安全保护及质量控制措施 8.3.1进场堆放：不宜在露天环境中堆放，否则必须覆盖以防日晒雨淋或其它意外损伤；8.3.2运输领用：运载器具能确保防水板不被损伤，在施工现场绝不乱堆乱放，并标识；8.3.3铺设施工：首先应检查基面防排水是否适宜铺设防水板，钢筋头等尖锐突出物是否清除干净；在制作补丁时应将防水板裁剪整齐，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，即D/L值与R≥5cm等；8.3.4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、灼伤防水板等；8.3.5后续施工：在钢筋骨架施工、衬砌台车及其混凝土施工以及其它行走机械移动过程中，必须做好对防水板的保护工作，如电焊时应用挡板等进行防护以免焊渣烫伤防水板，台车运行时以免挂伤或撕裂防水板，混凝土浇筑振捣时破坏防水板等等。9.环保措施9.1成立环保工作小组，配置环保人员，切实贯彻环保法规。各工区、班组派人参加，将环保责任和义务落实到人。9.2严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护的法规、方针、政策和法令，结合设计文件和本工程的实际情况，及时申报有关环保文件，按批准的文件组织实施，定期检查。9.3剩余料具、包装及时回收、清退。对可再利用的废弃物尽量回收利用。各类垃圾及时清扫、清运，不得随意倾倒，尽量做到每班清扫、每日清运。10.效益分析隧道防水卷材施工采用热合焊接工艺后，较好地解决了隧道渗漏水，同时还 提高了工作效率，减少了劳动力的投入和对防水板的返工处理费用，降低了劳动强度。在经济效益方面，如每班按配置2台热合焊接机计算，热合焊接法施工比冷粘法施工每铺设1000m2防水卷材要节约成本422元，与原冷粘法施工相比，节省成本30%以上。11.应用实例佛山至肇庆城际轨道交通工程，简称“佛肇城际”，其中GZZH-3标段云山隧道位于泥质砂岩残积土和全风化泥质砂岩，蒙脱石等亲水矿物，在饱和状态下扰动后，极易变形，强度、承载力骤减。工程所在地多年平均气温为21.5℃，极端最低气温-1.2℃，极端最高气温37.9℃；该范围内降水多集中在4月～9月，多年平均降雨量在1600～1800mm，降水量年内分配不均，其中汛期（4月～9月）的降水量占全年降水量的80%，其余的降水量只占全年的20%。隧道各部位不均衡渗水，最大涌水量约36L/d。佛肇城际轨道工程云山隧道于2010年5月开工，12月进入防水卷材施工。隧道总长4740米，共计铺设EVA型新科高分子复合防水卷材防水板50000m2，热合焊缝总长约60000米，现场取样室内检测60多次，剥离试验结果全部合格,合格率100%；现场注水法检测30次，注入空气法检测1次，全部合格，合格率100%。'