jh防水板超聲波焊接機(jī)施工工法

1、隧道防水板超聲波焊接施工工法中鐵二十三局集團(tuán)滬昆客專工程指揮部二一三年八月隧道防水板超聲波焊接施工工法中鐵二十三局集團(tuán)滬昆客專工程指揮部1前言隧道發(fā)生滲漏水的主因是由于防水板施工過程中被破壞或者防水板焊接不合格造成的。按照相關(guān)規(guī)范要求: 隧道防水板應(yīng)采用分離式，先鋪緩沖層(土工布)，再鋪防水板。兩幅防水板搭接不小于15cm，采用雙縫熱熔爬焊機(jī)焊接。土工布固定采用熱熔墊圈; 防水板與墊圈焊接固定。防水板與墊圈連接的傳統(tǒng)方式為熱風(fēng)熱熔焊接工藝或吊帶掛設(shè)工藝。電熱壓焊器熱熔焊受防水板、熱熔墊片熔點(diǎn)影響較大，作業(yè)人員難以把握熱熔時(shí)間和壓焊力度，焊焦、焊穿、焊接不牢固成為常見質(zhì)量通病，同時(shí)吹出的熱風(fēng)容易

2、對施工人員造成傷害。吊帶掛設(shè)則因防水板無法與圍巖密貼，易造成二襯厚度不足或二襯背后脫空、不密實(shí)。圖1 傳統(tǒng)施工方法采用的熱風(fēng)性塑焊槍2工法特點(diǎn)2.1 本工法工藝新、可操作性強(qiáng)、適用廣泛。2.2 施工方法操作簡便，安全質(zhì)量效果好，防水板焊接質(zhì)量得到了提高，每個(gè)點(diǎn)的焊接質(zhì)量都可以得到保證，同時(shí)施工效率大幅提高，施工成本也得到降低。經(jīng)濟(jì)效益顯著。2.3超聲波焊接技術(shù)的應(yīng)用，使以往防水板焊焦、焊穿的質(zhì)量通病得到了根本改善?，F(xiàn)場土工布、防水板鋪設(shè)美觀、平順，可操作性和觀感質(zhì)量都得到大幅度提高，有效的防止了隧道滲漏質(zhì)量事故的發(fā)生。3適用范圍本工法適用于隧道防水板鋪設(shè)施工。4工藝原理采用超聲波焊接工藝是利用

3、當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動(dòng)，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng)，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大，因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫，又由于塑料導(dǎo)熱性差，熱量不能及時(shí)散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速融化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。現(xiàn)場采用超聲波焊接工藝后不但節(jié)省了人力，而且大大提高了工作效率，加快了施工進(jìn)度，同時(shí)成本得到了有效控制。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程圖5.1 防水板超聲波焊接機(jī)施工鋪設(shè)

4、工藝流程Y施工準(zhǔn)備洞外準(zhǔn)備防水板質(zhì)量檢查檢驗(yàn)劃焊接搭接線洞內(nèi)準(zhǔn)備工作平臺(tái)就位切除錨桿頭及鋼筋端頭鋪設(shè)環(huán)向盲管和土工布固定防水板超聲波焊接機(jī)調(diào)試施做熱熔墊圈超聲波焊接機(jī)焊接焊接防水板搭接縫雙縫熱熔爬焊機(jī)焊接質(zhì)量檢查焊縫補(bǔ)強(qiáng)N移工作平臺(tái)下一循環(huán)5.2 操作要點(diǎn)（1）基面檢查防水層鋪設(shè)前應(yīng)先對隧道進(jìn)行斷面檢查，對初期支護(hù)噴射混凝土表面進(jìn)行處理，切除錨桿頭和鋼筋露頭，確保噴射混凝土表面平整后方可鋪設(shè)土工布、安設(shè)環(huán)向透水盲管，鋪設(shè)、焊接防水板。（2）鋪設(shè)無紡布用射釘將墊圈、土工布平整順直地固定在基層上，土工布兩幅搭接寬度不小于50mm，鋪設(shè)平順、無隆起、無皺褶。作為防水板固定點(diǎn)的熱熔墊圈間距為拱部0.5

5、0.8米、邊墻0.81.0米，梅花形布置。（3）超聲波焊接機(jī)調(diào)試接通電源: 電源為220V、50Hz單項(xiàng)電源。接通后檢查工作指示燈是否發(fā)亮，如果不亮，檢查保險(xiǎn)管。儀器調(diào)試: 電源接通后，按住面板上的紅色“調(diào)試按鈕”。觀察“調(diào)諧指示表”表盤。一邊按“調(diào)試按鈕”，一邊旋轉(zhuǎn)“調(diào)諧”旋鈕。直到空載相對電壓達(dá)到最小值為準(zhǔn)。達(dá)到最小值后為焊接機(jī)的最佳工作狀態(tài)。（4）鋪設(shè)防水板，超聲波焊接將防水板固定到預(yù)定位置后，手持超聲波焊接機(jī)，超聲波焊接機(jī)與防水板面保持垂直，再用力壓緊并按下焊接機(jī)開關(guān)，融化防水板后，在焊接槍頭壓入防水板約0.5mm時(shí)，即可停止焊接，單點(diǎn)焊接持續(xù)時(shí)間月23秒，焊接時(shí)必須將防水板與墊圈壓密

6、貼，否則將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。每個(gè)焊點(diǎn)完成后，焊槍對焊點(diǎn)在3秒內(nèi)保持一定壓力，防止過早松開時(shí)因焊點(diǎn)處防水板未冷卻而撕裂。焊點(diǎn)數(shù)量：邊墻部位每個(gè)墊圈焊3個(gè)點(diǎn)，拱部每個(gè)墊圈焊4個(gè)點(diǎn)，且宜均勻布置于墊圈上，以保證焊接牢固。圖4 超聲波焊接方法 圖5 超聲波焊接效果圖6機(jī)具設(shè)備配置防水板超聲波焊接機(jī)基本構(gòu)件介紹如下：焊槍、超聲波發(fā)生器。分別見下圖 圖2 超聲波焊槍 圖3 超聲波發(fā)生器其中超聲波焊槍重量為1KG，超聲波發(fā)生器重量為3KG，重量較輕，方便工人操作。7質(zhì)量控制7.1做好初期支護(hù)基面的處理，確保噴射混凝土表面平整后方可鋪設(shè)土工布、安設(shè)環(huán)向透水盲管，鋪設(shè)、焊接防水板。7.2將防水板橫向中線同隧道中

7、線對齊重合。由拱頂向側(cè)墻方向鋪設(shè)。鋪掛時(shí)應(yīng)留出足夠的空余量（一般留5%的余量），保證足夠的松弛度，避免防水板被砼壓緊過度，拉裂，甚至防水板被拉斷裂造成滲漏水。7.3超聲波焊接機(jī)調(diào)試過程中，按“調(diào)試按鈕”同時(shí)旋轉(zhuǎn)“調(diào)諧”旋鈕，直到空載相對電壓達(dá)到最小值為準(zhǔn)。達(dá)到最小值后為焊接機(jī)的最佳工作狀態(tài)。7.4使用超聲波焊接機(jī)時(shí)，超聲波焊接機(jī)與防水板面要保持垂直，再用力壓緊并按下焊接機(jī)開關(guān)，融化防水板后，在焊接槍頭壓入防水板約0.5mm時(shí)，即可停止焊接，單點(diǎn)焊接持續(xù)時(shí)間月23秒，焊接時(shí)必須將防水板與墊圈壓密貼。7.5每個(gè)焊點(diǎn)完成后，焊槍對焊點(diǎn)在3秒內(nèi)保持一定壓力，防止過早松開時(shí)因焊點(diǎn)處防水板未冷卻而撕裂。8

8、安全措施施工中，嚴(yán)格遵照隧道或地下工程相關(guān)規(guī)范、規(guī)程關(guān)于安全方面的規(guī)定，確保施工安全。同時(shí)，重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：8.1施工前做好操作人員的技術(shù)交底和崗位培訓(xùn)工作，定人定崗，考核合格后方可上崗，并對機(jī)具進(jìn)行檢查調(diào)試，嚴(yán)格按照設(shè)備操作規(guī)程實(shí)施，配給各種所需材料，嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范施工。8.2防水層施工是以高空作業(yè)為主，因此必須注意：在臺(tái)架上高空作業(yè)時(shí)，除在作業(yè)臺(tái)架上設(shè)置防跌落的欄桿外，作業(yè)人員必須系安全帶，為防止作業(yè)臺(tái)架滑動(dòng)，要放置止楔后才能開始作業(yè)，為確保作業(yè)安全應(yīng)有足夠的照明亮度，要采取防止材料和工具等從作業(yè)臺(tái)架上掉落以免砸傷其他通行作業(yè)人員的相關(guān)措施。8.3土工布、防水板皆為易燃材料，必須采

9、取可靠的防火措施，堆放這些材料場所不準(zhǔn)使用明火。9環(huán)保措施9.1 建立專職的環(huán)境保護(hù)管理組織機(jī)構(gòu)，健全環(huán)境保護(hù)管理體系，強(qiáng)化環(huán)保管理，廣泛宣傳教育，提高思想認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。9.2 堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)工作“三同時(shí)”的原則，與設(shè)計(jì)、施工統(tǒng)籌規(guī)劃、同步運(yùn)作。9.3建立“三級”檢查落實(shí)制度，即領(lǐng)導(dǎo)層抓全面，管理層抓重點(diǎn)，實(shí)施層抓具體落實(shí)。內(nèi)部建立“包保責(zé)任制”，運(yùn)用行政和經(jīng)濟(jì)手段，加強(qiáng)環(huán)保工作的落實(shí)。10效益分析10.1施工進(jìn)度對比表1 熱風(fēng)性焊接與超聲波焊接施工進(jìn)度對比焊接方式每個(gè)墊圈焊接準(zhǔn)備時(shí)間/s每個(gè)墊圈焊接時(shí)間/s每個(gè)墊圈焊接保壓時(shí)間/s重復(fù)焊接率單機(jī)作業(yè)效率（個(gè)/小時(shí)）需要人工熱風(fēng)性焊接102

10、01030%322超聲波焊接010100901通過對比分析可以發(fā)現(xiàn)，超聲波焊接開機(jī)即可焊接，節(jié)約了熱風(fēng)性焊接的預(yù)熱等待時(shí)間，同時(shí)焊點(diǎn)質(zhì)量大幅提高，大大減少了重復(fù)焊接浪費(fèi)的時(shí)間。另外，在實(shí)際施工時(shí)，熱風(fēng)性焊接需要在墊圈與防水板之間將二者吹融化后再采用手壓的方式將防水板與熱熔墊圈按壓在一起，由于防水板寬度為3米，位于防水板中間處的焊接無法保證及時(shí)按壓，需要兩個(gè)工人配合，造成每卷防水板中部的焊接質(zhì)量不理想，而超聲波焊接的工作方式可以完全解決這個(gè)問題，同時(shí)僅需要一個(gè)工人即可完成工作。在工作效率方面，一臺(tái)超聲波焊接機(jī)的工作效率是一臺(tái)熱風(fēng)性塑焊槍的3倍之多。10.2施工成本對比表2 熱風(fēng)性焊接與超聲波焊接

11、施工進(jìn)度對比焊接方式焊接設(shè)備/臺(tái)每臺(tái)設(shè)備單價(jià)/元設(shè)備使用壽命易損件及單價(jià)/元易損件消耗頻率（個(gè)/板）設(shè)備消耗（元/月）每m³混凝土設(shè)備攤銷/元熱風(fēng)性焊接24502700.15200.35超聲波焊接115000焊槍30萬次發(fā)生器8年槍頭/800槍頭10萬次4480.30采用超聲波焊接機(jī)雖然一次性投入較大，但設(shè)備使用壽命長，不易損壞（按每月施工10板二襯計(jì)算，槍頭壽命16.3個(gè)月，焊槍壽命49個(gè)月），每m³混凝土設(shè)備攤銷為0.3元，而依此計(jì)算采用熱風(fēng)性焊接每m³混凝土設(shè)備攤銷為0.35元。因此在施工成本方面采用超聲波焊接比熱風(fēng)性焊接略有優(yōu)勢。11應(yīng)用實(shí)例11.1 工程概況哪旁隧道位于貴州龍里縣哪旁鄉(xiāng)，全長7124米，設(shè)計(jì)里程范圍：DK660+571-DK667+695，為級風(fēng)險(xiǎn)隧道。隧道地處東亞季風(fēng)區(qū)，屬于中亞熱帶濕潤氣候，年平均降雨量為1177毫米。隧道襯砌防水等級按照地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2008）設(shè)計(jì)為一級標(biāo)準(zhǔn)。全隧初期支護(hù)與二次襯砌之間拱部及邊墻部位鋪設(shè)防水板加無紡布防水。防水板采用EVA型，厚度1.5mm，全隧鋪設(shè)面積約22萬m²。11.2 應(yīng)用效果超聲波焊接技術(shù)的應(yīng)用，在保證質(zhì)量提升效益的同時(shí)，通過也有一些改進(jìn)會(huì)取得更好的施工效果。首先目