顏建鵬

（中鐵二十四局集團(tuán)福建鐵路建設(shè)有限公司， 福建 福州 350011）

1 工程概況

福州市軌道交通5號(hào)線(xiàn)一期工程樟嵐車(chē)輛段試車(chē)線(xiàn)隧道，起始里程為SSK0+883，終點(diǎn)里程為SSK1+236.22，全長(zhǎng)353.22m，采用礦山法施工，為單洞單線(xiàn)隧道，其斷面為馬蹄形。線(xiàn)路平面以R=1000m下穿西北方向的雞籠山山體，最大單向坡縱坡為2‰，最大覆土厚度為45.3m，地面高程為15.2m～86.2m，隧道的凈空寬8.36m，軌面以上的高度為5.71m，采用復(fù)合式襯砌的結(jié)構(gòu)形式，二襯混凝土的厚度為300～400mm。隧道所處的地貌單元為剝蝕殘丘，地形起伏較大；地下水為潛水，主要性質(zhì)為構(gòu)造裂隙潛水，其水位位于隧道結(jié)構(gòu)底板以下，地下水對(duì)隧道的影響較小，地下水對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性。

2 防水層設(shè)計(jì)

根據(jù)隧道的地質(zhì)及水文條件，隧道防水等級(jí)為二級(jí)，采用全包防水方式，在防水卷材表面設(shè)置注漿系統(tǒng)，在隧道的噴射混凝土與二次襯砌之間鋪設(shè)400g/mm的土工布緩沖層+1.5mm厚EVA防水卷材，其中底板加設(shè)一道50mm細(xì)石混凝土保護(hù)層，二次襯砌混凝土抗?jié)B等級(jí)為P12，采用防水混凝土，縱向施工縫采用鍍鋅鋼板止水帶，環(huán)向施工縫采用鋼邊橡膠止水帶，變形縫采用鋼邊橡膠止水帶，止水帶設(shè)置形式均為外設(shè)外貼式止水帶。

3 EVA防水卷材工藝原理及特點(diǎn)

3.1 工藝原理

EVA防水卷材的主體材料為高分子片材，自粘層采用壓敏膠，表面為磨砂保護(hù)層。EVA防水卷材的粘結(jié)層能夠與后澆混凝土發(fā)生一系列的濕固化反應(yīng)后粘結(jié)牢固形成一個(gè)整體，具有自鎖水的功能，能夠有效地防止防水卷材出現(xiàn)竄水隱患現(xiàn)象，使得防水系統(tǒng)的可靠性得以提高。

3.2 .EVA防水卷材特點(diǎn)

EVA防水卷材具有抗撕裂強(qiáng)度較高、抗穿刺能力較強(qiáng)、耐腐蝕性能強(qiáng)和延伸率較好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)基層的要求不高，基層無(wú)需干燥、底涂和砂漿找平等處理，EVA防水卷材預(yù)鋪后可以直接在卷材上面進(jìn)行鋼筋安裝，施工速度快；每卷卷材的寬度為2.4m，搭接的損耗大量減少，節(jié)約成本和工期；根據(jù)施工環(huán)境的差異，可以采取自粘邊搭接，粘結(jié)安全可靠；材料無(wú)毒無(wú)味，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染和對(duì)人體產(chǎn)生傷害；材料的蠕變性和自粘性較強(qiáng)，對(duì)于輕微的施工損傷能夠自行愈合。

4 EVA防水卷材主要施工技術(shù)

4.1 基層處理

基層面需平整且無(wú)明水流，如果初期支護(hù)上有明流水，則需查明原因采取注漿或者堵漏進(jìn)行封堵處理；基層面上不得有鋼筋、鋼管、石子和鐵絲等尖銳的突出物，如有則進(jìn)行割除或者鑿除，再采用水泥砂漿進(jìn)行抹面；隧道轉(zhuǎn)彎處或者結(jié)構(gòu)斷面出現(xiàn)變化地方，采用水泥砂漿做成圓弧，陽(yáng)角圓弧半徑≥50mm，陰角圓弧半徑≥100mm；施工縫和變形縫兩側(cè)各500mm的區(qū)域內(nèi)的基層面采用1：2.5水泥砂漿進(jìn)行找平，方便后續(xù)的外貼式止水帶安裝。

4.2 緩沖層鋪設(shè)

緩沖層采用400g/m 的短纖土工布，緩沖層在防水卷材施工前進(jìn)行鋪設(shè)，采用水泥釘和圓墊片將短纖土工布正梅花形固定在基層上，側(cè)墻固定點(diǎn)間距為0.8～1m，拱頂固定點(diǎn)間距為0.5m，仰拱固定點(diǎn)間距為1～1.5m，側(cè)墻和仰拱連接位置固定點(diǎn)間距為0.5m。遇到凹凸不平地方適當(dāng)增加固定點(diǎn)。土工布的搭接寬度為50mm，，緩沖層的鋪設(shè)平整牢固與基面密貼。

4.3 防水卷材鋪設(shè)

本工程防水卷材采用預(yù)鋪式高分子自粘膠膜防水卷材，生產(chǎn)廠家為北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司，防水卷材的規(guī)格（長(zhǎng)×寬×厚）為20m×2.4m×1.5mm，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示，其縱向膜斷裂伸長(zhǎng)率為801%，橫向?yàn)?30%，滿(mǎn)足≥400%的規(guī)范要求；縱向釘桿撕裂強(qiáng)度為560N，橫向?yàn)?40N，滿(mǎn)足≥400N的規(guī)范要求；與后澆混凝土剝離強(qiáng)度在無(wú)處理情況下為2.2N/mm，滿(mǎn)足≥2.0N/mm的規(guī)范要求；在泥沙污染表面情況下剝離強(qiáng)度為1.8N/mm，滿(mǎn)足≥1.5N/mm的規(guī)范要求；在-23℃低溫彎折性試驗(yàn)結(jié)果為無(wú)裂紋，滿(mǎn)足規(guī)范要求；在0.3MPa的壓力進(jìn)行30min不透水性試驗(yàn)結(jié)果為不透水，滿(mǎn)足規(guī)范要求；與后澆混凝土浸水后剝離強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果為1.7N/mm，滿(mǎn)足≥1.5N/mm的規(guī)范要求；EVA防水卷材的主要性能指標(biāo)均高于國(guó)標(biāo)的要求。鋪設(shè)防水卷材之前進(jìn)行彈線(xiàn)定位，然后將防水卷材鋪在土工布上，光面朝向基層面，磨砂面則朝向二次襯砌結(jié)構(gòu)面，采用熱熔焊接技術(shù)將防水卷材與圓墊圈相互粘合牢固，從而形成密閉整體系統(tǒng)。防水卷材鋪設(shè)順序?yàn)轫樦淼罊M向進(jìn)行鋪設(shè)，防水卷材的長(zhǎng)邊利用自粘層進(jìn)行搭接，短邊則采用膠粘帶進(jìn)行搭接，長(zhǎng)短邊的搭接寬度≥80mm，卷材端部搭接區(qū)相互錯(cuò)開(kāi)，防水卷材搭接后采用鋼輥?zhàn)舆M(jìn)行壓緊處理，使得搭接邊能夠粘結(jié)充分。如果防水卷材出現(xiàn)破損，那么及時(shí)采用同材質(zhì)防水卷材進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)防水卷材的四周距離損壞邊緣的距離≥100mm。

5 防水卷材施工存在問(wèn)題及主要成因分析

5.1 防水卷材施工存在問(wèn)題

本工程隧道在進(jìn)行EVA防水卷材首件工程樣本引路施工過(guò)程中，墊圈采用防水卷材生產(chǎn)廠家配套的橡膠墊片，如圖1所示，焊機(jī)采用常用的超聲波點(diǎn)焊機(jī)，如圖2所示，在防水卷材鋪設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)EVA防水卷材和橡膠墊片的粘合不好，很容易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；另外由于EVA防水卷材不透明性和圓墊圈固定點(diǎn)的布置間距不一致性，導(dǎo)致熱熔焊接過(guò)程中部分圓墊圈容易出現(xiàn)漏焊的現(xiàn)象。

圖1 橡膠墊片

圖2 超聲波電焊機(jī)

5.2 防水卷材施工存在問(wèn)題主要成因分析

常規(guī)的超聲波點(diǎn)焊機(jī)所產(chǎn)生的最大熱度≤70℃，而EVA防水卷材的高分子結(jié)構(gòu)對(duì)點(diǎn)焊熱熔的效果起到一定阻隔作用，尤其是磨砂面層的透熱性較差，電焊機(jī)產(chǎn)生的熱度經(jīng)過(guò)防水卷材之后達(dá)到橡膠墊片時(shí)溫度低于70℃，而廠家配套的橡膠墊片的完全熔化溫度要求＞70℃，因此采用超聲波點(diǎn)焊機(jī)很難將橡膠墊片完全熔化。再加上超聲波點(diǎn)焊機(jī)是以點(diǎn)焊為主，這是焊接點(diǎn)，無(wú)法按照面進(jìn)行焊接，1個(gè)橡膠墊片一般要焊接4～5點(diǎn)，再加上焊工操作水平的不均勻性，使得防水卷材與橡膠墊片的粘合度不足，從而出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)成因分析，為了確保防水卷材與墊圈的有效粘結(jié)，應(yīng)更換墊圈材質(zhì)、更換產(chǎn)生更高熱度的焊機(jī)或者采取新的焊接工藝。而墊圈布置間距不一致性和梅花形布置出現(xiàn)漏焊現(xiàn)象需要采取統(tǒng)一的布置方式。

6 防水卷材施工存在問(wèn)題處理措施

針對(duì)EVA防水卷材施工中存在的問(wèn)題，項(xiàng)目部組織參建各方及EVA防水卷材生產(chǎn)廠家技術(shù)人員進(jìn)行討論與研究，商討解決問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施。根據(jù)各方專(zhuān)家的意見(jiàn)，從墊片材質(zhì)方面進(jìn)行改進(jìn)，將原先的橡膠墊片換成材質(zhì)較為柔軟的黑色墊片，焊機(jī)依然采用超聲波點(diǎn)焊機(jī)，但是實(shí)踐效果不佳。從焊接工具方面進(jìn)行改進(jìn)，將超聲波點(diǎn)焊機(jī)換成熱風(fēng)焊接槍?zhuān)浪聿呐c墊片能夠有效地粘結(jié)在一起，焊接效果明顯。但是隧道拱腰進(jìn)行熱風(fēng)焊接時(shí)發(fā)現(xiàn)操作十分困難，無(wú)法保證防水卷材的焊接質(zhì)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試及借鑒其他類(lèi)似項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，最終決定將橡膠墊片更換成表面帶鐵絲的電磁焊墊片，如圖3所示，超聲波點(diǎn)焊機(jī)更換成電磁焊接機(jī)，如圖4所示，將原先的點(diǎn)焊換成面焊，墊圈上的鐵絲能夠迅速吸熱加快熔化速度。電磁焊接機(jī)能夠提前設(shè)置電流值和焊接時(shí)間，一般焊接時(shí)間為3～4s，焊接時(shí)間一到電磁焊接機(jī)就會(huì)自動(dòng)斷電，操作簡(jiǎn)便，施工效率大大提高。而墊圈的布置采用縱向等高等間距布設(shè)方法，在墊圈布置中心點(diǎn)位置每隔2.5m防水卷材鋪設(shè)外基面采用紅色油漆進(jìn)行標(biāo)識(shí)，這樣能夠讓操作人員快速找到墊圈的位置，施工速度得以加快，避免墊圈出現(xiàn)漏焊的現(xiàn)象。

圖3 電磁焊墊片

圖4 電磁焊接機(jī)

7 結(jié)束語(yǔ)

本工程隧道防水層設(shè)計(jì)采用1.5mm厚EVA防水卷材，施工方法為預(yù)鋪?zhàn)哉撤ǎc圓墊片連接采用熱熔焊接技術(shù)，但是在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)采用常規(guī)的超聲波點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行操作時(shí)，EVA防水卷材和橡膠墊圈無(wú)法粘結(jié)牢固，容易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象；墊圈固定位置不規(guī)則，容易出現(xiàn)漏焊現(xiàn)象。針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的成因進(jìn)行分析，并組織各方專(zhuān)家進(jìn)行討論與研究，最后采用電磁焊接機(jī)和帶鋼絲的電磁焊墊片圈來(lái)解決原先的EVA防水卷材和墊圈粘結(jié)不牢的問(wèn)題；采用縱向等高等間距布設(shè)墊圈每隔2.5m防水卷材鋪設(shè)外基面采用紅色油漆進(jìn)行標(biāo)識(shí)的方法來(lái)解決墊圈漏焊的問(wèn)題，這些有效的處理措施大大提高EVA防水卷材鋪設(shè)速度，確保防水卷材的施工質(zhì)量，取得良好的施工效果。