(一)防水层材料基本要求
防水卷材及无纺布的材料品种、规格、性能必须符合设计要求和有关标准,材质均匀、无破损。
(二)防水卷材施工工艺
1.防水层铺设的基面要求
(1)隧道开挖并进行初期支护后,喷射混凝土基面可能存在粗糙,局部凹凸不平,并可能有锚杆头外露的现象,影响防水层铺设,损伤防水层。因此,在防水卷材铺设前,应对喷射混凝土基面进行检测,保证喷射混凝土基面平顺,无凹凸不平现象。基面平整度需满足的要求详见课题三第五节。
(2)铺设基面不得有锚杆露头和钢筋断头外露。
(3)在防水施工前,如拱墙有渗流、涌水,应用不透水薄膜隔离,铺排水管,引至边墙脚。
(4)明洞衬砌拱背混凝土应平整,不得有钢筋露头。如有不平整现象,则可用砂浆抹平。
2.防水层铺设
防水卷材的铺设宜采用无钉热合铺设法,如图4.4-5所示。
图4.4-5 无钉热合铺设法示意
无钉热合铺设法是指先将能与防水卷材热熔黏合的垫衬用机械方法固定在喷射混凝土基面上,然后用“热合”方法将防水卷材粘贴在固定垫衬上,保证防水卷材无机械损伤。防水板的铺挂施工程序如下:
(1)防水卷材垫衬的施工。在隧道拱顶喷射混凝土表面上标出隧道纵向中心线,先用射钉枪将塑料垫片沿隧道拱顶中线固定一排,间距为500mm,然后向两侧按梅花形固定塑料垫片,拱部间距为500～700mm、侧墙间距为100～120mm。在固定塑料垫衬的同时将无纺布固定在喷射混凝土基面上。
(2)防水卷材的铺设。先将防水卷材裁断,裁剪长度要考虑搭接,并有一定富余,找出裁下的防水卷材中线,使防水卷材中线与隧道中线重合,从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与垫片热熔焊接。铺挂时松弛适当(松弛系数为1.1～1.2),以保证防水层在浇筑衬砌混凝土时与初期支护表面密贴,不产生弦绷和褶皱现象(图4.4-6)。
在铺设防水卷材时,应为下一环预留不少于50cm的搭接余量。
3.防水卷材的焊接
(1)自动爬焊机焊接。相邻两块防水卷材接缝一般采用自动爬焊机双缝焊接[图4.4-7(a)、图4.4-7(d)]。其工艺及质量要求如下:
①焊接前,应在小块塑料片上试温。
②焊接温度应控制为200℃～270℃,焊接爬行速度宜控制为0.1～0.15m/min。焊接速度太快则焊缝不牢固,太慢则易焊穿、烤焦。在焊接过程中要根据焊缝的热熔情况随时调节温度,直至焊缝熔接达到最佳效果,两条焊缝同时完成,每条焊缝的有效焊接宽度不应小于12.5mm。
③每次焊接过程尽可能一次完成,尽量减少间断和停机次数,如有间断或停机,应及时对其进行修补。
(2)交叉焊缝焊接。防水卷材的纵向焊缝与横向焊缝重叠时,需要先将焊好的焊缝边缘部位剪平约10cm,再进行另一条焊缝的焊接。然后用热风枪将两条焊缝的重叠部位焊接,并滚压密实[图4.4-7(b)]。
(3)薄型的防水卷材焊接。用塑料热合机焊接材质较薄的防水卷材时,可采用反弯法进行施工,即首先将两层膜折起来焊接,然后将其弯向一侧点焊在卷材上,避免180°剥离[图4.4-7(c)、(e)]。
(4)防水卷材与固定垫片的焊接。EVA 或LDPE防水卷材在与固定垫片用压焊器进行热合时,压焊时间一般为10s。
(5)防水卷材缺陷修补焊接。
①焊缝若有漏焊、假焊,应采用热熔滚压进行补焊[图4.4-7(a)]。
②防水卷材出现破损、烤焦、焊穿及固定点外露等现象时须立即修补,修补材料与防水板相同,修补片尺寸要求大于破坏边缘70mm。修补片宜裁剪成圆角,不宜裁剪成有正方形、长方形、三角形等的尖角,应采用热熔滚压焊接[图4.4-7(a)]。
图4.4-6 防水板铺设效果图
图4.4-7 防水板焊接过程示意
(三)防水层质量检查
1.外观检查
检查方式:肉眼观察。
(1)防水层表面平顺,无褶皱、无气泡、无破损,与洞壁密贴,松弛适度,无紧绷现象。
(2)焊接应无脱焊、漏焊、假焊、焊焦、焊穿,粘接应无脱粘、漏粘。
(3)明洞防水层施工前,明洞混凝土外部应平整圆顺,不得有钢筋露出和其他尖锐物。
2.充气检查
(1)检查方法。采用双缝焊接的焊缝可用充气法检查防水板焊缝,检查方法如图4.4-8所示。将5号注射针与压力表相接,用打气筒充气,当压力表达到0.25 MPa时,保持15min,如压力下降在10%以内,焊缝质量合格。如压力下降超过10%,证明焊缝有假焊、漏焊。用肥皂水涂在焊接缝上,找出产生气泡的地方重新补焊,直到不漏气为止。
图4.4-8 防水板焊缝检查(www.xing528.com)
(a)防水板充气法检查;(b)防水板焊缝检查示意
(2)检查数量。每条焊缝均应做充气检查。
(3)焊缝强度检查。焊缝拉伸强度不得小于防水板强度的70%,焊缝抗剥离强度不小于70N/cm。
3.复合式衬砌防水层检查
复合式衬砌防水层检查项目见表4.4-2。
表4.4-2 复合式衬砌防水层实测项目及要求
4.明洞防水层检查
明洞防水层实测项目见表4.4-3。
表4.4-3 明洞防水层实测项目及要求
(四)施工缝止水带施工工艺与检查方法
1.止水带类型
止水带按材质可分为橡胶止水带、塑料止水带、金属止水带等;按用途可分为变形缝用止水带、施工缝用止水带、有特殊耐老化要求的接缝用止水带等;按设置位置可分为中埋式止水带、背贴式止水带;按形状可分为平板型止水带、变形型止水带等,品种很多。另外,一些新式的止水带,如可排水止水带、可注浆止水带等在工程实践中也取得了良好应用效果。
中埋式止水带,因构造简单、施工简便及质量可靠,在隧道中使用较为普遍。
背贴式塑料止水带一般与防水板组合使用(图4.4-9)。
图4.4-9 背贴式塑料止水带与防水板组合使用示意
止水带的物理力学性能应满足《地下工程防水技术规范》(GB50108—2008)及设计文件的相关要求。
2.止水带检查内容
(1)止水带材料规格、品种、形状、尺寸必须符合设计要求和有关标准,如《高分子防水材料第2部分:止水带》(GB18173.2—2014)的规定。
(2)止水带与衬砌端头模板应正交。
止水带实测项目见表4.4-4。
表4.4-4 止水带实测项目及要求
3.止水带外观鉴定要求
(1)止水带应无松脱、扭曲。
(2)止水带连接缝应无裂口、脱胶。
4.中埋式止水带施工质量检查
中埋式止水带施工质量检查主要是预埋位置检查和止水带接头的黏结检查。现以图4.4-10为例予以说明。中埋式橡胶止水带如图4.4-11所示。
图4.4-10 中埋式止水带安装示意
图4.4-11 中埋式橡胶止水带
二次衬砌浇筑是一环一环地逐段推进。止水带通常在先浇的一环衬砌端头用挡头板固定。止水带出现转角时应做成圆弧形,转角半径橡胶止水带不小于200mm,钢边止水带不小于300mm。
(1)止水带安装的横向位置。止水带预埋于设计衬砌厚度的1/2处,用钢卷尺量测内模到止水带的距离,偏差不应超过30mm。
(2)止水带安装的纵向位置。止水带以施工缝或伸缩缝为中心两边对称(图4.4-10),即埋在相邻两衬砌环节内的宽度是相等的。用钢卷尺检查,要求止水带偏离中心不能超过5cm。
(3)止水带应与衬砌端头模板正交。浇筑混凝土前应用角尺检查,否则会降低止水带在两边埋入混凝土的有效长度,并有可能影响混凝土的密实性。
(4)根据止水带材质和止水部位可采用不同的接头方法。每环中的接头不宜多于1处,且不得设在结构转角处。对于橡胶止水带,其接头形式应采用搭接或复合接;对于塑料止水带,其接头形式应采用搭接或对接。止水带的搭接宽度可取10cm,冷黏或焊接的缝宽不小于5cm。
(5)止水带每隔0.3～0.5m预埋钢筋卡,在浇筑下一模衬砌混凝土时将露出的另一半止水带卡紧固定,使止水带垂直施工缝浇筑在混凝土内,如图4.4-10所示。
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