防水板超声波焊接施工工艺.docx

防水板超声波焊接施工工艺
1前言
1。1工艺概况
隧道防水板铺设过去一直采取手工方式固定到隧道内壁上，固定方式以射钉锚固为主，防水板搭接头以热熔形式处理。由手工方式铺设的防水板，与峒表面的密贴效果不稳定，整体平顺性不好；射钉挂板时，防水板表面留有孔洞，从而影响防水效果。
云桂铁路项目部一分部采用机械手辅助铺设、超声波焊接施工工艺,使施工效率和施工质量得到明显改善.
1.2工艺原理
超声波焊接机由发生器产生20kHz〜35kHz的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，通过焊接枪头加于两个靠近的塑料工件上，通过工件表面及内在分子间的磨擦而使接触面局部温度升高，当温度达到工件本身熔点时，工件接迅速熔化并填充于接间的空隙，随接触时间延长，接触面熔化深度加大.当接触震动停止时，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的超声波焊接.
2工艺特点
1）超声波焊接不需加溶剂、粘接剂或其他辅助品，使用成本低.超声波焊接一次性投入较大，但设备使用寿命长（按每月10板二衬计算，枪头寿命16。3个月，焊枪寿命49个月），分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7。5%,经济效益明显.
2）超声波焊接开机即可焊接，正常情况下焊接枪头不会烫伤操作人员，安全性好。
3）超声波焊接节约了电热压力焊的预热等待时间，一个接触点仅需3秒钟，生产率高。也不会因出现焊点破洞修补而浪费时间。
4）焊点外观质量和熔接程度好，焊点不破损，防水板铺设质量好。
3适用范围
本方法适用于隧道EVA防水板与热熔垫片间的固定施工
4主要引用标准
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）
《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《铁路隧道防水板铺设工艺技术规定》（建技[2010 ] 13号）
5施工方法
隧道内壁一定范围内铺设好土工布，土工布与隧道峒壁间的锚固点全部安放有热熔垫片；作业台架就位，在机械手卷筒支架上安装好防水板卷筒；调试好超声波焊接机；在隧道一侧的拱脚处开始释放防水板，使防水板纵向（新铺与已铺）搭接宽度和横向起点位置正确，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪对正垫片,启动开关持续2〜3秒;每个垫片上点焊3-4个焊点；待水平方向热熔垫片全部点焊完成后，再次启动机械手向上移动，使防水板与下一排热熔垫片熔接固定。如此，即可完成整个拱圈防水板的铺设.
6工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
施工准备T基面检查T 土工布铺设T防水板铺设及超声波焊接固定T效果检查。
6.2操作要点
6。2。1施工准备
进行作业人员培训，机具设备、材料准备到位，其中，热熔垫片（图1）采用新型改进型，其颜色为容易识别的红色同材质垫片，方便焊接时找到固定点具体位置;在满足受力前提下缩小了垫片面积，节约EVA原材料31.6 %。
6.2。2基面检查
防水层铺设前应先对隧道进行断面检查，对初期支护喷射混凝土表面进行处理，切除锚杆头和钢筋露头，并用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比应控制在1/10以内；深宽比大于1/10的凹坑应用细石混凝土填平，确保喷射混凝土表面平整，基面严重不平整的要进行混凝土的复喷，采用平整度尺及塞尺检测.经检查合格后方可铺设土工布、安设环向透水盲管，最后铺设防水板。
6。2。3 土工布铺设
利用作业台架将土工布沿隧道内壁展开，用尾部套有热熔垫片（如图1）的
射钉将土工布平顺地固定到隧道峭壁上,构成防水板铺设基层.铺设时，土工布两幅搭接宽度不小于50nini,铺设效果应平顺、无隆起、无皱褶（如图2）.作为防水板固定点的垫片间距为拱部0.5一0。8m、边墙0.8〜1.0m,呈梅花型布置.为使防水板与热熔垫片焊接时方便操作，固定点的应选择在基面平整位置。

图1热熔垫片图2 土工布铺设效果
6。2。4防水板铺设、超声波焊接
⑴超声波焊接机调试
① 接通电源：电源为220V、50Hz单项电源。接通后检查工作指示灯是否发亮，如果不亮，检查保险管。
② 仪器调试：电源接通后，按面板上的“测试”红色按钮。以点动为准，按下后立即松开。同时观察表盘电流表，电流在“0. 5〜1”安培之间为正常。反之则要调试频率螺杆.左右微调，一边调试，一边按“测试”按钮。直到换能器空载电流为"0.5-1"安培为准。
如果不能调试到“0。5〜1”安培之间，则要检查模具是否破损或断裂。如有破损或断裂，及时更换。
⑵防水板铺设及固定点焊接
①防水板铺设
防水板对位正确后，从底部开始，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪将防水板点焊到基层热熔垫片上。再次启动机械手向上旋转，由于防水板下侧已固定，防水板会自动从卷轴上释放，继续焊接防水板与基层垫片。
②防水板超声波焊接固定
墙部压焊：一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与压过的防水板面保持垂直，再用力压紧并按下开关，熔化防水板后，在端头压入防水板约0。5nini时，即可停止焊接，单点焊接持续时间约3秒（如图3）。施作时，必须将防水板与垫片压密贴，如果防水板与垫片之间没压密贴，将严重影响焊接质量。

图3现场防水板超声波焊接
拱部压焊：在进行拱部焊接前，先用临时钢筋支撑把防水板撑至喷射混凝土面,再按照墙部压焊的方法进行焊接。
焊点数量：边墙部位每个垫片的焊3个点；拱部每个垫片焊4个点，且宜均匀布置于垫片上，以保证焊接牢固.
焊接顺序控制
在确保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，从一侧边墙向拱部、再从拱部向另一侧边墙铺设、逐排与固定点焊接。单幅超声波焊点完成后，采用爬焊机连接两幅防水板.
③ 效果检查
观察防水板整体焊接效果，如果有焊接后大面不平、褶皱等情况，在下一次铺设焊接时要制定纠正措施。
检查异常焊点，针对施焊过程中出现的异常焊点要进行原因分析.如没焊牢、焊穿防水板等情况.
检查异常故障，针对施焊过程中出现的异常故障要进行原因分析。如一次焊接时间过长、模具容易损坏、焊接机突然不工作等情况。
7劳动力组织
劳动力组织见表1.
表1防水板铺设作业人员配置表
序号
作业内容
数量
备注
1
土工布铺设
7

2
机械手操作
1

3
施放卷材、临时支撑
2

4
超声波焊接
2

5
防水板搭接焊接
3

6
辅助作业
1
兼安全望
合计（人）
16
8主要机具设备
机具设备配置见表2。

表2机具设备配置表
序号
机具
规格型号
数量
用途
1
超声波焊接机
自制
2
防水板焊接
2
射钉枪或铁锤
可调节
2
打入钢钉
3
作业台架
自制
2

4
自动爬行热盒器

3
防水板搭接
5
热风枪

4
焊缝修补
6
冲击电钻

4
钻定孔位
9质量控制
9。1易出现的质量问题
焊点不牢固、焊点焊接过量、焊点结合面不均匀。
9。2控制措施
1）出现焊点不牢固时，焊接时，防水板与垫片之间必须密贴，增加焊接时间，增加焊接压力。
2）出现焊点焊接过量时，减少焊接时间、减轻焊接压力。
3）出现焊点结合面不均匀时，检查防水板与垫片之间是否密贴。焊接时，枪头模具应与防水板垫片面垂直.
10安全注意事项
1）超声波主机箱放置在台架上固定位置处,防止坠物砸坏或碰撞损伤；
2）注意经常检查电源延长线，发现破损处及时修复或更换；
3）高空操作人员需系安全绳，防止高空坠落；
4）连接焊枪的电源线须在距焊枪1.2〜1。5ni处设置固定点，固定于安全绳上。
11应用实例
截止目前，云桂铁路石林隧道正洞防水板铺设采用超声波焊接技术，质量和外观均获得满意效果.

图7防水板铺设效果图8防水板搭接效果
12工程结果评价
超声波焊接技术的应用，使以往防水板焊焦、焊穿的质量通病得到了根本改善。现场土工布、防水板铺设美观、平顺，可操作性和观感质量都得到大幅度提高，防水板的铺设质量有了很大提高.