防水板超声波焊接总监首件负责制施工工艺.doc

目 录
1.工程简述 1
2.工艺总结 1
2.1 技术准备 1
2.2 人员准备 1
2.3 材料准备 1
2.4 机具准备 2
2.5 工艺流程 4
2.6 基面检查 4
2.7 土工布铺设、垫圈施工 5
2.8 防水板铺设、超声波焊接 5
3.防水板超声波焊接施工控制要点 7
4.安全注意事项 7
5.监理检查流程 7
6.防水板施工检查验收标准 8
6.1 监理工作主要控制项目 8
6.2 监理工作一般控制项目 10
7.常见质量问题与防治处理措施（新增）
隧道防水板超声波焊接总监首件制成果
1.工程简述
石林隧道位于弥勒～石林板桥区间，线间距为4.6～4.829m，线路设计为“人”字坡，进口里程DK651+225，出口里程DK669+433，隧道全长18208m。
以往隧道防水板铺设时固定点均采用电热压焊器热熔焊接工艺，受防水板、垫圈熔点影响较大，且因作业人员难以把握热熔时间，焊焦、焊穿、焊接不牢固是常见质量通病。目前，石林隧道防水板施工中采用了超声波焊接工艺，该项技术是超声波焊接技术引入隧道施工并创新发展的新工艺，不受防水板、垫圈熔点的限制，有利于更好地保证防水板固定质量。
根据我单位创优规划目标与样板引路的建设指导方针，隧道防水板超声波焊接施工采取先工艺研究后工艺实施再工艺推广的方式进行样板工艺的实施与在标段内部的推广。防水板超声波焊接施工工艺实施时间为2012年1月1日～2月29日，历时60天。现就“隧道防水板超声波焊接施工工艺”的工艺总结如下。
2.工艺总结
2.1 技术准备
2.1.1 作业前，技术部门对操作人员与现场管理人员进行技术交底，组织学习作业指导书。
2.1.2 进场作业前要落实班前讲话，交代作业分工与安全注意事项。
2.2 人员准备
2.2.1 作业人员分工：施放卷材2人，防水板临时支撑2人，施作超声波压焊1人，辅助施工1人。
2.2.2 防水板挂设为高空作业，严禁精神状态不佳与过度疲劳者进场作业。
2.2.3 进场作业人员须配备个人防护用具。
2.3 材料准备
2.3.1 防水板选择与各项性能指标
采用EVA型，厚度≥1.5mm，幅宽宜为2～4m；断裂拉伸强度≥18Mpa；扯断伸长率≥650％；撕裂强度≥100KN/m；低温弯折性为-35℃无裂纹；不透水性为0.3Mpa，24h无渗水；加热伸缩量：延伸≤2mm，收缩≤6mm；热空气老化（80℃×168h）：断裂拉伸强度≥16MPa，扯断伸长率≥600％；耐碱性（饱与Ca（OH）[2]溶液*168h）：断裂拉伸强度≥17MPa，扯断伸长率≥600％；人工候化：断裂拉伸强度保持率≥80％，扯断伸长率保持率≥70％；刺破强度：300N。
2.3.2 无纺布选择与各项性能指标
重量≥400g/m2；厚度≥3mm；拉断力（50mm）≥450N；伸长率≥80%；纵横强度比＜1.5；梯形断裂≥250N；渗透系数≥5*10-2；裂隙率＞80％。
2.3.3 材料来源与进场检验
防水板采用扬州美邦工程生产的EVA防水板，无纺布生产厂家为河北华虹工程材料，热熔垫圈生产厂家为西安博航土工材料。
防水板、土工复合材料进场后，首先对材料的材质证明与材料规格进行检验，合格后进行材质、性能试验，对中心试验室不能检测的性能指标进行委外检测。待全部检测合格与监理见证检查合格后方可投入使用。
防水板试件 防水板拉伸试验
2.3.4 材料准备
提前进场土工布垫圈、防水板，并靠边摆放在容易取用之处，且不影响其它作业的位置。
2.4 机具准备
2.4.1 配备充足照明设施的作业台架1套；
2.4.2 超声波焊接设备1套；
2.4.3 活动插板3套，并配备适量长度的电缆线；
2.4.4 防水板临时支撑工具2套；
2.4.5 超声波焊接机调试：
2.4.5.1 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。
2.4.5.2 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，与时更换。
测试按钮
电流表
电源开关

2.4.6 主要机具配置表
主要机具设备配置表
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
作业台架
自制
1台
辅助施工
2
射钉枪
NS301
2把
固定垫圈
3
超声波焊接设备

1套
焊接防水板与垫圈
2.4.7 主要机具图片
固定垫圈采用射钉枪，垫圈与防水板间焊接采用超声波焊接机。
射钉枪 塑料垫圈
超声波焊接主机 超声波焊枪
2.5 工艺流程
施工准备、基面检查→土工布铺设→防水板铺设与超声波焊接固定→效果检查。
2.6 基面检查
未挂设土工布前由测量人员进行基面检查，如果有欠挖则需进行凿除，并切除锚杆、钢筋头，基面严重不平整的要进行混凝土的复喷；经质检工程师检查合格后挂设好环向透水盲管，再报监理工程师复验合格后，才能开始铺设防水板的工作。
初支断面扫描 初支平整度检查
防水板使用前检查是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑进行抗张拉试验、防水试验与焊接抗拉强度试验，合格后方可使用。
2.7 土工布铺设、垫圈施工
用射钉将垫圈、土工布平整顺直地固定在基层上，缓冲层搭接宽度不小于50mm。铺设的缓冲层需平顺，无隆起，无皱褶。
作为防水板固定点的垫圈间距为拱部0.5～0.8m、边墙0.8～1.0m，梅花型布置。
为使防水板固定时方便操作，固定点的位置选择在基面平整、方向合适的位置。
固定土工布 土工布预留搭接长度
2.8 防水板铺设、超声波焊接
2.8.1 超声波焊接工艺原理
超声波焊接原理是由发生器产生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，加于防水板上，通过防水板与垫圈表面与其内在分子间的磨擦而使传送到接口的温度升高，当温度达到此工作本身的熔点时，使接口处防水板与垫圈迅速溶化，继而填充于接口间的空隙，当断开电源后，高频振动停止，防水板与垫圈在一定的压力下冷却定形，便达到焊接效果。
2.8.2 防水板铺设与固定点焊接
2.8.1 防水板对位
防水板从台架上放到规定高度以后，要与前一板防水板准确对位，首先保证相邻两幅防水板搭接宽度不小于15cm。
2.8.2 焊接顺序控制
在防水板与垫圈焊接前，首用爬焊机将相邻两幅防水板先连接，然后焊接垫圈。如果先焊垫圈后焊接缝，两幅防水板的预留松弛度就很难控制一致。两幅防水板松弛度控制不一致，就会导致两幅防水板在同一位置的长度不一致。当两幅防水板同一位置的长度不一致，爬焊机在焊接时，在防水板长度不一致的地方就会打褶皱。所以，我们要先焊连接缝，后焊垫圈。
同一幅防水板的焊点，先焊同一水平方向的焊点。
在进行同一水平方向的焊点焊接时，先焊接靠近原有防水板的焊点。
焊点从一侧自下而上到拱顶，再从拱顶自上而下到边墙。
2.8.3 超声波焊接机压焊
墙部压焊：一手持超声波焊接机，一手用力顶压防水板。必须将防水板与垫圈压密贴，如果防水板与垫圈之间没压密贴，将严重影响焊接质量。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，超声波焊接机熔化防水板后，在端头压入防水板约0.5mm时，即可停止焊接，一般约3秒钟（如图）。
超声波焊接操作图 超声波焊点效果图
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：每个垫圈焊点不少于3个，且宜均匀布置于垫圈上，以保证焊接牢固。
2.8.4 换位焊接
在焊完同一水平固定点后，将防水板预留适当的松弛度，再进行下一排固定点操作。
3.防水板超声波焊接施工控制要点
3.1 垫圈固定点需选在基面平整处，以方便焊接操作；
3.2 焊接时需压紧防水板，使焊枪、防水板、垫圈三者紧贴，但不宜用力过大，过大则影响超声波启动；
3.3 焊枪与垫圈面需垂直；
3.4 点焊时间不宜太长，防止损伤焊接设备；
3.5 每个垫圈焊点不少于3个；
3.6 每个垫圈焊接完成后，手压防水板保持3秒，防止过早松开时因焊点处防水板未冷却而撕裂。
4.安全注意事项
4.1 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；
4.2 注意经常检查电源延长线，发现破损处与时修复或更换；
4.3 高空操作人员需系安全绳，防止高空坠落；
4.4 连接焊枪的电源线须在距焊枪1.2～1.5m处设置固定点，固定于安全绳上。
5.监理检查流程
5.1 防水板铺设基面湿渍、渗水检查→防水板铺设基面的锚杆头、钢筋头等硬物检查（喷射钢纤维外露检查）→凹凸不平处检查→排水盲管或暗沟设置检查。
5.2 施工单位对防水板、土工复合材料产品合格证检查→施工单位对材质、性能与规格按每10000m2检查一次；不足10000m2按一次检查→监理单位对防水板、土工复合材料产品合格证检查→监理单位按施工单位抽检次数10%见证检验。
5.3 防水板铺设范围检查→防水板铺设方式 检查→防水板铺设牢固性检查→防水板搭接宽度检查→防水板焊接检查→防水板搭接缝与施工缝错开距离检查。
6.防水板施工检查验收标准
6.1 监理工作主要控制项目
6.1.1 防水板、土工复合材料的材质、性能与规格应符合下列要求，并符合设计要求。
6.1.1.1 土工布的主要技术应符合下表规定。
土工布主要技术性能表如下：
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/m2，厚度≥2.2 mm
K= 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-1
Kx ( 10 -1 - 10 -3 )
撕破强力
kN
≥0.42 (纵横向)
化学稳定性
生物稳定性

按设计要求
6.1.1.2 防水板的规格尺寸与允许偏差应符合下表的规定。
防水板的规格尺寸与允许偏差
项 目
厚 度
宽 度
长 度
规 格
1.5,2.0,2.5,3.0
2.0,3.0,4.0
20 以上
平均偏差
不允许出现负值
不允许出现负值
不允许出现负值
极限偏差 (% )
-5
-1
-
6.1.1.3 防水板的物理力学性能应符合下表的规定。
防水板的物理力学性能
序
号
项 日
指 标
EVA
ECB
PE
1
断裂拉伸强度(MPa)
≥18
≥17
≥18
2
扯断伸长率(% )
≥650
≥600
≥600
3
撕裂强度(kN/m)
≥100
≥95
≥95
4
不透水性(0.3 MPe/24 h)
无渗漏
无渗漏
无渗漏
5
低温弯折性(℃)
≤-35
≤-35
≤-35
6
加热伸缩量(mm)
延伸
≤2
≤2
≤2
收缩
≤6
≤6
≤6
7
热空气老化(80℃
x 168 h)
断裂拉伸强度(MPa)
≥16
≥14
≥15
扯断伸长率(% )
≥600
≥550
≥550
8
耐碱性[Ca(OH)2
饱与溶液xl68 h]
断裂拉伸强度(MPa)
≥17
≥16
≥16
扯断伸长率(%)
≥600
≥600
≥550
9
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
≥70
10
刺破强度(N)
防水板厚度(mm)
1.5
300
300
300
2.0
400
400
400
2.5
500
500
50σ
3.0
600
600
600
检验数量：施工单位按进场批次每10 000m2检验一次，不足10 000m2也按一次计，监理单位按施工单位检验次数的10%见证检验。
检验方法：施工单位检查产品合格证、质量证明文件，并对防水板的厚度、密度、抗拉强度断裂延伸率与土工复合材料单位面积的重量等性能指标进行试验。监理单位检查产品合格证、质量证明文件、试验报告，并见证检验。
6.1.2 铺设防水板的基层应符合下列规定：
6.1.2.1 基面应平整、无尖锐物体。
6.1.2.2 基层平整度应符合两突出物之间的深长比D/L≤1/10 的规定。
检验数量：施工单位、监理单位沿隧道长度每 lOm检查10处。
检验方法：施工单位尺量，监理单位见证检验。
注: D——初期支护基层相邻两凸面凹进去的深度；
L——初期支护基层相邻两凸面之间的距离。
6.1.3 防水板铺设应符合下列要求：
6.1.3.1 铺设范围应符合设计要求。
6.1.3.2 应与基面固定牢固，松紧应适度不得有绷紧与破损现象。
6.1.3.3 实铺长度与初期支护基面弧长的比值为 10:8，挂吊点设置的数量应合理。
6.1.3.4 防水板的搭接宽度不应小于 15 cm，分段铺设的防水板的边缘部位应预留至少 60 cm 的搭接余量，允许偏差为- 10 mm；全包式防水应在防水板搭接宽度15 cm左右两侧各留不小于10 cm铺设双面自粘式防水板。
6.1.3.5 防水板搭接缝与施工缝错开距离不应小于 100 cm，允许偏差为- 5cm。
6.1.3.6 环向铺设时先拱后墙，下部防水板应压住上部防水板。
检查数量：施工单位、监理单位每一浇筑段检查一次。
检查方法：观察与尺量。
6.1.4 防水板焊缝应符合下列规定：
6.1.4.1 防水板按设计要求进行双焊缝焊接时，每一单焊缝的宽度不应小于15mm。
6.1.4.2 焊缝应无漏焊、假焊、焊焦、焊穿等现象。
6.1.4.3 焊缝若有漏焊、假焊应予补焊。
6.1.4.4 若有焊焦、焊穿处，以与外露的固定点，应采用同质材料覆盖焊接。
检验数量：施工单位、监理单位每一浇筑段环向检查 1 条焊缝、纵向检查2条焊缝。
检验方法：焊缝宽度施工单位采用尺量，焊缝质量施工单位采用双焊缝间充气检查。监理单位见证检验。
6.2 监理工作一般控制项目
6.2.1 铺设防水板的基面阴阳角处应做成 R≥10 cm 圆弧面，转角 lm范围内宜布设双层防水板。
检验数量：施工单位全部检查。
检验方法：观察与尺量。
6.2.2 缓冲层 (土工布)接缝搭接宽度不得小于5 cm。缓冲层应平顺、无隆起，无皱褶。
检验数量：施工单位全部检查。
检验方法；观察，尺量。
6.2.3 防水板铺设应与开挖工作面保持一定的安全的距离，应有可靠的防护措施保护防水板。
检查数量：施工单位全部检查。
检查方法：观察。
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