高速鐵路梁面防水層冬期施工關(guān)鍵技術(shù)探討

李未紅

(中鐵十七局集團(tuán)五公司,山西太原 030032)

高速鐵路梁面防水層施工采用噴涂聚脲彈性體技術(shù),具有固化快、涂層致密無(wú)接縫、附著力強(qiáng)、耐老化等特點(diǎn),能有效達(dá)到“防水層使用年限不低于60年”的技術(shù)要求,為防腐領(lǐng)域提供了一種全新的材料和施工技術(shù),在工程應(yīng)用中有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性。但噴涂聚脲防水層冬期施工,工藝比較復(fù)雜,作業(yè)環(huán)境要求高,需要在施工工藝、質(zhì)量保證措施等方面進(jìn)行必要的控制,確保在低溫條件下施工的防水層能夠達(dá)到常溫施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。以中鐵十七局京滬高速鐵路土建一標(biāo)段七工區(qū)冬期防水層施工為例,介紹聚脲防水工程冬期施工的技術(shù)措施。

1 工程概況

中鐵十七局京滬高速鐵路土建一標(biāo)段七工區(qū)負(fù)責(zé)天津特大橋DIK67+112.25～DIK73+531.75無(wú)砟軌道先導(dǎo)段防護(hù)墻內(nèi)側(cè)橋面防水層施工,工期安排在2009年的冬期,冬施防水層合計(jì)7.383萬(wàn)m2。

該先導(dǎo)段梁面防水層在預(yù)制梁架設(shè)完畢后進(jìn)行。防護(hù)墻內(nèi)側(cè)橋面防水層板底座3.25 m范圍噴涂2 mm厚純聚脲防水涂層,底座板以外噴涂1.8 mm厚純聚脲防水涂層+0.2 mm厚脂肪族聚氨酯面層。

根據(jù)《噴涂聚脲防水工程技術(shù)規(guī)程》,噴涂聚脲防水層作業(yè)及底漆施工應(yīng)在環(huán)境溫度大于5 ℃,相對(duì)濕度小于85%,且基層表面溫度大于露點(diǎn)3℃的條件下進(jìn)行。不應(yīng)在風(fēng)速大于等于5 m/s(四級(jí)風(fēng))的露天環(huán)境條件下實(shí)施噴涂作業(yè),嚴(yán)禁雪天實(shí)施露天噴涂作業(yè)。

2 關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 防風(fēng)暖棚設(shè)計(jì)

根據(jù)預(yù)制梁的結(jié)構(gòu)尺寸大小,加工能覆蓋一孔32 m預(yù)制箱梁梁面范圍的彩鋼板防風(fēng)暖棚,棚架縱橋方向的兩側(cè)設(shè)置在防護(hù)墻的外側(cè),下部安裝可移動(dòng)的滑輪,在輪子下放置U形槽道,棚架在槽道和輪子的作用下可在防護(hù)墻外側(cè)前后移動(dòng)，棚內(nèi)配置照明和升溫系統(tǒng)。防風(fēng)暖棚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除考慮保溫的特殊要求外,還要具有良好抗風(fēng)性能和可移動(dòng)性。保溫棚結(jié)構(gòu)示意見圖1。

圖1 保溫棚內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.2 梁面清理

對(duì)梁面的清潔度進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地檢查,徹底清除梁面油脂、灰塵、污物、脫模劑、浮漿和松散的表層。

2.3 基層缺陷修補(bǔ)

梁面采用拋丸機(jī)拋丸后,基層會(huì)出現(xiàn)大量的氣泡或坑洞,甚至出現(xiàn)一些細(xì)小裂紋,處理不當(dāng)會(huì)造成防水層鼓包、脫落等現(xiàn)象,大大降低防水層的耐久性。冬期進(jìn)行梁面基層缺陷修補(bǔ)時(shí),宜采用早強(qiáng)環(huán)氧膩?zhàn)?在保證質(zhì)量的同時(shí)，加快工序轉(zhuǎn)化時(shí)間。要求梁面必須潔凈、干燥、無(wú)浮渣,同時(shí)要保證梁面溫度在5 ℃以上。

2.4 底涂施工

梁面基層缺陷修補(bǔ)劑固化并驗(yàn)收合格后,即可進(jìn)行底涂施工。底涂采用底漆+細(xì)度200 μm石英砂基層處理劑,能夠封閉混凝土基材的針眼、微裂紋和氣泡等缺陷；同時(shí)能滲透到混凝土基材中,起到很好地與聚脲層連接的作用。底漆+細(xì)度200 μm石英砂混合而成的基層處理劑進(jìn)行滿刮時(shí),要求刮涂均勻,不能漏涂。刮涂完成后,要仔細(xì)檢查,對(duì)局部有針眼處或涂刮不均勻的部位進(jìn)行二次刮涂。

底涂施工前采用熱風(fēng)炮對(duì)梁面進(jìn)行預(yù)熱,梁面溫度達(dá)到5 ℃以上時(shí)才能進(jìn)行(如圖2)。底涂刮涂完成后，在表干時(shí)間范圍內(nèi)，利用熱風(fēng)炮持續(xù)烘熱加溫。加溫的目的有兩個(gè),一是為加快底涂固化；二是為了提高棚內(nèi)溫度,加快下道工序銜接時(shí)間(如圖3)。

圖2 底涂施工前梁面加熱

圖3 底涂施工結(jié)束后加熱

2.5 聚脲涂料噴涂

基層處理劑施工完成，基層處理劑固化之后，噴涂聚脲彈性防水涂料。對(duì)機(jī)械能噴涂到的部位,采用聚脲專用噴涂設(shè)備噴涂,對(duì)邊角、溝槽、孔洞等部位,采用人工噴涂施工。噴涂前,需做好以下準(zhǔn)備工作：

(1)對(duì)原材料的品質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)顏色不一致和凝塊、結(jié)晶時(shí)不得使用。

(2)對(duì)底涂表面進(jìn)行檢查,確保干燥、清潔,避免“揭涼席”情況發(fā)生。

(3)提前對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和預(yù)熱,確保各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

(4)提前將A、B組分涂料放置于暖棚內(nèi)預(yù)熱,保證涂料均勻、不結(jié)塊。正式噴涂前，使用噴涂設(shè)備配備的循環(huán)管路使物料通過(guò)管道加熱器加熱。

(5)使用氣動(dòng)或電動(dòng)攪拌器將A、B組分涂料分別攪拌均勻。

(6)遮蔽泄水孔、吊裝孔、剪力齒槽和側(cè)向擋塊預(yù)埋件部位。

(7)在距離防護(hù)墻位置8～10 cm位置設(shè)置擋板,避免涂料噴涂到預(yù)埋鋼筋上。

(8)測(cè)定梁面基層露點(diǎn)溫度。根據(jù)《露點(diǎn)溫度對(duì)照表》,當(dāng)環(huán)境溫度越高時(shí)所要求的基層溫度也越高。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),控制保溫棚環(huán)境溫度在10 ℃左右,相對(duì)濕度65%左右時(shí),露點(diǎn)溫度3 ℃,此時(shí)進(jìn)行噴涂聚脲作業(yè),既能滿足保證施工質(zhì)量,又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

聚脲彈性涂料標(biāo)準(zhǔn)要求厚度為2 mm,為保證防水層質(zhì)量,分兩次噴涂,每層厚度約為0.9 mm,每層一次噴涂成型。由于冬期施工受環(huán)境溫度影響較大,兩次噴涂在冬季施工條件下易造成分層,也可采用一次噴涂成型的方式。

噴涂移動(dòng)速度要均勻,對(duì)需搭接的涂層,如噴涂時(shí)間間隔較短(≤3 h),在對(duì)涂層接茬邊緣80 mm范圍表面進(jìn)行打磨、清理后，直接進(jìn)行二次噴涂相同材料的聚脲防水材料。如果噴涂時(shí)間較長(zhǎng)(>3 h),在對(duì)涂層接茬邊緣80 mm范圍表面進(jìn)行打磨、清理后,刷涂層間粘合劑,待表干后再噴涂相同材料的聚脲防水涂料,使整個(gè)涂層連續(xù)、致密、均勻。噴涂聚脲彈性防水涂料現(xiàn)場(chǎng)照片見圖4和圖5。

圖4 聚脲噴涂機(jī)

圖5 人工噴涂

2.6 脂肪族面層施工

聚脲彈性涂料施工完成后，采用專用設(shè)備噴涂脂肪族面層,脂肪族聚脲面層選用雙組份材料,涂膜厚度0.2～0.3 mm,達(dá)到封閉的目的,提高防水層的耐久性。涂膜施工完畢后,應(yīng)在保溫棚內(nèi)保溫養(yǎng)護(hù)24 h,期間避免重物碾壓。

3 質(zhì)量檢測(cè)

除對(duì)聚脲防水層的外觀進(jìn)行檢測(cè)外,還應(yīng)對(duì)試驗(yàn)段20片箱梁防水層的厚度、粘結(jié)強(qiáng)度、不透水性，按照施工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。

3.1 厚度檢測(cè)

噴涂完成后,利用超聲波測(cè)厚儀對(duì)京滬高鐵A176-A197墩梁聚脲防水層厚度進(jìn)行了抽檢,每孔檢測(cè)2處,共檢測(cè)40處,最大厚度2.4 mm,最小2.1 mm,合格率100%。

3.2 粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)

在(純)聚脲彈性防水層施工7 d后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn),每孔32 m箱梁檢測(cè)5處。經(jīng)對(duì)A176-A196梁面100處聚脲防水層粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè),拉拔力最小值2.7 MPa,最大值3.1 MPa,均大于設(shè)計(jì)的2.5 MPa,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 不透水性檢測(cè)

每孔梁檢測(cè)4處,經(jīng)檢測(cè),均符合規(guī)范要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

聚脲防水在我國(guó)是一個(gè)比較新穎的行業(yè),質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、影響因素多,大面積使用在高速鐵路上還是第一次,冬期梁面防水層作業(yè),更無(wú)成功經(jīng)驗(yàn)可借鑒。通過(guò)項(xiàng)目全體技術(shù)人員的艱苦努力和實(shí)踐,成功解決了冬期橋面防水層施工的技術(shù)難題,冬施防水層質(zhì)量得到有效保證，為京滬高速鐵路土建一標(biāo)段如期實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo)鋪平了道路,受到建設(shè)單位的高度評(píng)價(jià)。京滬公司天津指揮部連續(xù)兩次召開現(xiàn)場(chǎng)觀摩會(huì),推薦七工區(qū)冬期防水層的施工方法。

[1] GB/T23446—2009 噴涂聚脲防水涂料[S]

[2] 科技基(2009)54號(hào) 京滬高速鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術(shù)條件[S]

[3] CJJ139—2010 城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程[S]

[4] 劉智勇.寒冷地區(qū)橋梁橋面防水技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2008

[5] 關(guān)良勇，曹時(shí)敏.淺論橋面防水層施工質(zhì)量控制[J].中國(guó)水運(yùn)，2009，9(2)：118-118

[6] 來(lái)曉峰.橋面防水層施工損傷性能試驗(yàn)研究[J].西部交通科技，2006(4)：68-70

[7] 哈繼勇，蘇 旭.北方寒冷地區(qū)橋面防水層施工工藝研究[J].國(guó)外建材科技，2008，29(3)：69-71

[8] 周慶華.橋面柔性防水材料性能指標(biāo)與檢測(cè)技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2006

[9] 邱 東.關(guān)于復(fù)合橋面鋪裝質(zhì)量控制措施的探討[J].鐵道建筑技術(shù)，2008(1)：29-31