隧道工程預(yù)鋪丁基TPO防水卷材探討

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摘要：預(yù)鋪反粘法防水工藝可有效防止卷材破損后滲入的水在結(jié)構(gòu)層與防水層之間流竄，大大減少了滲漏隱患，單層使用即可達(dá)到一級(jí)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，是一種性價(jià)比較高的防水工程新技術(shù)。介紹了常規(guī)預(yù)鋪高分子防水卷材在明挖法隧道工程應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合工程實(shí)際，分析了針對(duì)該問(wèn)題的解決方案，可供其他類似工程參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：明挖法隧道；深基坑；脫落；基層；丁基預(yù)鋪；防水卷材；熱風(fēng)焊接

1常規(guī)預(yù)鋪高分子防水卷材在明挖法隧道工程中應(yīng)用的問(wèn)題

近年來(lái)，作為工程建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)之一的地下工程預(yù)鋪反粘防水技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。預(yù)鋪反粘法是指將覆有高分子自粘膠層的高分子防水卷材空鋪在基面上，然后澆筑結(jié)構(gòu)混凝土，使混凝土漿料與卷材膠膜層緊密結(jié)合的施工方法。預(yù)鋪反粘可有效防止卷材破損后滲入的水在結(jié)構(gòu)層與防水層之間流竄，大大減少了滲漏隱患，單層使用即可達(dá)到一級(jí)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，是一種性價(jià)比較高的防水工程新技術(shù)。預(yù)鋪反粘法可以應(yīng)用于地下工程底板和沒(méi)有施工空間的地下結(jié)構(gòu)側(cè)墻（外防內(nèi)貼）。對(duì)采用垂直開(kāi)挖法，選用地下連續(xù)墻、SMW工法樁、重力式擋墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的明挖法隧道，底板和側(cè)墻都可采用預(yù)鋪反粘防水設(shè)計(jì)。目前，常規(guī)預(yù)鋪高分子防水卷材應(yīng)用于明挖法隧道工程中影響防水質(zhì)量的問(wèn)題主要有兩類。

1.1預(yù)鋪高分子防水卷材掛不住

側(cè)墻基面（噴錨工藝）不平整時(shí)，高分子防水卷材往往無(wú)法有效附著在側(cè)壁上，只能采取打釘條的方式硬掛，這就導(dǎo)致有兩個(gè)問(wèn)題：1）噴錨面強(qiáng)度不夠，常規(guī)水泥鋼釘又太短，打入噴錨面之后，輕輕晃幾下就脫離了，即使是換成金屬膨脹螺栓也無(wú)明顯改善。常規(guī)預(yù)鋪高分子防水卷材（HDPE）的自重再加上材質(zhì)偏硬，經(jīng)常會(huì)造成工人在掛卷材時(shí)就發(fā)生卷材脫落現(xiàn)象為解決這個(gè)問(wèn)題，會(huì)使用比較細(xì)的400mm長(zhǎng)的螺紋鋼，穿透卷材與噴錨層，插入圍護(hù)體的更深層，以得到更好的固定效果和懸挑力。但這會(huì)碰壞閉合的防水體系，留下了滲漏隱患，或者說(shuō)是體系薄弱點(diǎn)。2）即使高分子防水卷材硬掛成功，通過(guò)驗(yàn)收，但在后續(xù)工序（混凝土澆筑）時(shí)，混凝土漿料自上向下的沖擊力仍然會(huì)因?yàn)榫聿臒o(wú)法與基面有效附著，而無(wú)法獲得有效支撐，卷材在模內(nèi)脫落。這種脫落既不容易發(fā)現(xiàn)，又不容易挽回與維修。這是目前影響明挖法隧道工程防水質(zhì)量的主要原因，也是導(dǎo)致常規(guī)預(yù)鋪高分子防水卷材在明挖法隧道工程深基坑防水項(xiàng)目中口碑不佳的主要原因。噴錨面不平整，個(gè)別坑洼處達(dá)到約200mm的高差，無(wú)法提供有效支撐。噴錨面強(qiáng)度不足，個(gè)別部位質(zhì)地疏松、夾渣，鋼釘壓條無(wú)法有效固定，都會(huì)造成卷材在膜內(nèi)脫落。

1.2預(yù)鋪高分子防水卷材搭接邊粘不牢

目前明挖法隧道應(yīng)用最廣的預(yù)鋪高分子卷材的主材為HDPE，即高密度聚乙烯。它的材質(zhì)比較硬，可焊性較差，搭接多采用自粘搭接。在陰陽(yáng)角等節(jié)點(diǎn)位置和搭接邊因不服帖和應(yīng)力無(wú)法有效釋放，容易出現(xiàn)翹邊脫粘現(xiàn)象。預(yù)鋪高分子卷材結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，陰陽(yáng)角等節(jié)點(diǎn)部位與搭接邊處翹邊、脫粘見(jiàn)圖2。另外，在潮濕基面或雨季施工時(shí)，搭接邊熱熔膠在泡水后粘結(jié)性能會(huì)降低，也會(huì)引起卷材搭接邊脫粘。搭接邊因泡水導(dǎo)致粘接效果下降見(jiàn)圖3。

2工程應(yīng)用中的解決方案

為提升明挖法隧道工程的防水質(zhì)量，保障防水效果，需要采取措施來(lái)克服“掛不住”與“貼不牢”的問(wèn)題。加強(qiáng)基面驗(yàn)收措施和采用可焊接丁基預(yù)鋪tpo高分子防水卷材可解決上述問(wèn)題。解決“掛不住”問(wèn)題要抓住兩點(diǎn)：一是要加強(qiáng)對(duì)基面驗(yàn)收的要求，也就是要對(duì)噴錨作業(yè)完成面的質(zhì)量提升有所要求。目前在噴錨支護(hù)質(zhì)量與驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)厚度、強(qiáng)度、工藝有比較明確的要求和專項(xiàng)檢查措施，但對(duì)平整度的要求仍然偏低。如剔除尖突部位并用砂漿壓實(shí)、找平，凹凸部位不大于50mm，基面陰陽(yáng)角處理成圓角或鈍角，圓弧半徑不小于100mm等。即便如此，還是有不少工程達(dá)不到該標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)階段可與建設(shè)方共同協(xié)商，就基面驗(yàn)收檢查批次（如500m2檢查15～20個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)為1m2，超過(guò)10個(gè)點(diǎn)不合格則需進(jìn)行整改）達(dá)成可執(zhí)行共識(shí)。二是要注意減輕高分子預(yù)鋪防水卷材的自重，在方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)選用不超過(guò)1.5mm的產(chǎn)品，在減輕自重的基礎(chǔ)上，更容易釋放應(yīng)力，與基面的貼合度會(huì)更好。解決“貼不牢”問(wèn)題應(yīng)該要做好產(chǎn)品材質(zhì)的升級(jí)換代，用TPO替代HDPE，用焊接替代粘接。丁基預(yù)鋪TPO高分子防水卷材結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。TPO防水卷材是一種新的環(huán)保型高分子防水材料，既具有橡膠的耐侯、耐臭氧、耐久性性能，又具有聚烯烴的可焊接性，而且安全、環(huán)保、壽命長(zhǎng)，物理性能優(yōu)異。相對(duì)于同樣厚度的HDPE片材，TPO片材更柔軟，更方便節(jié)點(diǎn)的處理，部分性能明顯優(yōu)于HDPE。HDPE和H類TPO性能對(duì)比見(jiàn)表1。丁基橡膠是由異丁烯和異戊二烯發(fā)生聚合反應(yīng)形成的聚合物，是一種氣體都很難穿透的材料，目前已廣泛應(yīng)用于密封防水，如輪胎內(nèi)胎、注射器活塞、車窗密封條、止水帶、密封膠帶等。丁基橡膠作為與混凝土進(jìn)行滿粘的膠層時(shí)，可有效增強(qiáng)粘接能力，提升防竄水能力和顯著改善膠層耐水和耐候性。預(yù)鋪混凝土試件泡水試驗(yàn)見(jiàn)圖5。采用TPO片材和丁基膠層構(gòu)成的丁基預(yù)鋪TPO防水卷材可以提升明挖法隧道工程的防水質(zhì)量；同時(shí)，還在于其使用熱風(fēng)焊接工藝替代粘接工藝。預(yù)鋪反粘卷材在立面固定時(shí)，是在搭接邊位置距卷材邊緣10～20mm內(nèi)，每隔400～600mm進(jìn)行機(jī)械固定，并保證固定位置被卷材完全覆蓋。丁基預(yù)鋪TPO卷材焊接時(shí)，采用自動(dòng)爬行焊機(jī)或手持焊槍熱風(fēng)焊接搭接邊，焊縫寬度≥25mm。長(zhǎng)邊搭接時(shí)邊寬80mm，短邊焊接搭接時(shí)采用對(duì)接法搭接，在2幅丁基預(yù)鋪TPO防水卷材底部附一道均質(zhì)TPO卷材，寬度150mm，厚度1.1mm，保證每邊與卷材搭接75mm。丁基預(yù)鋪TPO防水卷材在搭接完成后需在搭接縫處額外粘結(jié)一道120mm寬丁基砂面蓋口條。TPO熱風(fēng)焊接與常規(guī)HDPE粘接搭接邊試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2。熱風(fēng)焊接無(wú)明火，安全性能優(yōu)越。其焊接設(shè)備具有體積小、重量輕，電子溫控精度高、焊接操作簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)，焊接速度連續(xù)可調(diào)的特點(diǎn)；同時(shí)，焊接設(shè)備可持續(xù)保持均衡的焊接壓力和速度，保證焊縫均勻牢固可靠；焊接效果具有強(qiáng)度高、抗撕裂、無(wú)滲漏，施工效率高的特點(diǎn)、可有效避免因漏焊、虛焊、烤焦產(chǎn)生的滲漏隱患。

3推薦防水設(shè)計(jì)

對(duì)采用垂直開(kāi)挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用地下連續(xù)墻、SMW工法樁、重力式擋墻的明挖法隧道，推薦采用的防水設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表3。

4結(jié)語(yǔ)

采用丁基預(yù)鋪TPO高分子防水卷材能較好地解決常規(guī)預(yù)鋪高分子防水卷材在明挖法隧道工程應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，可為類似工程提供參考和借鑒。

作者：宋桃 葉吉 丁磊 侯永神 單位：深圳市科順?lè)浪?/p>