02防水板超聲波焊接施工工藝

防水板超聲波焊接施工工藝1 前言1.1工藝概況隧道防水板鋪設(shè)過去一直采取手工方式固定到隧道內(nèi)壁上，固定方式以射釘錨固為主，防水板搭接頭以熱熔形式處理。由手工方式鋪設(shè)的防水板，與峒表面的密貼效果不穩(wěn)定，整體平順性不好；射釘掛板時，防水板表面留有孔洞，從而影響防水效果。云桂鐵路項目部一分部采用機械手輔助鋪設(shè)、超聲波焊接施工工藝，使施工效率和施工質(zhì)量得到明顯改善。1.2工藝原理超聲波焊接機由發(fā)生器產(chǎn)生20kHz35kHz的高壓、高頻信號，通過換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動，通過焊接槍頭加于兩個靠近的塑料工件上，通過工件表面及內(nèi)在分子間的磨擦而使接觸面局部溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到工件本身熔點時，工件接口迅速熔化并填充于接口間的空隙，隨接觸時間延長，接觸面熔化深度加大。當(dāng)接觸震動停止時，工件同時在一定的壓力下冷卻定形，便達(dá)成完美的超聲波焊接。2 工藝特點1）超聲波焊接不需加溶劑、粘接劑或其他輔助品，使用成本低。超聲波焊接一次性投入較大，但設(shè)備使用壽命長（按每月10板二襯計算，槍頭壽命16.3個月，焊槍壽命49個月），分?jǐn)偝杀緝H為電熱壓力焊焊槍成本的7.5%，經(jīng)濟效益明顯。2）超聲波焊接開機即可焊接，正常情況下焊接槍頭不會燙傷操作人員，安全性好。3）超聲波焊接節(jié)約了電熱壓力焊的預(yù)熱等待時間，一個接觸點僅需3秒鐘，生產(chǎn)率高。也不會因出現(xiàn)焊點破洞修補而浪費時間。4）焊點外觀質(zhì)量和熔接程度好，焊點不破損，防水板鋪設(shè)質(zhì)量好。3 適用范圍本方法適用于隧道EVA防水板與熱熔墊片間的固定施工4 主要引用標(biāo)準(zhǔn)高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)（TB10753-2010）高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南（鐵建設(shè)2010241號）鐵路隧道防水板鋪設(shè)工藝技術(shù)規(guī)定（建技201013號）5 施工方法隧道內(nèi)壁一定范圍內(nèi)鋪設(shè)好土工布，土工布與隧道峒壁間的錨固點全部安放有熱熔墊片；作業(yè)臺架就位，在機械手卷筒支架上安裝好防水板卷筒；調(diào)試好超聲波焊接機；在隧道一側(cè)的拱腳處開始釋放防水板，使防水板縱向（新鋪與已鋪）搭接寬度和橫向起點位置正確，人工將防水板按壓至基層土工布墊片上并保持密貼，用超聲波焊槍對正墊片，啟動開關(guān)持續(xù)23秒；每個墊片上點焊3-4個焊點；待水平方向熱熔墊片全部點焊完成后，再次啟動機械手向上移動，使防水板與下一排熱熔墊片熔接固定。如此，即可完成整個拱圈防水板的鋪設(shè)。6 工藝流程及操作要點6.1施工工藝流程施工準(zhǔn)備基面檢查土工布鋪設(shè)防水板鋪設(shè)及超聲波焊接固定效果檢查。6.2操作要點6.2.1施工準(zhǔn)備進行作業(yè)人員培訓(xùn)，機具設(shè)備、材料準(zhǔn)備到位，其中，熱熔墊片（圖1）采用新型改進型，其顏色為容易識別的紅色同材質(zhì)墊片，方便焊接時找到固定點具體位置；在滿足受力前提下縮小了墊片面積，節(jié)約EVA原材料31.6%。6.2.2基面檢查防水層鋪設(shè)前應(yīng)先對隧道進行斷面檢查，對初期支護噴射混凝土表面進行處理，切除錨桿頭和鋼筋露頭，并用細(xì)石混凝土抹平覆蓋，凹坑深寬比應(yīng)控制在1/10以內(nèi)；深寬比大于1/10的凹坑應(yīng)用細(xì)石混凝土填平，確保噴射混凝土表面平整，基面嚴(yán)重不平整的要進行混凝土的復(fù)噴，采用平整度尺及塞尺檢測。經(jīng)檢查合格后方可鋪設(shè)土工布、安設(shè)環(huán)向透水盲管，最后鋪設(shè)防水板。6.2.3土工布鋪設(shè)利用作業(yè)臺架將土工布沿隧道內(nèi)壁展開，用尾部套有熱熔墊片（如圖1）的射釘將土工布平順地固定到隧道峒壁上，構(gòu)成防水板鋪設(shè)基層。鋪設(shè)時，土工布兩幅搭接寬度不小于50mm，鋪設(shè)效果應(yīng)平順、無隆起、無皺褶（如圖2）。作為防水板固定點的墊片間距為拱部0.50.8m、邊墻0.81.0m，呈梅花型布置。為使防水板與熱熔墊片焊接時方便操作，固定點的應(yīng)選擇在基面平整位置。圖1 熱熔墊片 圖2 土工布鋪設(shè)效果6.2.4防水板鋪設(shè)、超聲波焊接超聲波焊接機調(diào)試接通電源：電源為220V、50Hz單項電源。接通后檢查工作指示燈是否發(fā)亮，如果不亮，檢查保險管。儀器調(diào)試：電源接通后，按面板上的“測試”紅色按鈕。以點動為準(zhǔn)，按下后立即松開。同時觀察表盤電流表，電流在“0.51”安培之間為正常。反之則要調(diào)試頻率螺桿。左右微調(diào)，一邊調(diào)試，一邊按“測試”按鈕。直到換能器空載電流為“0.51”安培為準(zhǔn)。如果不能調(diào)試到“0.51”安培之間，則要檢查模具是否破損或斷裂。如有破損或斷裂，及時更換。防水板鋪設(shè)及固定點焊接防水板鋪設(shè)防水板對位正確后，從底部開始，人工將防水板按壓至基層土工布墊片上并保持密貼，用超聲波焊槍將防水板點焊到基層熱熔墊片上。再次啟動機械手向上旋轉(zhuǎn)，由于防水板下側(cè)已固定，防水板會自動從卷軸上釋放，繼續(xù)焊接防水板與基層墊片。 防水板超聲波焊接固定墻部壓焊：一手持超聲波焊接機，一手頂壓防水板，超聲波焊接機與壓過的防水板面保持垂直，再用力壓緊并按下開關(guān)，熔化防水板后，在端頭壓入防水板約0.5mm時，即可停止焊接，單點焊接持續(xù)時間約3秒（如圖3）。施作時，必須將防水板與墊片壓密貼，如果防水板與墊片之間沒壓密貼，將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。圖3 現(xiàn)場防水板超聲波焊接拱部壓焊：在進行拱部焊接前，先用臨時鋼筋支撐把防水板撐至噴射混凝土面，再按照墻部壓焊的方法進行焊接。焊點數(shù)量：邊墻部位每個墊片的焊3個點；拱部每個墊片焊4個點，且宜均勻布置于墊片上，以保證焊接牢固。焊接順序控制在確保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，從一側(cè)邊墻向拱部、再從拱部向另一側(cè)邊墻鋪設(shè)、逐排與固定點焊接。單幅超聲波焊點完成后，采用爬焊機連接兩幅防水板。 效果檢查觀察防水板整體焊接效果，如果有焊接后大面不平、褶皺等情況，在下一次鋪設(shè)焊接時要制定糾正措施。檢查異常焊點，針對施焊過程中出現(xiàn)的異常焊點要進行原因分析。如沒焊牢、焊穿防水板等情況。檢查異常故障，針對施焊過程中出現(xiàn)的異常故障要進行原因分析。如一次焊接時間過長、模具容易損壞、焊接機突然不工作等情況。7 勞動力組織勞動力組織見表1。表1 防水板鋪設(shè)作業(yè)人員配置表序號作 業(yè) 內(nèi) 容數(shù) 量備 注1土工布鋪設(shè)72機械手操作13施放卷材、臨時支撐24超聲波焊接25防水板搭接焊接36輔助作業(yè)1兼安全瞭望合 計（人）168 主要機具設(shè)備機具設(shè)備配置見表2。表2 機具設(shè)備配置表序號機具規(guī)格型號數(shù)量用途1超聲波焊接機自制2防水板焊接2射釘槍或鐵錘可調(diào)節(jié)2打入鋼釘3作業(yè)臺架自制24自動爬行熱盒器3防水板搭接5熱風(fēng)槍4焊縫修補6沖擊電鉆4鉆定孔位9質(zhì)量控制9.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問題焊點不牢固、焊點焊接過量、焊點結(jié)合面不均勻。9.2控制措施1）出現(xiàn)焊點不牢固時，焊接時，防水板與墊片之間必須密貼，增加焊接時間，增加焊接壓力。2）出現(xiàn)焊點焊接過量時，減少焊接時間、減輕焊接壓力。3）出現(xiàn)焊點結(jié)合面不均勻時，檢查防水板與墊片之間是否密貼。焊接時，槍頭模具應(yīng)與防水板墊片面垂直。10 安全注意事項1）超聲波主機箱放置在臺架上固定位置處，防止墜物砸壞或碰撞損傷；2）注意經(jīng)常檢查電源延長線，發(fā)現(xiàn)破損處及時修復(fù)或更換；3）高空操作人員需系安全繩，防止高空墜落；4）連接焊槍的電源線須在距焊槍1.21.5m處設(shè)置固定點，固定于安全繩上。11 應(yīng)用實例截止目前