隧道工程橡膠止水帶熱硫化焊接工藝

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摘要：本文介紹了成貴鐵路隧道工程中橡膠止水帶施工所采用的熱硫化焊接施工工藝，對該工藝的操作要點做了詳細的介紹，并結(jié)合成貴鐵路建設(shè)的現(xiàn)場實際，對工藝質(zhì)量、控制要點進行了總結(jié)，為類似工程施工提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：隧道施工縫；橡膠止水帶；熱硫化焊接

一、概述

橡膠止水帶具有良好的彈性、耐磨性、耐老化性和抗撕裂性能，適應(yīng)變形能力強，能有效地防止施工縫的滲、漏水，目前在隧道工程施工縫防水、防滲中普遍使用。施工中由于襯砌長度等結(jié)構(gòu)尺寸和形式不同，而橡膠止水帶又都有一定的長度規(guī)格，現(xiàn)場使用時，不可避免的會出現(xiàn)止水帶接頭情況。以往止水帶接頭通常采用冷粘法，傳統(tǒng)的冷粘法是將橡膠止水帶兩個接頭處的膠梗削平，然后進行打毛處理，完畢后涂一層膠粘劑，為了增強效果，待其晾干后再涂一層，然后將兩個接頭放置在預(yù)定位置進行膠粘，并進行加壓，最后澆筑混凝土。從以往經(jīng)驗來看，冷粘法效果不太理想，接頭處往往耐久性比較差，接頭塑性差、強度低，使用壽命較短，經(jīng)常出現(xiàn)開裂甚至導(dǎo)致后期襯砌施工縫處滲水。結(jié)合成貴鐵路建設(shè)實際及成貴鐵路公司要求克服止水帶施工質(zhì)量通病的文件，本標段采用熱硫化焊機對止水帶接頭進行焊接，經(jīng)過前期在瑪瑙山隧道進行多次工藝試驗，對焊接接頭處理、加熱溫度、加熱時間等工藝參數(shù)進行不斷嘗試和改進，總結(jié)形成了一套成熟的橡膠止水帶熱硫化焊接施工工藝。

二、橡膠止水帶熱硫化焊接工藝原理

止水帶熱硫化焊接的基本工藝是在兩條橡膠止水帶搭接處放入止水帶焊接專用生膠片，控制溫度、時間，用硫化焊接機進行焊接，焊接機對止水帶搭接接頭進行加熱加壓，使位于兩個止水帶接頭之間的生膠片熔化，生膠片與橡膠止水帶接頭處的硫化膠材料相似，親和作用力大，生膠片里的硫化劑擴散至接觸界面，與硫化膠內(nèi)剩余的雙鍵發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成共硫化體系，使接頭處連為一體。再通過足夠的擠壓力，實現(xiàn)兩條止水帶之間的緊密粘接，從而達到止水帶熱硫化焊接防水的要求。

三、橡膠止水帶熱硫化焊接工藝流程

止水帶端頭切割整齊并打磨平整，上下對正→在止水帶接縫位置放置止水帶專用生膠片（寬10cm，長35cm）→用手將接縫處生膠片壓實密貼→接通電源，對焊機進行預(yù)熱→將止水帶平鋪在焊機底板上，位置對正→夾緊模具，用手輪進行鎖緊→接通熱硫化焊機，溫度調(diào)整至145℃→將加熱時間調(diào)整為10分鐘，冷卻時間調(diào)整為8分鐘至指示燈亮起→關(guān)閉電源→對止水帶焊接質(zhì)量進行檢查，合格后進行止水帶安裝。

四、焊接工藝操作要點

1準備階段

在進行止水帶焊接工作前應(yīng)做好準備工作，工作場地應(yīng)清除現(xiàn)場易燃易爆物品、強熱源、油類或強烈氧化作用溶劑等，保持場地整潔。準備好磨光機及焊接設(shè)備，本標段采用的焊接設(shè)備為溫州泳恒科技公司生產(chǎn)的YH-8030型號止水帶焊接機。首先將水箱內(nèi)所有配件取出，把水泵放好，并向水箱注水，注水后水箱水位應(yīng)高于水泵，低于出水口。然后將熱硫化焊機進行線路連接，熱硫化焊機采用三相四線交流電源，電源線與溫控箱電源接頭連接，將控制電箱與焊接模具進行連接，再將焊接模具打開，上下兩面均勻涂刷機油，防止機具在高溫條件下與止水帶粘結(jié)。將兩條止水帶接頭切割整齊，用磨光機將需要焊接的兩個接頭上的膠梗及污漬全部打磨，使止水帶粘合面平整且無污漬。縱向打磨長度為10~15cm。

2熱熔階段

橡膠止水帶熱硫化焊接時間短、效率高，全程自動化，非常方便。事先接通電源，對焊機進行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度沒有固定的標準，可根據(jù)現(xiàn)場氣溫的高低以及施工條件來定，一般的情況下預(yù)熱不超過20分鐘。先將一條止水帶接頭放入熱熔模具中，使其打磨面朝上水平放置，取出專用生膠片（生膠片是隨焊機一起購買配置），生膠片長約35cm，寬10cm，將其粘在止水帶上，然后將另一條止水帶打磨面朝下放置，位置對正，與第一條止水帶搭接長度不小于10cm，用手將止水帶與生膠片壓實密貼，夾緊模具，并用手輪鎖緊。將水泵電源接通，在熱硫化焊機溫度控制箱的溫度調(diào)節(jié)器上將熱硫化焊機加熱溫度調(diào)為145℃，將加熱時間調(diào)整到10分鐘左右，將冷卻固化時間調(diào)整到8分鐘左右，按下電源開關(guān)，再按下啟動開關(guān)，焊接機開始工作，直至指示燈亮起，焊接完成，拆除加固裝置檢查接縫處質(zhì)量。

3質(zhì)量控制要點

由于橡膠止水帶在隧道施工縫中具有重要作用，應(yīng)嚴格控制其焊接接頭質(zhì)量。焊接質(zhì)量的控制應(yīng)該從下面幾個方面注意：

（1）作業(yè)工人必須熟悉操作流程，工具準備到位。橡膠止水帶接頭熱硫化焊接操作人員必須經(jīng)過嚴格培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可進行作業(yè)操作；

（2）清除焊接場地周圍存在的易燃易爆物品、強氧化劑、油類等物品，防止橡膠止水帶受到氧化侵蝕和污染。熱熔焊接不宜在低溫環(huán)境施工，適宜溫度在5℃~30℃范圍內(nèi)；

（3）止水帶連接前需對連接位置的兩端止水帶進行打磨處理，使其表面清潔，寬度不小于10cm。焊接前，止水帶擺放時止水帶肋紋應(yīng)與底板對應(yīng)凹槽對齊，焊接時需控制好焊接溫度，防止溫度過高造成止水帶起泡；

（4）熱粘結(jié)后先進行外觀檢查，主要檢查接頭處是否平整，有無燒焦、炭化現(xiàn)象等，要對接頭進行質(zhì)量抽檢，接頭的抗拉強度不得低于母材抗拉強度的50％。橡膠止水帶接頭處必須焊接密實，如發(fā)現(xiàn)有縫隙則需重新進行加熱焊接，以保證止水帶接頭質(zhì)量滿足工程需要。

五、結(jié)語

總之，止水帶熱硫化焊接機操作方便，焊接溫度可自動控制，焊接接頭平順、牢固，確保了止水帶焊接質(zhì)量，防水性能好，與傳統(tǒng)止水帶搭接工藝相比，在增加極少成本投入后真正實現(xiàn)了設(shè)計意圖和規(guī)范要求，有效保障隧道施工實體質(zhì)量，極大提高了隧道工程施工技術(shù)標準化管理水平，通過在全標段的推廣應(yīng)用，取得了顯著的技術(shù)及經(jīng)濟效益。

參考文獻

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作者：李冰凝 單位：中鐵二十局集團第四工程有限公司