淺談橡膠止水帶熱硫化焊接工藝在隧道工程中的應(yīng)用

李冰凝

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266000 ）

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(qiáng)，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(zhǎng)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(zhǎng)度規(guī)格，現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，不可避免的會(huì)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(gè)接頭處的膠梗削平，然后進(jìn)行打毛處理，完畢后涂一層膠粘劑，為了增強(qiáng)效果，待其晾干后再涂一層，然后將兩個(gè)接頭放置在預(yù)定位置進(jìn)行膠粘，并進(jìn)行加壓，最后澆筑混凝土。從以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)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(qiáng)度低，使用壽命較短，經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)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(shí)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(biāo)段采用熱硫化焊機(jī)對(duì)止水帶接頭進(jìn)行焊接，經(jīng)過(guò)前期在瑪瑙山隧道進(jìn)行多次工藝試驗(yàn)，對(duì)焊接接頭處理、加熱溫度、加熱時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行不斷嘗試和改進(jìn)，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(shí)間，用硫化焊接機(jī)進(jìn)行焊接，焊接機(jī)對(duì)止水帶搭接接頭進(jìn)行加熱加壓，使位于兩個(gè)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(kuò)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(guò)足夠的擠壓力，實(shí)現(xiàn)兩條止水帶之間的緊密粘接，從而達(dá)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(duì)正→在止水帶接縫位置放置止水帶專用生膠片（寬10cm，長(zhǎng)35cm）→用手將接縫處生膠片壓實(shí)密貼→接通電源，對(duì)焊機(jī)進(jìn)行預(yù)熱→將止水帶平鋪在焊機(jī)底板上，位置對(duì)正→夾緊模具，用手輪進(jìn)行鎖緊→接通熱硫化焊機(jī)，溫度調(diào)整至145℃→將加熱時(shí)間調(diào)整為10分鐘，冷卻時(shí)間調(diào)整為8分鐘至指示燈亮起→關(guān)閉電源→對(duì)止水帶焊接質(zhì)量進(jìn)行檢查，合格后進(jìn)行止水帶安裝。

四、焊接工藝操作要點(diǎn)

1 準(zhǔn)備階段

在進(jìn)行止水帶焊接工作前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，工作場(chǎng)地應(yīng)清除現(xiàn)場(chǎng)易燃易爆物品、強(qiáng)熱源、油類或強(qiáng)烈氧化作用溶劑等，保持場(chǎng)地整潔。準(zhǔn)備好磨光機(jī)及焊接設(shè)備，本標(biāo)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(hào)止水帶焊接機(jī)。

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(jī)進(jìn)行線路連接，熱硫化焊機(jī)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(jìn)行連接，再將焊接模具打開(kāi)，上下兩面均勻涂刷機(jī)油，防止機(jī)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(jī)將需要焊接的兩個(gè)接頭上的膠梗及污漬全部打磨，使止水帶粘合面平整且無(wú)污漬?？v向打磨長(zhǎng)度為10~15cm。

2 熱熔階段

橡膠止水帶熱硫化焊接時(shí)間短、效率高，全程自動(dòng)化，非常方便。事先接通電源，對(duì)焊機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫的高低以及施工條件來(lái)定，一般的情況下預(yù)熱不超過(guò)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(jī)一起購(gòu)買配置），生膠片長(zhǎng)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(duì)正，與第一條止水帶搭接長(zhǎng)度不小于10cm，用手將止水帶與生膠片壓實(shí)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(jī)溫度控制箱的溫度調(diào)節(jié)器上將熱硫化焊機(jī)加熱溫度調(diào)為145℃，將加熱時(shí)間調(diào)整到10分鐘左右，將冷卻固化時(shí)間調(diào)整到8分鐘左右，按下電源開(kāi)關(guān)，再按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，焊接機(jī)開(kāi)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(diǎn)

由于橡膠止水帶在隧道施工縫中具有重要作用，應(yīng)嚴(yán)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(gè)方面注意：

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

（2）清除焊接場(chǎng)地周圍存在的易燃易爆物品、強(qiáng)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(duì)連接位置的兩端止水帶進(jìn)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(shí)止水帶肋紋應(yīng)與底板對(duì)應(yīng)凹槽對(duì)齊，焊接時(shí)需控制好焊接溫度，防止溫度過(guò)高造成止水帶起泡；

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

結(jié)語(yǔ)

總之，止水帶熱硫化焊接機(jī)操作方便，焊接溫度可自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖和規(guī)范要求，有效保障隧道施工實(shí)體質(zhì)量，極大提高了隧道工程施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，通過(guò)在全標(biāo)段的推廣應(yīng)用，取得了顯著的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益。

[1]TZ 331-2009.鐵路隧道防排水施工技術(shù)指南[S].

[2]高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南[Z].（鐵建設(shè)（2010）241號(hào)）

[3]張通利，邵俊俠.橡膠止水帶施工的質(zhì)量控制措施[J].施工技術(shù)，2003（03）.