02防水板超声波焊接施工工艺

1、防水板超声波焊接施工工艺 1前言 1.1工艺概况 隧道防水板铺设过去一直采取手丄方式固定到隧道内壁上，固定方式以射钉 锚固为主，防水板搭接头以热熔形式处理。山手工方式铺设的防水板，与山同表面 的密贴效果不稳定，整体平顺性不好；射钉挂板时，防水板表面留有孔洞，从而 影响防水效果。 云桂铁路项LI部一分部采用机械手辅助铺设、超声波焊接施工工艺，使施工 效率和施工质量得到明显改善。 1.2工艺原理 超声波焊接机111发生器产生20kHz35kHz的高压、高频信号，通过换能系 统，把信号转换为高频机械振动，通过焊接枪头加于两个鼎近的塑料工件上，通 过丄件表面及内在分子间的磨擦而使接触面局部温度升高，当

2、温度达到工件本身 熔点时，工件接口迅速熔化并填充于接口间的空隙，随接触时间延长，接触面熔 化深度加大。当接触震动停止时，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完 美的超声波焊接。 2工艺特点 1）超声波焊接不需加溶剂、粘接剂或其他辅助品，使用成本低。超声波焊 接一次性投入较大，但设备使用寿命长（按每月10板二衬计算，枪头寿命16.3 个月，焊枪寿命49个月），分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7.5%,经济效 益明显。 2）超声波焊接开机即可焊接，正常情况下焊接枪头不会烫伤操作人员，安 全性好。 3）超声波焊接节约了电热压力焊的预热等待时间，一个接触点仅需3秒钟, 生产率高。也不会因出现焊点破洞

3、修补而浪费时间。 4）焊点外观质量和熔接程度好，焊点不破损，防水板铺设质量好。 3适用范围 本方法适用于隧道EVA防水板与热熔垫片间的固定施L1 4主要引用标准 高速铁路隧道丄程施L质量验收标准（TB10753-2010） 高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设2010241号） 铁路隧道防水板铺设工艺技术规定（建技201013号） 5施工方法 隧道内壁一定范围内铺设好土工布，土工布与隧道山同壁间的锚固点全部安放 有热熔垫片；作业台架就位，在机械手卷筒支架上安装好防水板卷筒；调试好超 声波焊接机；在隧道一侧的拱脚处开始释放防水板，使防水板纵向（新铺与已铺） 搭接宽度和横向起点位置正确，人工将防水

4、板按压至基层土工布垫片上并保持密 贴，用超声波焊枪对正垫片，启动开关持续23秒；每个垫片上点焊3-4个焊 点；待水平方向热熔垫片全部点焊完成后，再次启动机械手向上移动，使防水板 与下一排热熔垫片熔接固定。如此，即可完成整个拱圈防水板的铺设。 6工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程 施工准备一基面检查一土工布铺设一防水板铺设及超声波焊接固定一效果 检查。 6.2操作要点 6.2.1施工准备 进行作业人员培训，机具设备、材料准备到位，其中，热熔垫片（图1）采 用新型改进型，其颜色为容易识别的红色同材质垫片，方便焊接时找到固定点具 体位置；在满足受力前提下缩小了垫片面积，节约EVA原材料31.6%

5、。 6.2.2基面检査 防水层铺设前应先对隧道进行断面检查，对初期支护喷射混凝土表面进行处 理，切除锚杆头和钢筋露头，并用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比应控制在 1/10以内；深宽比大于1/10的凹坑应用细石混凝土填平，确保喷射混凝土表 面平整，基面严重不平整的要进行混凝土的复喷，采用平整度尺及塞尺检测。经 检查合格后方可铺设土工布、安设环向透水盲管，最后铺设防水板。 6.2.3 土工布铺设 利用作业台架将土工布沿隧道内壁展开，用尾部套有热熔垫片（如图1）的 射钉将土工布平顺地固定到隧道山同壁上，构成防水板铺设基层。铺设时，土工布 两幅搭接宽度不小于50mm，铺设效果应平顺、无隆起、无皱褶（如

6、图2）。作 为防水板固定点的垫片间距为拱部0.50.8m、边墙0.81.0m,呈梅花型布置。 为使防水板与热熔垫片焊接时方便操作，固定点的应选择在基面平整位置。 图1热熔垫片图2 土工布铺设效果 6.2.4防水板铺设、超声波焊接 超声波焊接机调试 接通电源：电源为220V、50Hz单项电源。接通后检查工作指示灯是否发 亮，如果不亮，检查保险管。 仪器调试：电源接通后，按面板上的“测试”红色按钮。以点动为准，按 下后立即松开。同时观察表盘电流表，电流在“0.51”安培之间为正常。反之 则要调试频率螺杆。左右微调，一边调试，一边按“测试”按钮。直到换能器空 载电流为“0.51”安培为准。 如果不能

7、调试到“0.51”安培之间，则要检查模具是否破损或断裂。如有 破损或断裂，及时更换。 防水板铺设及固定点焊接 防水板铺设 防水板对位正确后，从底部开始，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并 保持密贴，用超声波焊枪将防水板点焊到基层热熔垫片上。再次启动机械手向上 旋转，山于防水板下侧已固定，防水板会自动从卷轴上释放，继续焊接防水板与 基层垫片。 防水板超声波焊接固定 墙部压焊：一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与压过的 防水板面保持垂直，再用力压紧并按下开关，熔化防水板后，在端头压入防水板 约0.5mm时，即可停止焊接，单点焊接持续时间约3秒（如图3）。施作时，必 须将防水板与垫片

8、压密贴，如果防水板与垫片之间没压密贴，将严重影响焊接质 量。 图3现场防水板超声波焊接 拱部压焊：在进行拱部焊接前，先用临时钢筋支撑把防水板撑至喷射混凝土 面，再按照墙部压焊的方法进行焊接。 焊点数量：边墙部位每个垫片的焊3个点；拱部每个垫片焊4个点，且宜 均匀布置于垫片上，以保证焊接牢固。 焊接顺序控制 在确保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，从一侧边墙向拱部、再从 拱部向另一侧边墙铺设、逐排与固定点焊接。单幅超声波焊点完成后，采用爬焊 机连接两幅防水板。 效果检查 观察防水板整体焊接效果，如果有焊接后大面不平、褶皱等情况，在下一次 铺设焊接时要制定纠正措施。 检查异常焊点，针对施焊过

9、程中岀现的异常焊点要进行原因分析。如没焊牢、 焊穿防水板等情况。 检查异常故障，针对施焊过程中出现的异常故障要进行原因分析。如一次焊 接时间过长、模具容易损坏、焊接机突然不工作等情况。 7劳动力组织 劳动力组织见表1。 表1防水板铺设作业人员配置表 序 作业内容 数 备注 1 土工布铺设 7 2 机械手操作 1 3 施放卷材、临时支撑 2 4 超声波焊接 2 5 防水板搭接焊接 3 6 辅助作业 1 兼安全瞭望 合计（人） 16 8主要机具设备 机具设备配置见表2。 表2机具设备配置表 序 机具 规格型号 数 用途 1 超声波焊接机 自制 2 防水板焊 2 射钉枪或铁锤 可调节 2 打入钢钉

10、3 作业台架 自制 2 4 自动爬行热盒 3 防水板搭 5 热风枪 4 焊缝修补 6 冲击电钻 4 钻定孔位 9质量控制 9.1易出现的质量问题 焊点不牢固、焊点焊接过量、焊点结合面不均匀。 9.2控制措施 1）出现焊点不牢固时，焊接时，防水板与垫片之间必须密贴，增加焊接时 间，增加焊接压力。 2）出现焊点焊接过量时，减少焊接时间、减轻焊接压力。 3）出现焊点结合面不均匀时，检查防水板与垫片之间是否密贴。焊接时， 枪头模具应与防水板垫片面垂直。 10安全注意事项 1）超声波主机箱放置在台架上固定位置处，防止坠物砸坏或碰撞损伤； 2）注意经常检查电源延长线，发现破损处及时修复或更换； 3）高空操作人员需系安全绳，防止高空坠落； 4）连接焊枪的电源线须在距焊枪1.21.5m处设置固定点，固定于安全绳 上。 11应用实例