高速铁路梁面防水层冬期施工关键技术探讨

李未红

(中铁十七局集团五公司,山西太原 030032)

高速铁路梁面防水层施工采用喷涂聚脲弹性体技术,具有固化快、涂层致密无接缝、附着力强、耐老化等特点,能有效达到“防水层使用年限不低于60年”的技术要求,为防腐领域提供了一种全新的材料和施工技术,在工程应用中有着无可比拟的优越性。但喷涂聚脲防水层冬期施工,工艺比较复杂,作业环境要求高,需要在施工工艺、质量保证措施等方面进行必要的控制,确保在低温条件下施工的防水层能够达到常温施工的质量标准。以中铁十七局京沪高速铁路土建一标段七工区冬期防水层施工为例,介绍聚脲防水工程冬期施工的技术措施。

1 工程概况

中铁十七局京沪高速铁路土建一标段七工区负责天津特大桥DIK67+112.25～DIK73+531.75无砟轨道先导段防护墙内侧桥面防水层施工,工期安排在2009年的冬期,冬施防水层合计7.383万m2。

该先导段梁面防水层在预制梁架设完毕后进行。防护墙内侧桥面防水层板底座3.25 m范围喷涂2 mm厚纯聚脲防水涂层,底座板以外喷涂1.8 mm厚纯聚脲防水涂层+0.2 mm厚脂肪族聚氨酯面层。

根据《喷涂聚脲防水工程技术规程》,喷涂聚脲防水层作业及底漆施工应在环境温度大于5 ℃,相对湿度小于85%,且基层表面温度大于露点3℃的条件下进行。不应在风速大于等于5 m/s(四级风)的露天环境条件下实施喷涂作业,严禁雪天实施露天喷涂作业。

2 关键技术措施

2.1 防风暖棚设计

根据预制梁的结构尺寸大小,加工能覆盖一孔32 m预制箱梁梁面范围的彩钢板防风暖棚,棚架纵桥方向的两侧设置在防护墙的外侧,下部安装可移动的滑轮,在轮子下放置U形槽道,棚架在槽道和轮子的作用下可在防护墙外侧前后移动，棚内配置照明和升温系统。防风暖棚结构设计除考虑保温的特殊要求外,还要具有良好抗风性能和可移动性。保温棚结构示意见图1。

图1 保温棚内部结构

2.2 梁面清理

对梁面的清洁度进行认真细致地检查,彻底清除梁面油脂、灰尘、污物、脱模剂、浮浆和松散的表层。

2.3 基层缺陷修补

梁面采用抛丸机抛丸后,基层会出现大量的气泡或坑洞,甚至出现一些细小裂纹,处理不当会造成防水层鼓包、脱落等现象,大大降低防水层的耐久性。冬期进行梁面基层缺陷修补时,宜采用早强环氧腻子,在保证质量的同时，加快工序转化时间。要求梁面必须洁净、干燥、无浮渣,同时要保证梁面温度在5 ℃以上。

2.4 底涂施工

梁面基层缺陷修补剂固化并验收合格后,即可进行底涂施工。底涂采用底漆+细度200 μm石英砂基层处理剂,能够封闭混凝土基材的针眼、微裂纹和气泡等缺陷；同时能渗透到混凝土基材中,起到很好地与聚脲层连接的作用。底漆+细度200 μm石英砂混合而成的基层处理剂进行满刮时,要求刮涂均匀,不能漏涂。刮涂完成后,要仔细检查,对局部有针眼处或涂刮不均匀的部位进行二次刮涂。

底涂施工前采用热风炮对梁面进行预热,梁面温度达到5 ℃以上时才能进行(如图2)。底涂刮涂完成后，在表干时间范围内，利用热风炮持续烘热加温。加温的目的有两个,一是为加快底涂固化；二是为了提高棚内温度,加快下道工序衔接时间(如图3)。

图2 底涂施工前梁面加热

图3 底涂施工结束后加热

2.5 聚脲涂料喷涂

基层处理剂施工完成，基层处理剂固化之后，喷涂聚脲弹性防水涂料。对机械能喷涂到的部位,采用聚脲专用喷涂设备喷涂,对边角、沟槽、孔洞等部位,采用人工喷涂施工。喷涂前,需做好以下准备工作：

(1)对原材料的品质进行检验,发现颜色不一致和凝块、结晶时不得使用。

(2)对底涂表面进行检查,确保干燥、清洁,避免“揭凉席”情况发生。

(3)提前对设备进行调试和预热,确保各系统运转正常。

(4)提前将A、B组分涂料放置于暖棚内预热,保证涂料均匀、不结块。正式喷涂前，使用喷涂设备配备的循环管路使物料通过管道加热器加热。

(5)使用气动或电动搅拌器将A、B组分涂料分别搅拌均匀。

(6)遮蔽泄水孔、吊装孔、剪力齿槽和侧向挡块预埋件部位。

(7)在距离防护墙位置8～10 cm位置设置挡板,避免涂料喷涂到预埋钢筋上。

(8)测定梁面基层露点温度。根据《露点温度对照表》,当环境温度越高时所要求的基层温度也越高。经过现场试验,控制保温棚环境温度在10 ℃左右,相对湿度65%左右时,露点温度3 ℃,此时进行喷涂聚脲作业,既能满足保证施工质量,又能实现经济效益的最大化。

聚脲弹性涂料标准要求厚度为2 mm,为保证防水层质量,分两次喷涂,每层厚度约为0.9 mm,每层一次喷涂成型。由于冬期施工受环境温度影响较大,两次喷涂在冬季施工条件下易造成分层,也可采用一次喷涂成型的方式。

喷涂移动速度要均匀,对需搭接的涂层,如喷涂时间间隔较短(≤3 h),在对涂层接茬边缘80 mm范围表面进行打磨、清理后，直接进行二次喷涂相同材料的聚脲防水材料。如果喷涂时间较长(>3 h),在对涂层接茬边缘80 mm范围表面进行打磨、清理后,刷涂层间粘合剂,待表干后再喷涂相同材料的聚脲防水涂料,使整个涂层连续、致密、均匀。喷涂聚脲弹性防水涂料现场照片见图4和图5。

图4 聚脲喷涂机

图5 人工喷涂

2.6 脂肪族面层施工

聚脲弹性涂料施工完成后，采用专用设备喷涂脂肪族面层,脂肪族聚脲面层选用双组份材料,涂膜厚度0.2～0.3 mm,达到封闭的目的,提高防水层的耐久性。涂膜施工完毕后,应在保温棚内保温养护24 h,期间避免重物碾压。

3 质量检测

除对聚脲防水层的外观进行检测外,还应对试验段20片箱梁防水层的厚度、粘结强度、不透水性，按照施工检验标准进行检测。

3.1 厚度检测

喷涂完成后,利用超声波测厚仪对京沪高铁A176-A197墩梁聚脲防水层厚度进行了抽检,每孔检测2处,共检测40处,最大厚度2.4 mm,最小2.1 mm,合格率100%。

3.2 粘结强度检测

在(纯)聚脲弹性防水层施工7 d后进行现场拉拔试验,每孔32 m箱梁检测5处。经对A176-A196梁面100处聚脲防水层粘结强度检测,拉拔力最小值2.7 MPa,最大值3.1 MPa,均大于设计的2.5 MPa,符合标准要求。

3.3 不透水性检测

每孔梁检测4处,经检测,均符合规范要求。

4 结束语

聚脲防水在我国是一个比较新颖的行业,质量标准高、影响因素多,大面积使用在高速铁路上还是第一次,冬期梁面防水层作业,更无成功经验可借鉴。通过项目全体技术人员的艰苦努力和实践,成功解决了冬期桥面防水层施工的技术难题,冬施防水层质量得到有效保证，为京沪高速铁路土建一标段如期实现工期目标铺平了道路,受到建设单位的高度评价。京沪公司天津指挥部连续两次召开现场观摩会,推荐七工区冬期防水层的施工方法。

[1] GB/T23446—2009 喷涂聚脲防水涂料[S]

[2] 科技基(2009)54号 京沪高速铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件[S]

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[4] 刘智勇.寒冷地区桥梁桥面防水技术研究[D].西安：长安大学，2008

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