新建铁路桥梁聚脲防水施工技术

2011-05-08吴晓红常淑清

铁道建筑 2011年4期

吴晓红，常淑清

(1.唐山学院土木工程系，河北唐山 063000;2.中铁十六局集团第二工程有限公司，天津 300162)

新建铁路中桥梁设计使用年限为100年，所以对桥梁防水提出了较高的要求，为了满足桥梁使用寿命，桥面两防护墙之间8.8 m范围内采用喷涂聚脲防水材料防水。喷涂聚脲是一种 A、B双组份、无溶剂、快速固化的弹性防水材料，具有施工速度快、一次施工达到设计要求厚度、无接缝、涂层致密、防水效果好，抗张拉强度及伸长率高、耐磨、抗冲击、耐腐蚀等优点［1］。像新建铁路桥梁梁面如此大规模地使用喷涂聚脲防水，在国际上尚属首次，所以对喷涂聚脲施工技术进行研究意义重大。

1 工程概况

新建铁路桥梁梁面满足CRTSⅡ型板式无砟轨道板要求，梁面宽12.0 m，两防护墙之间净宽8.8 m喷涂1.8～2.0 mm的聚脲防水层，此聚脲为无缝连续防水，底座板下为厚2.0 mm聚脲，底座板之外为厚1.8 mm聚脲+0.2 mm脂肪族聚氨酯面层，防护墙及侧向挡墙的封边高度为80 mm。详见图1。

2 总体施工组织安排

整个梁面的聚脲喷涂计划分两次进行，第一次只施工底座板下面的部分，等无砟轨道板铺完、侧向挡块现浇完成后，再进行第二次喷涂剩余部分聚脲［2-3］。这样安排施工有以下优点:第一可以有利于对喷涂聚脲防水层的保护，如果整个桥面一次喷涂聚脲，然后现浇底座板、铺设无砟轨道板、现浇侧向挡块等工序施工很容易对已经施工的防水层造成破坏，如果底座板以外聚脲后喷涂，就不需要保护了，也不会造成破坏了，也不需要对破坏部分进行修补，也更有利于桥面的整体防水。第二侧向挡块部位必须进行二次喷涂，因为侧向挡块是在铺设完成无砟轨道板后才能进行挡块施工，所以分两次喷涂聚脲也能更好地满足这些工序施工的要求。

图1 桥面防水层立面布置(单位:mm)

3 聚脲施工工艺流程

聚脲施工工艺流程为施工准备→抛丸基层处理→刮涂基层修补腻子→喷涂底层涂料→喷涂聚脲防水材料→缺陷检查及修补→喷涂脂肪族聚氨酯面层(暴露部位)→防水层检验、验收。

4 施工工艺及方法

4.1 施工准备

组织专业防水施工队伍，做好机械设备、人员、材料、检测仪器及技术等各方面施工准备，做好梁面的验收，梁面要满足设计要求，特别是平整度要求满足3 mm/4 m、1 mm/2 m的误差要求，对梁表面进行清理，使表层无油脂、无灰尘、无污物、无松散，对防护墙脚、错台部位、梁端部、泄水孔等部位进行适当修补。

4.2 抛丸基层处理

1)抛丸及优点。抛丸即指通过机械的方法把钢丸以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让丸料冲击工作表面然后在机器内部通过配套的吸尘器的气流清洗作用，将丸料和清理下来的杂质分别回收，并且使丸料可以再次利用的技术。机器配有除尘器，提供内部负压以及分离气流，并做到无尘、无污染施工，抛丸处理具有以下优点:①打磨质量好，相比传统机械打磨而言，基层抛丸表面粗糙均匀，不破坏原基面结构和平整度;能彻底去除混凝土表面浮浆层;使混凝土表面形成均匀坚实的麻面，增强防水材料或底涂的附着力并提供一定的渗透效果。②抛丸处理工效高、速度快、适宜大面积快速施工。③相比传统机械打磨而言，抛丸作业为一次性施工，不需要单独清理，无扬尘，对环境没有影响。

2)试抛。采用专用抛丸机，确认以下抛丸工艺数据:①最佳抛丸料规格采用S330或S390;②丸料流量即最佳电机负载;③抛丸设备行走速度。

3)以上工艺参数设定后，按照图2所示顺序进行施工。

图2 施工顺序示意

4)抛丸机处理桥面板时，要选择初级抛丸或中度抛丸，抛丸后的梁面达到SP3～SP4等级。处理完的混凝土基材不得有浮灰。

5)抛丸清理不到的区域，特别是防撞侧墙、侧向挡块封边部位处的混凝土表面，应使用角磨机清理，应注意不得产生打磨沟痕。

4.3 刮涂基层修补腻子

由于混凝土的缺陷，基层混凝土会显现一些孔洞、如果不进行处理，后续的聚脲喷涂层的施工质量将得不到保障，所以要对梁体表面进行刮涂基层修补腻子。孔洞、裂缝以及泄水口周围混凝土等缺陷应修补平整，修补后的基层应符合设计要求。基层表面的凹陷、洞穴和裂缝常用基层修补腻子填平，待基层修补腻子固化后，才能进行下一工序施工。

4.4 喷涂底涂

在检查合格的基层上，涂刷基层处理剂(底涂)，本项目采用专用环氧树脂基底涂。

1)底涂的类型选择应根据桥梁结构所处环境的气候条件选择。

2)底涂涂料应现配现用，搅拌均匀，严格按照使用说明书要求准确称量。要求底涂涂层用量≥0.40 kg/m2。

3)底涂施工一般采用辊涂工艺，边角沟槽辅以刷涂施工。

4)底涂涂布应均匀，无漏涂、堆积;底涂固化过程中必要时(冬季)放置遮盖物，以使表面不受污染。为使底涂更好地渗入桥面混凝土基层，本项目采用手工涂布。

5)待底涂涂层实干后方可进行下道工序的施工，实干时间一般为4～6 h。

6)涂刷完底涂的桥面板不得再次污染。

4.5 喷涂聚脲防水材料

聚脲涂料喷涂作业，采用双组份枪头撞击混合喷射系统的喷涂设备，防水涂料由甲组(A组)和乙组(B组)两种组份组成。

喷涂聚脲防水涂料的施工，应以机械喷涂为主，人工喷涂为辅，聚脲施工前应保证基层温度高于露点温度3℃，先使用机械设备对桥面平整部分进行喷涂，对机械喷涂达不到的特殊部位进行人工喷涂，施工前需将B料搅拌15 min以上，并使之均匀，施工过程中应保持连续搅拌。

4.5.1 机械喷涂

机械喷涂具有很多优越性，比如施工速度快、效率高、喷涂厚度均匀、防护较好、受环境影响小等优点。机械喷涂前，调试好喷涂设备，先在塑料布上进行试喷，测量试喷后的聚脲层厚度，设定喷涂车的行走速度和自动喷枪的运行速度，使喷涂聚脲达到设计的厚度，然后进行大面积的机械喷涂。

4.5.2 人工喷涂

人工喷涂，喷涂枪手的操作水平是关键，丰富的施工经验、专业的施工资质，是高质量施工的前提。喷涂枪手要进行专业培训，从学习聚脲基础知识到进行实际操作，并持证上岗，确保能优质高效地完成新建铁路聚脲防水工程。现场施工操作人员应作好劳动安全保护。喷涂作业工人应配备必要的劳保用品，包括工作服、护目镜、防护面具、口罩、乳胶手套、安全鞋、急救箱等。

4.6 缺陷检查及修补

聚脲喷完后，要对喷涂表面进行细致的检查，要对针孔、鼓包等缺陷进行认真修补。在需要修补处，再用带钢丝圆盘的机械砂轮、钢丝刷或其他工具把需修补的表面打毛，增强机械黏合力。用专用处理剂处理打毛的表面，从而除去所有灰尘或其他污染物，并软化现有表面。用手工聚脲或喷涂聚脲施工于所需区域。

4.7 喷涂脂肪族聚氨酯面层(暴露部位)

1)脂肪族聚氨酯面层宜在聚脲防水层施工完毕后6 min内完成，保证面层和聚脲防水层之间良好的黏结。

2)脂肪族聚氨酯面层施工前，应对相应区域聚脲防水层表面进行清洁处理，保证聚脲防水层表面干燥、无灰尘、无油污和其他污染物［4］;与聚脲防水层施工间隔时间超出规定时，应采用专用搭接黏结剂做预处理或现场做黏结拉拔试验后确定。

3)脂肪族聚氨酯面层施工采用喷涂工艺，边角沟槽辅以刷涂施工。涂膜厚度0.2 mm。涂膜施工完毕24 h内，避免重物碾压。

4.8 防水层检验、验收

1)喷涂聚脲施工验收质量包括:①外观:目测，表面平整、无流挂、无针孔、无起泡、无空鼓、无开裂、无异物混入。②厚度:采用超声波测厚仪，涂超声波耦合剂先校准，再测试，取平均值。③黏结强度:采用拉拔仪，涂膜表面先砂磨处理，用黏结剂黏拉拔头，养护后再测［5］。④不透水性:采用透水仪，用油灰等密封底座，压上重物，加水观察。

2)脂肪族聚氨酯面层施工验收质量包括:①外观:目测。②厚度:超声波测厚仪。③黏结力:拉拔仪，涂膜表面先砂磨处理，用黏结剂(注意黏结剂的渗透性)黏拉拔头，养护后再测。