隧道防水板机械辅助安装及超声波焊接施工工艺课件

隧道防水板机械辅助铺设

及超声波焊接施工工艺工法汇报提纲工艺概况、原理工艺特点、适用范围工艺流程及操作要点资源配置工艺改进设想工艺概况

传统的隧道防水板铺设时，固定点均采用电热压力焊接工艺或吊带挂设工艺,易造成焊焦、焊穿、焊接不牢固,

二衬背后脱空等通病。隧道防水板铺设过去一直采取人工方式铺设，3m幅宽防水板每卷重量约120Kg，工人作业强度大、工作效率低，防水板与隧道初支表面密贴性差，整体平顺度不好。工艺原理

防水板铺设机具组成：作业台架、机械臂（带限位装置）、超声波焊接仪、自动爬行热合器等。铺设时，机械臂带防水板卷筒自隧道一侧拱脚为起点绕轴转动，使防水板卷筒贴近隧道内壁滚动，挂板作业人员及时使用超声波焊接机使与基层热熔垫圈热熔固定。

限位传感器带机械臂防水板台架超声波焊接机理界面摩擦热是启动热源，没有界面摩擦焊接过程就无法开始；而粘弹热是材料热熔的主要热源。超声波在聚合物材料中传播产生机械功，机械功的表现方式是高聚物分子因振动而引起连续交替的受压和解压，力的加载和卸载曲线并不能完全重合而形成一个回路，它所包围的面积就代表材料内所积聚的能量，这部分能量以热能的形式表现出来。持续的高频交变应力荷载以及较低的热传导率使应力应变集中区的材料温度迅速升高，从而实现熔融连接。工艺特点

安全性超声波焊接开机即可焊接，焊接枪头工作时仍是常温，不会出现烫伤操作人员事件。经济性

超声波焊接机虽然一次投入较大，但使用寿命长，分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7.5%。经济效益明显。可靠性EVA防水板超声波焊接质量好，受环境影响小，经试验潮湿环境焊接效果能满足检测要求。防水板超声波焊接质量经云南省建筑科学研究院按《科技基【2008】21号》标准检测，单点焊接抗拉350N，焊点抗渗性能，在0.3MPa水压、24小时无渗漏，满足力学性能。工艺流程及操作要点

工艺流程

施工准备→基面检查→土工布铺设→防水板铺设及固定→两幅防水板间连接→效果检查基面检查防水层铺设前应先对隧道进行断面净空检查。切除喷混凝土面外露锚杆、钢筋、小导管等露头，并用砂浆抹平。深宽比大于1/10的凹坑，应采用细石混凝土抹平或补喷直至达标。

初支净空检查

喷混凝土平整度检查土工布铺设及固定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的射钉将土工布平顺地固定到隧道洞壁上，构成防水板铺设基层。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。热熔垫圈间距：拱部0.5-0.8m、边墙0.8-1.0m，呈梅花型布置。防水板铺设及固定铺设开始，操作机械手上的防水板卷筒降低至一侧边墙下部，打开包装、人工拉出防水板1～2m进行对位。防水板松紧应适度并留有余量，一般设计周长和铺设长度按4:5比例预留。防水板对位正确后，从边墙下部开始，用超声波焊枪将防水板与热熔垫圈连接。启动机械臂绕轴缓慢旋转，由于防水板下侧已固定，防水板会自动从卷轴上释放，顺次焊接防水板与固定热熔垫圈。由超声波发生器产生20kHZ～35kHZ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，加于防水板上。焊枪发生器控制面板数据线接口焊接作业要点一手持超声波焊枪，一手顶压防水板，保证防水板和垫圈密贴；超声波焊枪与防水板面垂直，再适度用力压紧并按下开关，熔化防水板，焊枪端头压入防水板约0.5mm持续时间3～4秒，完成焊接。保持一定的压力待焊点冷却3s，可保证焊接质量。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。对防水板焊缝进行气密性检查，将5号注射针与压力表相连接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格。如压力下降过快，说明有渗漏，用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊。防水板铺设效果

机具设备配置表

序号机具规格型号数量用途备注1超声波焊接机自制2防水板焊接2射钉枪或铁锤可调节2打入钢钉3防水板铺设台架自制14自动爬行热合机1防水板搭接5热风枪2焊缝修补6冲击电钻1钻定孔位7防水板专用支撑杆万向调节6支撑防水板8气密性检测仪1