寶蘭客專隧道工程中埋式橡膠止水帶熱硫化焊接工藝改進及應用效果分析

　　摘要：本文在傳統的隧道中埋式橡膠止水帶焊接技術的基礎上，結合寶蘭客專的現場實際，對隧道中埋式橡膠止水帶焊接工藝進行了優化和創新，經過現場工藝試驗和實際應用，總結形成了符合寶蘭客專自身特點的中埋式橡膠止水帶熱硫化焊接施工工藝，為類似工程施工提供借鑒。 

　　關鍵詞：客運專線隧道止水帶熱硫化焊接技術 

　　1.引言 

　　寶蘭客專隧道施工縫、變形縫均設置可靠的復合防水措施，環向施工縫采用中埋式橡膠止水帶+外貼止水帶，縱向施工縫采用中埋式橡膠止水帶+中埋式橡膠止水條，傳統施工中，中埋式橡膠止水帶搭接施工工藝主要采用專用冷接膠水對止水帶接頭進行搭接或對接處理，該傳統施工方法主要有施工方便、操作簡單等特點，但其施工質量和防水效果很難滿足高速鐵路防水等級要求。結合寶蘭客專建設實際，采用熱硫化焊機對止水帶接頭進行焊接，并由以前的對接焊接改為搭接焊接，經過前期多次工藝試驗，對焊接接頭處理、加熱溫度、加熱時間、外力加壓等工藝參數進行不斷改進和創新，總結形成了一套成熟的中埋式橡膠止水帶熱硫化焊接工藝。 

　　2.工藝原理 

　　采用熱硫化焊接機對止水帶搭接接頭進行加熱加壓，使位于兩個止水帶接頭之間的生膠片熔化，生膠片與止水帶接頭處的硫化膠材料相似，親和作用大，生膠片里的硫化劑擴散至接頭界面后，與硫化膠剩余的雙鍵發生交聯反應，形成共硫化體系，使接頭處連為一體，再通過足夠的擠壓力，實現兩條止水帶之間的緊密粘接，從而達到止水帶熱硫化焊接防水的要求。 

　　熱硫化焊接機是由模具和控制箱兩部分組成，模具內設有與控制箱相連接的電熱元件，模具的界面形狀與被加熱的止水帶外形相適應，模具的中間部位設有測溫設施，加壓硫化過程中，千斤頂加壓程序、硫化溫度、硫化時間等均需經過工藝試驗確定。 

　　3.施工工藝流程 

　　止水帶端頭切割整齊并打磨平整，上下對正 

　　 切割10cm寬、35cm長生膠片填充上下止水帶接縫位置 

　　 用手將接縫處生膠片壓實密貼 

　　接通電源，對焊機進行預熱 

　　將止水帶平鋪在焊機底板上，位置對正，用千斤頂壓緊 

　　接通熱硫化焊機，加熱溫度至130℃，持續10分鐘后斷開電源 

　　冷卻后取出止水帶，對止水帶焊接質量進行檢查，合格后進行止水帶安裝 

　　4．操作要點 

　　4.1施工準備 

　　4.1.1熱硫化焊機準備 

　　首先對熱硫化焊機進行線路連接。熱硫化焊機采用220V交流電源，電源線與溫控箱電源接頭連接，加熱電源線自溫控箱出線接頭與焊接模具上下兩個模具電源接頭連接。電源線路連接好后將溫度控制箱的溫度感應元件插入焊接模具溫度感應孔中并擰緊。再將模具打開上下兩面均勻涂刷機油，防止機具在高溫條件下與止水帶粘結。焊接開始前，提前30分鐘對熱硫化焊機進行通電預熱，預熱溫度達到130℃。 

　　4.1.2止水帶打磨、準備生膠片 

　　利用手持式角磨機將中埋式橡膠止水帶兩個接頭上菱角及污漬全部打磨，使止水帶粘合面平整且無污漬，縱向打磨長度為10～15cm。另外切割一塊尺寸為35cm*10cm的生膠片作為連接介質。 

　　4.2止水帶及生膠片安裝 

　　將一個中埋式橡膠止水帶接頭放置于加熱磨具底座上，打磨面向上，再將已準備好的生膠片放置于止水帶打磨面上，并保證生膠片與止水帶端頭靠齊且放置平整，再將另一個止水帶端頭打磨面向下放置于生膠片上。止水帶及生膠片安裝完成后將加熱磨具拼裝并采用千斤頂加壓。 

　　4.4止水帶接頭加熱 

　　在熱硫化焊機溫度控制箱溫度調節器上將熱硫化焊機加熱溫度調為145℃，并檢查熱硫化焊機電源線及溫度感應元件電線連接情況檢查無誤后接通電源開始對止水帶進行加熱，通過溫度控制箱上溫度顯示器觀察熱硫化焊機溫度，直至溫度上升至145℃后，千斤頂繼續加壓，持續加熱10min后斷開電源，待加熱磨具冷卻后取出止水帶。 

　　4.5拆除熱硫化焊機，對止水帶焊接質量進行檢查 

　　熱硫化焊機冷卻后取出中埋式橡膠止水帶，對止水帶焊接質量進行檢查，保證止水帶接頭焊接嚴密且無斷裂、穿孔等現象。 

　　4.6安全及質量控制要點 

　　4.6.1安全控制要點 

　�、胖顾畮Т蚰ゲ僮魅藛T應戴防護手套，止水帶應放置在穩定的木板或平整地面上打磨，防止割傷。 

　�、坪附訒r為避免燙傷，人體不得直接接觸熱硫化焊機熨板。 

　�、且�接220V電壓的電路時應符合安全用電相關規定。 

　　4.6.2質量控制要點 

　�、胖顾畮нB接前需對連接位置的兩端止水帶進行打磨處理，其表面清潔，寬度不小于10cm。 

　�、坪附忧�，止水帶擺放時止水帶肋紋應與底板對應凹槽對齊。 

　�、呛附訒r需控制好焊接溫度，防止溫度過高造成止水帶起泡。 

　�、群附雍笾顾畮�應平放，不得彎折扭曲或拉伸，冷卻前不的承受外力。 

　�、芍顾畮Т罱游恢们懈钫�齊，搭接平順。 

　�、噬�膠片熔化后應采用千斤頂進行加壓，保證粘接牢固。 

　　5．熱硫化焊接工藝與傳統止水帶搭接工藝效果對比分析 

　　通過施工時間過程中進行總結對比，熱硫化焊接工藝與其他傳統止水帶接頭搭接工藝效益分析對比

　　序號 對比項目 熱硫化焊接 冷接膠水粘貼 備注 

　　1 作業人員投入數量 1人 1人 

　　2 機具、材料投入數量 一臺熱硫化焊機、手持式打磨機、生膠片少許 冷接膠水、手持式打磨機 

　　3 人員素質要求 需要經過專業培訓，對熱硫化焊機有一定的認識，并且積累一定經驗才能掌握止水帶熱硫化焊接工藝 一般作業人員即可，只需要具有操作熟練的能力 

　　4 工序時間（每個接頭） 1小時 20分鐘 

　　5 止水帶接頭焊接質量 止水帶接頭焊接嚴密牢固，能保證搭接位置不滲漏水，符合設計規范要求 接頭粘合后在施工過程中易發生開裂現象，不能有效防水 

　　6 效益分析 符合隧道工程驗收質量標準，隧道運營后能有效防止施工縫及變形縫處滲漏水，經濟社會效益顯著。 易發生滲漏水，造成二次襯砌返工或影響運營安全，造成嚴重經濟損失 　　 

　　通過對熱硫化焊接工藝與傳統止水帶接頭粘結工藝進行對比分析可以得出以下結論： 

　�、畔鄬τ趥鹘y冷接膠水粘貼方式對止水帶接頭處理方式，熱硫化焊焊接技術不需要增加作業人員投入，且該技術操作簡單易于掌握，不需要增加額外的技術投入，僅對作業人員進行一次性專業技術培訓； 

　�、茻崃蚧�焊焊接技術與傳統焊接技術相比，只需要一次性投入一臺熱硫化焊機，不需要增加其他的材料機具投入； 

　�、菬崃蚧�焊焊接施工每個接頭焊接時間較長，需要在仰拱邊墻施做前進行該項工作，在施工過程中合理調整工序銜接，對施工進度不會產生影響。 

　�、戎新袷较鹉z止水帶采用熱硫化焊接后，其焊接質量符合設計規范要求，能達到較好的防水效果，能有效保障隧道施工質量，有效控制隧道滲漏水。 

　　6.結束語 

　　止水帶熱硫化焊接技術的特點是操作方便，溫度自動控制，焊接接頭平順、牢固，確保了止水帶焊接質量，防水性能好，與傳統止水帶搭接工藝相比，在增加極少成本投入后真正實現了設計意圖和規范要求，有效保障隧道施工實體質量，極大提高了隧道工程施工技術標準化管理水平，通過在寶蘭全線推廣應用，取得了顯著的技術及經濟效益。 

　　參考文獻： 

　　[1] 高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準（TB10753-2010） 

　　[2]鐵路隧道防排水施工技術指南（TZ331-2009）