【喷涂聚脲防水层施工技术在京沪高铁桥梁上的应用】京沪高铁 桥梁

　　摘要：文章介绍了京沪高速铁路桥面防水层的要求、防水材料的性能、聚脲喷涂施工技术、出现的质量通病及预防措施。 　　关键词：桥梁梁面；喷涂聚脲防水层；施工技术；京沪高铁；应用；质量通病；预防措施
　　中图分类号：U24 文献标识码：A
　　京沪高铁是我国的第一条高速铁路，其桥梁设计使用年限为100年，因此防止雨水或检测检修用水渗入桥梁混凝土内部，避免桥梁混凝土表面剥落、内部钢筋锈蚀，有效保证其使用年限，引入聚脲防水层技术应用到桥面防水。喷涂聚脲是一种常温下无定形液体材料，在施工现场环境下经过喷涂工艺能在桥面形成一定厚度的连续不透水层。该不透水层不仅具有很好的防水性能，且对混凝土有很高的粘结性，能承受很高的应力，耐高低温、耐疲劳、耐老化，耐穿刺、耐滑动、抗冲击、耐磨损。有效保护桥梁免受雨水侵蚀。因底座板、轨道板施工需在防水层上进行，因此对防水材料的性能和防水层的施工技术提出了新的很高要求。通过在京沪高铁桥梁防水层施工中的探索，总结出一些经验，供今后类似工程施工借鉴和参考。
　　1 工程概况
　　京沪高铁桥梁宽度13.2m，我单位负责施工的桥面防水层总长度50km，总面积达44万m2。两防护墙外电缆槽内为聚氨酯防水涂料，上覆纤维混凝土保护层；两防护墙内宽8.8m，为聚脲防水层。
　　聚脲防水层由底涂、喷涂聚脲弹性防水涂料、脂肪族聚氨酯面层组成，分底座板下防水层和线间防水层--两底座板间、防护墙与底座板间，两种防水层材料组成和喷涂厚度稍有不同（见桥面防水层构造示意图）。底座板下防水层上设置滑动层、底座板、轨道板，线间防水层需长期暴露在空气中，因此对材料及施工均有较高要求。
　　2 防水材料的选择
　　京沪高铁梁面防水层设计结合了京津城际客运专线梁面防水层施工经验和国外成功经验，底座板下防水层选用喷涂纯聚脲弹性防水涂料（浅灰色），为非暴露型防水材料，属芳香族聚脲，易变黄、粉化和失色，不易用在底座板外长期暴露的部位；线间防水层是在喷涂聚脲防水层上，喷涂脂肪族聚氨酯面层（中灰色），为暴露型防水材料，长期暴露不变色，耐候性好，与芳香族聚脲有良好的粘结力。
　　3 防水材料性能及技术要求
　　喷涂聚脲防水涂料是一种A、B双组分、无溶剂、快速固化的弹性防水材料；A组分是由端氰基化合物与异氰酸反应制得的半预聚物；B组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物；A、B两组分在专用喷涂设备的喷枪混合喷出，快速反应固化生成灰色的弹性体防水涂膜。其技术性能指标见下表1。
　　4 桥面防水层施工方法
　　桥面防水层施工分两次进行，第一次先施工底座板下防水层，第二次施工线间防水层。线间防水层施工时，待底座板下防水层、底座板施工完成，轨道板、钢轨安装完成后再施工，以防后续工序对线间防水层造成破坏。每次施工，均要先对桥面进行打磨、修补、打磨、清理，除去表面的浮浆和起砂，使桥面粗糙均匀、平整，并不破坏原基面结构，桥面基层的含水率不大于7%；采用辊涂工艺，进行底涂施工，边角沟槽辅以刷涂，每平方米的底涂用量不低于0.4kg；24小时后，待底涂材料完全干燥，喷涂聚脲弹性防水涂料，喷涂均匀，保证聚脲防水层厚度2mm；喷涂脂肪族聚脲防水层时，喷涂厚度1.8+0.2mm，脂肪族厚度为0.2mm。二次施工时，与第一次施工防水层需做搭接处理，搭接宽度10-15cm，用专用的搭接处理剂，搭接部位需先做防水层打磨处理。
　　5 桥面防水层施工工艺
　　5.1 施工准备
　　5.1.1 材料准备
　　包括喷涂聚脲弹性防水涂料、聚氨酯底涂、修补缺陷和坑洞的腻子，所有进场的材料按规定送检，入库储存，避免阳光暴晒，冬天储存温度不低于10℃。
　　5.1.2 机具准备
　　主要设备机具见表２。
　　随施工车为喷涂设备发电
　　聚脲专业喷涂设备配有喷枪、空气压缩机、空气过滤器、物料输送系统、自动计量、混合、加热、温控及物料清洗系统等。
　　5.2 桥面基层处理
　　5.2.1 抛丸处理，用抛丸机整体打磨桥面，清理浮浆、灰尘。
　　5.2.2 桥面缺陷修补，抛丸处理后，桥面缺陷完全暴露，主要是空洞、裂纹、气孔，采用高强度聚合物砂浆进行修补。环氧树脂修补空洞、裂纹、泄水口及阴角细部；腻子型聚氨酯修补细微气孔。
　　5.2.3 细部研磨，研磨机打磨修补后的空洞及裂纹处，防护墙根部及细部凹凸不平顺处。
　　处理后的梁面有一定的粗糙度，有效打磨面大于95%，梁面清洁且无裂纹、空洞、空鼓，平整度用4m靠尺检查空隙平缓变化，且不大于3mm。
　　5.3 涂刷基层处理剂
　　基层处理剂用的是聚氨酯涂油，采用单组份喷涂机将底涂均匀喷涂于基层表面或采用人工辊涂工艺，均匀涂刷1-2遍。由于基层处理剂设计要求较薄，喷涂时易不均匀、覆盖不全面，且没有涂刷渗透效果好，故本工程采用辊涂工艺。涂布要均匀，无漏涂、无堆积。对表面缺陷较多的部位辅以涂刷施工，使底涂渗入基材空隙、拐角和空隙处，提高聚脲弹性防水涂料与混凝土面的附着力。
　　5.4 喷涂聚脲弹性防水涂料
　　喷涂前，首先桥下设备操作人员对整套设备进行调试，待各系统正常运转后，桥上喷枪操作手开始喷涂聚脲涂料。聚脲涂料是通过桥下设备拌合均匀后，经连着喷枪的专用管输送到桥上。喷涂时先在喷涂范围薄喷一遍，聚脲材料凝胶时再喷涂至所需的厚度，最后对观感厚度较薄的区域补充喷涂，确保涂层均匀。喷涂过程应连续，不间断进行，直至计划喷涂作业面完成,喷涂厚度2mm。喷枪操作手应为专业枪手或经培训合格的工人，操作喷枪，进行喷涂施工。1名操作熟练的枪手，在天气好的情况下，每天可以喷涂施工1000多m2。
　　线间防水需喷涂脂肪族聚氨酯面层，聚脲喷涂厚度1.8mm，待聚脲防水涂料施工完毕后6小时内，更换材料，统一喷涂脂肪族聚氨酯面层至设计厚度0.2mm，以保证面层与聚脲防水层间良好的粘结。
　　对需搭接的部位，若喷涂时间间隔较短（≤3h），对涂层接茬边缘80mm范围表面打磨、清理后直接进行二次喷涂聚脲防水涂料；若喷涂间隔时间较长（≥3h），如线间防水与底座板下防水，对涂层搭接接茬边缘80mm范围表面打磨、清理后，涂刷层间粘合剂，待表干后再喷涂聚脲防水涂料，使整个涂层连续、致密、均匀。
　　5.5 特殊部位聚脲施工
　　5.5.1 防护墙、侧向挡块封边处理
　　防护墙、侧向挡块的侧面，先用角磨机打磨混凝土表面，进行平整处理，清楚浮浆和毛边后，遮盖防护墙、侧向挡块至喷涂边线，再喷涂防水层，沿底边上翻10cm，边角辅以手工涂刷。
　　5.5.2 泄水孔处理
　　泄水孔管内刷涂底涂10cm深，手工向孔内壁喷涂聚脲涂料。
　　5.5.3 防水层收边处理
　　桥面混凝土喷涂聚脲防水材料时应连续施工，在梁端部作收边处理，用角磨机将聚脲喷涂层修平。
　　6 质量通病和预防措施
　　6.1 易出现的质量通病
　　6.1.1 桥面修补区域空鼓、脱落
　　主要是修补位置凿毛不完全；底层没有预湿处理；涂抹量过厚；没有进行足够的养护处理等原因造成。
　　6.1.2 喷涂聚脲后表面有细小针孔
　　主要是喷涂前基面有细小针孔，底涂、喷涂时未完全封堵。
　　6.1.3 喷涂聚脲后存在空鼓现象
　　主要是混凝土基层表面潮湿，基层内没有彻底干燥；涂刷底涂、腻子施工前没按比例进行均匀搅拌，导致A、B料未完全融合、固化。
　　6.1.4 防水层喷到剪力齿槽内、伸缩缝上
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　　6.1.5 刮涂腻子出现白色污渍
　　主要是因为抹腻子时，基面不干燥，湿度大。
　　6.1.6 桥面出现漏抛
　　主要是抛丸机在抛丸时丸料发射时会中间多，两边少，抛丸机行走时未根据抛丸机实际情况确定搭接宽度。
　　6.2 预防措施
　　6.2.1 修补区域凿毛到位，灰尘颗粒清理干净，洒水润湿，使用环氧砂浆，涂抹均匀，养护1-2天后，再做打磨处理。
　　6.2.2 底涂时仔细封堵细小针孔，聚脲第一遍喷涂时，一定薄喷，喷涂之后马上检查，并使用专用慢反应聚脲修补料逐一堵孔，再喷涂至设计厚度。
　　6.2.3 降低基层含水率低于7%；雨季采用防雨棚、冬季施工时采取保温大棚，棚内用热风炮升温，干燥基层表面防止被水分侵蚀；各种原材料存放满足其温度要求；底涂、腻子按照施工说明充分搅拌。
　　6.2.4 聚脲喷涂前对剪力齿槽遮盖全面、严密。
　　6.2.5 抹腻子时，必须保证基面干燥，必要时借助吹风机吹干基面。
　　6.2.6 先试抛，按基层面表面一层浆皮完全受创为最佳，抛丸机抛丸搭接面适当加宽，防漏抛，或抛后检查，未抛到处再抛一遍。
　　7 几点注意事项和体会
　　7.1 底涂施工前，先查看最近2-3天的天气情况，若有雨水，则不易进行，因为底涂施工24小时后，若不能及时进行聚脲施工，无遮挡，会造成底涂面的灰尘或其他污染，降低聚脲与底涂的粘接度。
　　7.2 聚脲喷涂施工前，先将B料连续搅拌15分钟以上，使之均匀后，再与A料拌合。
　　7.3 施工完成后，通话对防水层耐磨损性、抗冲击性和粘接性试验测试，表明抗拉强度在16MPa以上的喷涂聚脲弹性防水涂料，能满足高铁混凝土桥面防水层的要求。
　　7.4 通过京沪高铁桥面聚脲防水层的施工，体会到桥面处理，底涂施工质量，聚脲材料及拌合，设备性能，环境条件和喷枪手的技能，是喷涂聚脲防水层施工质量的重要保证。
　　7.5 京沪高铁桥面防水层施工完成后，经过京沪公司、铁道部有关质量监督部门和设计监理单位的一致好评。但同时发现喷涂聚脲防水层在后续工程施工过程中有部分破损现象，这说明对于具有较高耐磨损、耐冲击的聚脲防水层，仍需做好防水层的保护工作。
　　参考文献
　　[1]《客运专线铁路桥梁通用参考图桥面防水体系铺装构造图》（图号：叁通桥[2008]8388A-JH-F(改)）.
　　[2]《客运专线铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件》.
　　[3]《喷涂聚脲防水技术规程》(JGJ/Txx-20xx).
　　[4]《京沪高速铁路喷涂聚脲检测培训教材》.
　　[5]《聚氨酯防水涂料》.
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