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九旭機械
Nine xu machinery
  濟南九旭機械設備有限公司是一家集開發、生產、制造、銷售聚氨酯硬泡噴涂(灌注)設備,雙組份聚脲高壓噴涂機等各種高壓噴涂設備的集合性企業。我廠經過多年的歷練,現可為您提供聚氨酯高壓噴涂機、聚氨酯高壓發泡機、聚脲噴涂機、設備相關配件等產品。以高科技、高性能、高品質的保溫設備產品贏得廣泛的好評,我廠的產品可被廣泛應用于建筑、冷庫、汽車、列車、空調器、漁船、熱水器、冰箱等多個領域。

隧道工程噴膜防水技術的工程應用分析

  目前各種噴膜防水材料在多種類型的隧道工程中都陸續得到了應用,而且其應用領域也拓展至了其他類型的工程結構中(如地下室、橋面、路基、屋面)。隨著機械化噴涂的方式越來越得到普及,噴膜防水技術在隧道及相關工程中的應用也將繼續增多「37。。
 
  4.1暗挖隧道
 
  噴膜防水技術用于隧道復合式襯砌中具有很大的優勢,目前所知的工程應用實例也是以此種類型的隧道結構為主。在TBM開挖的隧道中也有一定的應用,但目前僅占較小比例,因此此處暫不對TBM隧道進行探討。
 
  采用高分子防水板在此種隧道結構中進行防水時,聚氨酯噴涂機由于噴混凝土基面往往存在一定的凹凸不平,防水層往往無法與基面密貼(圖4),在運營階段由于圍巖的應力調整會造成二次襯砌混凝土局部受力集中及防水層的局部損傷。采用噴膜防水層后能避免這個問題:噴膜防水層能很好地適應基面的形狀,二次襯砌和初期支護之間的空腔和不密貼情況也能得到避免(圖5),能保證二次襯砌和初期支護的受力均勻,也減少了防水層上的局部集中受力情況,提高了防水層的有效性。
 
  與高分子防水板相比,噴膜防水層的另外一個顯著優勢是能實現質量均勻的無縫連接,也避免了防水板接縫多且易存在焊接質量缺陷的問題。
 
  但是在復合式襯砌隧道中應用噴膜防水技術時,也需要注意以下問題:
 
  W由于噴混凝土初期支護基面往往不易做到平整,且表面粗糙,要達到膜層有效連續封閉則往往需要耗費預計之外的原料,造成成本增加「到。因此,適當的基面平整處理較為重要,采用細骨料噴混凝土或砂漿找平層作為面層是一種較為有效的手段[6]。
 
  (2)噴膜施工期間需要事先處理基面的滲水,可以進行注漿封堵,也可以施作局部排水設施將滲水進行引排,否則基面出露的明水將會對噴膜防水層的質量和性能造成影響[35]0
 
  (3)噴膜防水層與初期支護基面粘結較為緊密,對滲水也有一定的阻隔作用,但水壓就會作用在隧道襯砌上,因此在襯砌的設計上就需要考慮承擔部分水壓荷載,或者通過設置排水設施來考慮對水壓進行釋放[6]?;谶m當排水卸壓和基面快速找平的考慮,目前部分工程實例中噴膜防水層往往與整體排水層結合在一起使用,也符合部分隧道“防排結合”的需求。
 
  (4)由于該類隧道中存在頂拱等倒置面,要求噴膜防水材料在噴涂該部位時有很快的凝固時間或較好的基面粘附能力,否則將出現流掛的現象,影響膜層質量和防水效果。
 
  (5)如何提高噴膜的速度和效率也是將來需要考慮的一個問題。在隧道內施工時,由于斷面較大、凈空較高,往往需要施工臺架,噴手在臺架上移動或交替,影響施工效率。帶有升降平臺的一體化的車載系統、機械手臂噴射系統或者門架式的噴射裝置也是將來的一個發展方向。
 
  4.2沉管隧道
 
  由于沉管隧道管段為預制,基面通常較為平整,且防水施工的條件相對較好(與暗挖隧道相比),因此從技術可行性來說沉管隧道管段外部的防水采用噴膜防水材料具有一定的便利性,也易保證防水質量。
 
  由于沉管隧道位于河水或海水環境下,還承受水流的沖刷,且修復困難,因此對防水層的抗腐蝕性和耐久性、耐沖刷性能、與基層的粘結性能及防水層的耐溶蝕性等指標要求都較高,對噴膜防水材料的選擇性也較為有限。從目前的工程實例檢索結果來看,目前以聚甲基丙烯酸甲醋和聚脈材料(國內天津海河沉管隧道的聚脈防水層見圖6)[30]在沉管隧道的防水應用實例較多。
 
  采用聚甲基丙烯酸甲醋和聚脈對沉管隧道管節進行噴涂防水,要求基面干燥且需要對基面進行仔細處理乃至打磨。為保證牢固的粘結還需要施作底漆,防水層也通常是分2次或者幾次噴涂施作,對施工的細節和質量都要求較高「30]0
 
  4.3明挖隧道
 
  由于明挖隧道結構往往施工條件相對較好(與暗挖隧道相比),近年來噴膜防水技術在明挖隧道或明挖地下結構中得到了越來越多的應用,成功應用的材料種類包括聚脈、聚甲基丙烯酸甲醋、丙烯酸鹽、聚氨醋、噴涂速凝橡膠瀝青等,因此噴膜防水材料在此類隧道及地下結構上的適用性較廣(圖}>o
 
  明挖隧道段的外包防水與建筑地下室的防水形式也比較類似,因此也有一些噴膜材料既可使用在地下室外墻甚至是橋面的防水上「‘司,甚至一些用于山嶺(暗挖)隧道的噴膜防水產品,也較常見地用于明挖隧道外壁防水。但是需要注意的是,對明挖隧道外表面暴露的噴膜防水層必須采取完備的保護措施,如細石混凝土保護層、磚砌保護墻等,以防止回填土石夯壓對防水層的破壞和影響。另外,考慮到明挖地下結構基礎將來有可能發生不均勻沉降,撕裂防水層,因此宜在明挖隧道底板防水層下空鋪一層隔離層。
 
  隨著國內地鐵修建和城市地下空間開發熱潮的到來,噴膜防水技術在明挖地鐵車站及區間隧道和地下結構中必將逐步得到更為廣泛的應用。
 
  4.4隧道滲漏治理
 
  近年來噴膜防水材料還成功地應用到了既有隧道滲漏的整治工程中,甚至包括那些有著100多年歷史的老隧道,進一步拓展了噴膜防水技術的應用范圍。
 
  2005年在英國肯特郡的3座有著150年歷史的鐵路隧道中,聚氨酯噴涂設備采用Masterseal.345噴膜防水材料結合噴射鋼纖維混凝土進行了修復和加強(圖8)[25 =6]0類似隧道滲漏整治案例還包括2007年在黎巴嫩Chekka公路隧道(建于1977年,復合式襯砌結構)中使用Masterseal.345噴膜材料進行防水修補,并且在外部再噴射一層混凝土進行保護。
 
  但噴膜防水材料用于隧道滲漏治理中時,需要注意如下問題:
 
  W將防水層噴射于二次襯砌表面實際上是屬于背水面防水,通常需要先對隧道襯砌的滲漏水進行封堵,同時所選取的噴膜防水層需要與襯砌有較高的粘結強度,以便能承受一定的滲水水壓而不至于大面積剝落,有時也可施作套拱共同承擔水壓荷載}3s}0
 
  (2)如果直接將噴膜防水層暴露在外而不加以保護,則環境中的水分、光線、腐蝕性煙氣等可能會造成防水層的腐蝕,加速其老化或失效,因此宜噴射砂漿或細石混凝土保護層加以覆蓋。
 
  (3)無論是新建暗挖隧道還是既有隧道的滲漏修補,將噴膜防水層施作于夾層式襯砌結構中時,由于噴膜防水層與兩側襯砌結構之間具有一定粘結作用,將形成類似“組合梁”的工作效應。對這種襯砌結構型式的受力分析目前還有待研究,以優化襯砌結構的設計。
 
  隧道工程噴膜防水技術的發展趨勢
 
  遠期來看,該技術將朝著如下方向繼續發展:
 
  (1)適用于隧道工程噴膜防水施工的材料將不斷出現,逐漸形成種類豐富、體系完整的噴膜防水材料及相關技術。
 
  (2)專用的噴膜設備將不斷發展和完善,并必將朝著車載、自動噴涂的方向發展,大大提高施工效率和減少人力資源需求。
 
  (3)噴膜防水材料的適用性將不斷擴展,除了能滿足隧道工程的防水要求外,在相關地下工程乃至屋面、外墻、橋面、路基的防水中也將逐步得到應用,取代傳統的人工防水涂刷方式及卷材。
 
  (4)相關的技術標準及指南將逐步得到完善,為該技術的應用提供指導和規范,更為合理地發揮該技術的特點。
 
  (5)基于噴膜防水技術的防水體系乃至性能化設計方法也將得到進一步研究,突破常規防水層僅靠少數指標控制其質量的限制,更充分地發揮其技術優勢和性能。
 
  (6)由于該技術采用現場噴涂的方式形成防水層,對施工隊伍的技術水平要求較高,專業化的防水隊伍及相關培訓體制將逐步形成和完善,以保證防水質量。
 
  (7)隨著噴膜防水材料在隧道工程中的應用推廣,將進一步研究含有噴膜防水層的夾層式隧道襯砌結構的力學機理及分析方法,為襯砌結構型式和隧道斷面的優化提供依據和指導。
 
  從隧道工程噴膜防水技術的發展階段和應用情況來看,目前該技術尚屬于新生事物,雖然已經在國內外的隧道工程中得到了一定范圍的應用,但隧道業界(尤其是國內)對該技術的認識尚不深入,從WORD范圍來看也尚未達到全面推廣和普及應用的程度??梢灶A見的是,隨著工程實例積累和研究工作的不斷推進,該技術將具有比較強大的生命力和應用前景。我國目前正處于隧道修建及地下空間開發的熱潮中,隧道及地下工程的防水質量還存在較大的提升空間,因此應及時關注和理解該技術的原理和特點,在工程實踐中不斷地對該技術進行完善,及早推廣和應用。
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