聚脲防水层工程施工设计方案.docx
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聚脲防水层工程施工设计方案
桥面喷涂聚脲防水层施工方案
1、编制依据
1）铁路客运专线无砟轨道桥面防水层施工质量管理实施细则；
2）客运专线桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件（科技基[2009]117号）；
3）京津城际铁路现场调查资料及以往类似工程施工经验；
4）现行铁道部有关技术指南和验标，技术条件等。
2、工程概况
…
桥面防护墙内侧采用聚脲弹性防水涂料，其中底座板铺设区域为两层喷涂（底涂+2mm聚脲）；防护墙以内，底座板之外为三层喷涂（底涂+1.8mm聚脲+0.2mm脂肪族聚氨酯面层）；
泄水孔及桥面接缝进行80mm封边处理。
竖墙，防护墙，侧向挡块应进行封边处理，封边80mm
防护墙与侧向挡块空隙进行防水喷涂。
各部位防水设计见下图所示：
混凝土结构喷涂聚脲防水的基本构造层次下图所示：
非外露结构采用构造
（一）设计
桥面混凝土结构表面喷涂聚脲防水构造
（一）
1-桥面混凝土基层；2-基层处理剂层；3-喷涂聚脲涂层
外露结构采用构造
（二）设计
桥面混凝土结构表面喷涂聚脲防水构造
（二）
1-桥面混凝土基层；2-基层处理剂层；3-喷涂聚脲涂层；4-喷涂脂肪族聚氨酯面层
3、施工总体部署
3.1、施工组织机构
…#-…#墩桥面喷涂防水层施工由线下单位二分部组织实施，桥面验收由永年梁场负责。
项目分部设分部经理一人，党委书记一人，常务副经理一人，总工程师一人，副经理一人，下设五部两室，即工程部、财务部、工程经济部、物机部、安质部、试验室、综合办公室。
3.2、施工队伍部署
为优质、高效地完成…#-…#墩桥面喷涂防水层施工任务，结合京石公司要求该段设置一个专业施工架子队（东方雨虹）。
3.3、施工用电
由于现场没有贯通电力线，施工现场工点配置一台200kw发电机，以满足施工需要。
3.4材料存储
进场材料储存在跨…省道连续梁附近，配备聚脲原料存放专用仓库，且所有进驻施工现场的原料必须接受入库检验，使用时沿既有便道将原材料运送至施工现场。
4、主要施工设备介绍
4.1、喷涂主要设备
采用美国固瑞克公司H-XP3喷涂设备进行喷涂施工，美国固瑞克（Graco）公司的H-XP3型，GX-7DI喷枪是世界最先进的聚脲喷涂设备，该设备的喷涂能力为6000～10000平米/台班。
该喷涂机拥有数码加热控制系统，可以最佳地控制原料工艺温度，压力补偿的自动控制压力，确保1:
1配比准确和喷涂温度稳定，该设备具有物料输送、计量准确、混合加热、喷射和自动清洁等功能。
固瑞克公司H-XP3喷涂设备自动喷枪手动喷枪
4.2、喷涂辅助设备
1）空压机：
采用进口的1.3L空气压缩机，气压衡定，并自带油、水分系统。
空气压缩机
2）空气冷干机：
采用高性能的空气冷干机，能有效分离压缩空气中的水分，确保压缩空气水分对喷涂聚脲的影响，避免聚脲涂层因水分形成气泡、针眼。
空气冷干机
3）发电机：
采用200KVA发电机组，能同时满足一组基层抛丸设备和二组聚脲喷涂设备的用电需求。
200KVA发电机组
4）B料三节加长搅拌器，B料蓝色三口桶：
4.3、基层处理设备
1）抛丸机：
2-20DT
2）除尘器：
854DC系列吸尘器仅为配套BLASTRAC抛丸设备而设计，为干式吸尘器。
3）角磨机:
采用博世9980N 角磨机,功率850W
4.4、辅助工具
施工前应准备充足的辅助工具，包括：
钢丝刷，搅拌桶，小铁桶，小平铲，橡胶刮板，滚刷，毛刷，钢卷尺，开刀，苕帚，小线包等。
5、主要施工方案及工艺
5.1、聚脲防水层施工工艺
聚脲施工工艺流程图见图5.1-1
图5.1-1聚脲施工工艺流程图
5.2、技术培训
施工前按施工工序对技术人员和作业人员进行技术培训。
使参建人员熟练掌握操作工艺和技巧，掌握技术标准，确保施工正常进行。
5.3、基层验收
1）防水层的基层应平整、清洁、干燥（含水率小于7%），不得有空鼓、松动、蜂窝麻面、浮渣、浮土、脱模剂和油污，平整度达到4m靠尺，尺与基层间隙＜3mm。
梁面平整度检查
2）梁面的尘土，施工残留的水泥浆，砂浆及油污等必须彻底清理干净，基层表面保持干净，不得有明水。
3）满足喷涂聚脲防水工程需要的混凝土基层的含水率不应大于7%。
5.4、基层抛丸
5.4.1、抛丸处理优点：
混凝土基层宜进行抛丸处理，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；能彻底的去除混凝土表面浮浆层、100%“创面”；
2）、露骨但同时不会造成骨料的松动和微裂纹；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；能提前暴露混凝土缺陷，有利于提前做好缺陷的修补。
抛丸效果
3）抛丸处理工效高、速度快、适宜大面积快速施工，常用2-20DT型抛丸机工效能达到5000—8000m2/台班。
4）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。
抛丸作业传统机械打磨
5.4.2、抛丸作业工作流程
抛丸作业工作流程图见5.3.2-1。
图5.3.2-1抛丸作业工作流程图
5.4.3、桥面初步清理：
清理大的表面遗留物，如钢丝、钢筋头、螺栓、石块等。
可采用人工清扫+吹风机吹扫风的形式。
在人工对桥面上较多杂物进行清理，用车载吹风机进行吹风，为桥面抛丸提供一个清洁的工作面
5.4.4、抛丸机的调试
抛丸机现场进行试抛施工，在试抛过程中，检测骨料的外露程度和表面粗糙度，根据测试结果，反复调整参数，确定正式施工的以下三个关键参数
1）控制和选择最佳丸料规格，建议S330或S390；
2）调整和设定设备的行走速度;建议使用6—9档
3）控制钢丸的抛射流量;
5.4.5、抛丸作业
根据调试后确定的三个参数，正式进行桥面的抛丸作业，并及时回收抛丸机抛头处溢出的钢丸，抛丸轨迹如下图所示：
1.吸尘器2.连接管3.抛丸机
抛丸作业过程中需注意下列几点：
1）及时清理除尘器内灰斗积灰，每天检查易损件磨损情况；
2）抛丸时在接缝处设置一定的搭接，以保证抛丸面达到100%覆盖；
3）按设备要求正常供电；
4）阴阳角等细部采用小型抛丸机或角磨机进行处理；
5.4.6、抛丸质量检查
桥面抛丸处理中，控制抛丸机行进速度，用肉眼观察、手感度等方法来判断抛丸效果，是否完会清除表面浮浆和起砂情况，由专职质检员全程进行跟踪观测,确保达到施工要求。
因为基层表面处理质量直接影响后续施工质量，且为隐蔽工程，无法进行无损检测，故在进行后续施工前，应按照自检—互检—专职检验的流程进行质量检查，检验项目、标准、检验仪器、检测频率见下表5.2.6-1：
表5.2.6-1桥面抛丸处理质量检验项目表
项目
技术标准
检测仪器
检测频率
表面强度
符合制梁规范
回弹仪
相关标准
平整度
用4m长靠尺检查，空隙只允许平缓变化，且不大于3mm
4m长靠尺
相关标准
清洁度
彻底清除油脂、灰尘、污物、脱模剂、浮浆和松散的表层，不得有空鼓、松动、蜂窝麻面、浮渣、浮土和油污。
目测
相关标准
粗糙度
有效创面大于95%，粗糙度SP3—SP4
CSP对照版
每梁间隔5m
表面缺陷
不得有裂纹、空洞、空鼓
目测
相关标准
粗糙度CSP对照版
5.4.7、工序交接
在抛丸处理工结束后，混凝土表面不宜外露时间过长，应使后续工序与其紧密衔接，防止二次污染。
5.4.8、抛丸机安全施工
1）抛丸机操作人员必须佩带护目镜，以防钢丸弹射伤人。
2）在半通车路段，桥梁两头设置醒目车辆禁止通行标志，；
3）载重汽车由专人指挥，指挥信号明确、清晰；
4）工人上岗前，进行安全交底，安全责任落实到人。
5.5、刮涂腻子
基层抛丸处理完毕后、在混凝土基层上涂布环氧树脂加细石英砂腻子，采用人工刮涂、要求涂布均匀，无漏涂、无堆积。
腻子用作粘结混凝土与后续满刮底涂层，有良好的渗透力，能够封闭混凝土基层的水分、气孔以及修正基层表面的微小缺陷；同时能够与混凝土基层和上部底涂层有很好的粘结作用。
腻子具备的性能：
粘结力强、对混凝土基层渗透率高、封闭性能好、固化时间短，可在0℃～50℃范围内正常固化。
基层表面的凹陷、洞穴和裂缝等用腻子填平，待腻子固化后，涂布底层腻子，由于混凝土的缺陷，基层混凝土会显现密度很大的孔洞、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，因为孔洞数量太多，单个地用人工进行修补工作量太大，工作进度太慢，严重地影响工程进度。
采用满刮腻子的施工工法，该工法施工进度大大加快，节省了修补人工，且基层修补的质量有很大的提高。
腻子施工完毕进行目测检查，检查均匀程度、有无漏涂和明显缺陷，合格后才能进行下一工序施工。
人工刮涂腻子
5.6、修补针眼
腻子表面剩余的少量针眼用修补腻子人工补平，待修补腻子固化后，才能进行下一道工序施工。
5.7、满刮聚脲底涂
聚脲底涂以人工均匀满刮于腻子表面。
满刮完成的聚脲底涂要求均匀，无漏涂、无堆积。
现场作业时，应做好低层腻子的保护，防止二次污染。
底涂采用环氧树脂中加入同质量比的中粗石英砂，起到二次缺陷修补。
底涂施工完毕后，必须在其固化前喷涂（纯）聚脲弹性防水涂料，严禁在基层处理剂固化后再喷涂（纯）聚脲防水涂料。
基层处理关键是强度和结构相一致，经过抛丸处理后底涂与混凝土基层的粘结强度会大大提高。
底涂验收合格后，方可进行喷涂作业；喷涂作业前做好防护，防止灰尘、杂物污染。
粘结强度测验
5.9、喷涂聚脲弹性体防水涂料
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配合人工进行，防水涂料由甲组（A组）和乙组（B组）两种组份组成。
5.9.1、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。
我分部组织喷涂枪手进行了严格的专业培训，从学习聚脲基础知识到进行实际操作，要求施工的专业枪手将达到100%持证上岗，确保能优质高效地完成聚脲防水工程。
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。
原料溅入眼内应立即用清水清洗，并及时送医院检查。
工人防护
正式开始喷涂前，应先用塑料布将喷涂区域以外的区域进行遮挡。
应按设计要求预先做好工程细部构造处理，再进行大面积喷涂。
施工现场应保持良好通风。
喷涂作业时，一般用手持喷枪喷涂施工，喷枪宜垂直于待喷基层，距离适中，移动速度均匀；喷涂顺序为先难后易、先上后下，宜连续作业，一次多遍、纵横交叉喷涂至设计要求的厚度，一般人工喷涂2—3遍能达到2mm厚。
喷涂作业时，如发现异常情况，应立即停止作业，检查并排除故障后方可继续施工。
施工现场应做好施工记录，内容包括：
1）施工时间、地点、工程项目
2）环境温度、湿度、露点
3）打开包装时A、B两组份物料的状态
4）喷涂作业时A、B两组份物料的温度
5）喷涂作业时A、B两组份物料的压力
6）材料及施工的异常状况
7）施工完成的面积
8）各项材料使用量
底胶层施工完成后，与喷涂聚脲作业的间隔时间不应超过生产厂商的规定，一般在底涂施工完成2小时后，24小时前进行聚脲喷涂。
喷涂施工前应检查A、B两组份物料是否正常，使用时将B料用气动搅拌器进行充分搅拌。
严禁现场向涂料中添加任何稀释剂。
严禁混淆A、B组分进料系统。
水分容易和A组分中异氰酸酯类物质发生化学反应，使物料粘度增大、反应活性降低，这一反应在潮湿环境下更易发生。
为阻止这一反应的发生，向A料桶中充入经过干燥的空气或氮气及为喷枪提供干燥的工作气源是有效的方法。
由于喷涂聚脲施工受风速等天气条件影响较大，若操作不慎会引起材料飞散，造成环境污染。
由于聚脲涂层的粘结强度很高，粘污物很难清除，故在喷涂作业前应对作业面外易受飞散物污染的部位采取遮挡措施。
喷涂作业前应仔细检查基层质量及喷涂设备工况，防止不必要的停机，以保证涂层质量。
为保证喷涂质量，应在每个工作日开始作业前，由施工经验丰富的现场技术主管负责进行预喷涂试验，并对涂膜质量进行目测和性能评价，当达到预期的质量后，方可进行喷涂作业。
喷涂作业完毕后，应做好如下后续工作：
1）桶内涂料每次应尽量用完，如喷涂作业结束后桶内尚有余料，且下次喷涂间隔超过24h时，应向A料桶内充入氮气或干燥空气对其保护。
2）设备连续操作中的短暂停顿（1h以内）不需要清洗喷枪，较长时间的停顿（如每日下班等），则需要用清洗罐或喷壶等清洗，必要时应将混合室、喷嘴、枪滤网等拆下，进行彻底清洗。
3）设备短时间停用，只要将喷枪彻底清洗，将设备和管道带压密封即可。
设备停用3天以上，或环境特别潮湿停用半2天以上时，应用邻苯二甲酸辛酯（DOP）和喷枪清洗剂对设备彻底清洗，然后灌入DOP并密封。
在喷涂完成的聚脲涂层表面直接进行明火烘烤、热熔沥青材料、电焊作业等施工时会将其破坏。
在不得已的情况下，应事先设置隔离层。
搭接层粘结施工：
对于聚脲搭接边以及聚脲破损部位的修补，在超过喷涂聚脲4小时后，都应将聚脲面打磨粗糙后，涂刷搭接专用粘结剂，然后再喷涂聚脲弹性防水涂料。
5.9.3、特殊部位处理
1）防护墙、侧向挡块的封边处理
防护墙的侧面应先使用角磨砂轮机打磨混凝土表面、清除浮浆和毛边。
防护墙、侧向挡块根部应设置30×30mm倒角，后期修补用聚合物砂浆进行处理，之后再做底涂处理。
2）泄水孔的处理
泄水管内刷涂底涂约10cm深，然后手工向孔内壁喷涂聚脲防水材料。
3）混凝土面裂缝或其他残缺的处理
如桥面有明显裂缝或其他残缺，则应先对残缺进行修补，然后进行底涂施工、满刮腻子和聚脲防水材料。
4）防水层修边处理
在桥面混凝土喷涂聚脲防水材料应连续施工，在梁端应施作收边处理，使用角磨机将聚脲喷涂层边缘修平。
5.9.4、搭接施工
桥面喷涂聚脲防水涂层两次施工间隔在6小时以上，需要搭接连成一体的部位，在第一次施工时应预留出15～20cm的操作面同后续防水层进行可靠的搭接。
施工后续防水层前，应对已施工的防水层边缘20cm宽度范围内的图层表面进行清洁处理，保证原有防水层表面清洁、干燥、无油污及其他污染物。
采用专用粘结处理剂对原有防水层表面15cm范围内做预处理，在4～24小时之内喷涂后续防水层，后续防水层与原有防水层搭接宽度至少10cm。
5.10、喷、涂脂肪族面层
对于外露使用的聚脲防水层，为防止变色，应在其上罩一层脂肪族聚氨酯面漆。
采用人工涂刷，涂刷厚度0.2mm；确保不漏涂，不堆积，均匀喷涂，达到封闭的目的，提高防水层的耐久性。
刷涂施工24小时内，应避免重物碾压。
脂肪族聚氨酯面层宜在聚脲防水层施工完毕后6小时内完成，保证面层和聚脲防水层之间良好的粘接。
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、油污和其他污染物；与聚脲防水层施工间隔超出规定时，应采用专用搭接粘结剂做预处理或现场做粘结拉拔试验后确定。
5.11、涂层修补
针孔应逐个用涂层修补材料修补。
先用电钻在针眼部位打直径为3mm的孔，然后用刮涂聚脲修补找平。
对于小于250cm2的鼓包，剔除鼓包后直接用刮涂聚脲修补至设计厚度的。
对于大于250cm2的鼓包，应剔除到混凝土桥面基层，重新涂聚氨酯底涂、满刮腻子、第二遍底涂、按设计要求厚度喷涂聚脲涂层，喷涂聚脲涂层之前应采用专用粘结处理剂对原有防水层表面进行处理。
重新喷涂的时间间隔如超过厂家规定的复涂时间，应将原涂层表面进行打磨或涂刷层间粘合剂等方法，防止重新喷涂的涂层与原聚脲涂层界面粘结不牢而产生分层。
5.12、防水涂层检验、验收
按《京石、石武（河北段）铁路客运专线无砟轨道桥面防水层施工质量管理实施细则》的规定，聚脲施工过程中以及喷涂完成后应进行现场检验。
包括现场检测项目和现场判断项目。
现场检验项目
1）现场试模检验
现场每班喷涂前，应利用所使用设备及原材料喷制400×400㎜聚脲防水涂料试模3块，养护7天后选择2块进行拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、硬度等物理性能检验。
2）聚脲防水层外观检测
聚脲表面平整、无流挂、无针孔、无起泡、无空鼓、无开裂、无异物混入。
3）厚度检测
喷涂完成后，用超声测厚仪检查涂层厚度，底座板下喷涂聚脲弹性防水层厚度≥2.0㎜。
其它区域≥1.8㎜。
轨道板下每隔5米布设4个测点；其它区域每隔5米布设4个测点，即轨道板中间布设2个、左右防护墙各布设1个。
4）粘结强度检测
在防水层施工7天后进行现场拉拔试验，每10孔梁（或每320米）随即抽取一孔（或连续32米1桥面）进行检测，每孔梁（或每32米）检测5处，测点均匀分布。
拉拔后的部位用聚脲防水涂料喷涂，做快速修补、刮平。
5）不透水性检测
在防水层上选定测试部位，清除灰尘，按透水仪底座大小涂抹一圈密封材料，将仪器底座安置并按紧。
将水注入带有刻度的玻璃管内，至570㎜刻度为止，每30秒记录一次水位高度，直至30分钟为止。
每孔梁（或每32米）检测一处。
6）脂肪族聚氨酯面层检验
脂肪族聚氨酯面层施工完毕后，应进行目测外观检验。
面层应涂刷均匀，色泽一致，不得漏涂，涂层应无气泡、开裂和剥落。
脂肪族聚氨酯面层厚度应按照设计要求厚度，一般情况下脂肪族聚氨酯面层厚度≥200微米每孔梁（或每32米）检测10处，按照涂刷区域均匀分布检测点。
现场检验判断规则
1）产品抽检结果完全符合本技术条件要求者，判为整批合格。
若有一项及以上技术要求不合格时，应双倍抽样检验该项目，若仍有一向不合格，则判整批不合格。
2）喷涂完成后，用超声测厚仪检测涂层厚度，每孔梁（或每32米）检测不少于50处。
通过了需为100%，若未达到，需不喷至要求厚度。
3）脂肪族聚氨酯面层应具有颜色不变黄、同聚脲防水层无剥离、无脱落、无起泡、保证在弯折180度面层不开裂。
厚度均匀，每孔梁（或每32米）10个检测点。
如有2点或以上达不到厚度要求，则此孔梁面层（或该32米面层）视为不合格。
4）防水层与基层剥离强度：
施工现场应采用拉拔法，进行喷涂聚脲防水层与混凝土的粘结强度检测，每10孔（或每320米）随机抽取1孔（或连续的32米桥面）进行检测，每孔梁（或每329米）检测5处；每孔梁（或连续32米桥面）5处数据最小值小于2.0MPa，判定该孔梁（或该32米桥面）防水层不合格，且应对该批梁进行逐孔检测（或320米范围内连续检测）；拉拔后的部位用聚脲防水涂料喷涂修补
5.13、桥面防水层施工注意事项
1）涂料使用前严禁混淆A、B组分进料系统；
2）雨天或4级以上风不得进行聚脲喷涂施工；
3）防水涂料在运输和保存中，严禁遇水，严禁接近火源，甲乙两种涂料应分别存放保管；
4）防水层施工过程中，不得因流溅或其他原因污染梁体；
5）环境温度低于10℃应采取保温措施；
6、安全技术措施
1）施工所用材料必需用密封的容器包装。
2）存料和配料及施工现场必须严禁烟火，并配备足够的消防器材。
材料堆放在指定的材料堆放场地和库房并通风良好。
3）施工过程中施工工人配备工作服，戴防护目镜，手套等劳动用品。
4）工人操作做到“活完料净脚下清”，保证小责任区整洁，大现场文明。
5）现场的材料保管根据材料的性能，采取必要的防水、防潮、防晒、防火、防用、防损坏等措施，易燃、易爆及有毒物品按有关规定分别堆放或入库，品种标识明显现场需回收的机具、包装容器堆放整齐，并及时清退出场。
6）设备开关应完好无损，接线正确，绝缘良好，标识明显，确保现场用电安全。
7）定期检查所有施工机具设备，并有安全员的签字记录，确保其经常处于完好状态，严禁使用不合格的机具，设备和劳保用品。
8）严格坚持定期保养制度，做好操作前，操作中和操作后设备的清洁润滑，紧固，调整和防腐工作；严禁机械设备超负荷使用，带病运转和在作业运转中进行维修。
9）每次施工用完的机具及喷枪等应及时用有机溶剂清洗干净，并及时做好保养。
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