南河特大桥梁面线间防水施工方法及应用

吴景文

摘要：铁路桥梁、公路桥梁、城际轨道、隧道、游泳池、污水处理池等凝土表面需要做防水处理，以保证和延长建筑物使用功能、使用安全及使用寿命，在防水处理方面进行探讨。

关键词 南河特大桥防水

Abstract: The concrete surface of railway bridges, roads and bridges, intercity rail, tunnels, swimming pools, sewage treatment ponds need waterproof treatment to ensure and extend the service functions, service safety and service life of the building. Thus, the waterproof treatment is discussed in the paper.

Key words: Nanhe; grand bridge; water resistance

中图分类号：TU57+2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1、工程概况

南河特大桥起止里程为：DK75+212.930～DK89+542，全桥长14.3公里。底座板线间防水层，即无砟轨道板灌浆结束侧向挡块施工完成后，防护墙内侧底座板以外范围内防水层施工，含防护墙和侧向挡块底边8cm。全桥共计23395㎡。防水层结构为：基层处理剂+喷涂聚脲防水涂料（厚1.7-1.8mm）+脂肪族聚氨酯面漆（厚0.2-0.3mm）。

2.防水施工程序和工艺流程

防水层施工单元分为五个作业区段：基层处理施工（必要的修补）区段、底涂施工区段、喷涂聚脲防水涂料施工区段、脂肪族聚氨酯面层施工区段、检测验收区段。

2.1.施工程序

施工程序为：施工准备→抛丸处理→第一次底涂施工→基层修补→第二次底涂施工→喷涂聚脲防水涂料→面漆施工→检验验收。

2.2.工艺流程

3.材料性能指标见下表

4.梁面线间防水层施工技术方法及措施

4.1.基层处理

混凝土基层进行抛丸处理，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。

图4-1 抛丸处理前后的混凝土基层对比

图4-1抛丸机行走路线

4.1.1抛丸后，形成创面100%且有效创面大于95%，粗糙度SP3-SP4之间，并去除混凝土表面浮浆。( 见下图)

SP3轻度抛丸 SP4中度抛丸

图4-2 粗糙度对照图

抛丸施工完，混凝土表面孔洞完全暴露，采用修补腻子，对梁面的大孔洞和裂缝进行修补。腻子要求与混凝土结合性能好，可以渗入混凝土孔洞和裂纹中的毛细孔，起到封填孔洞缝隙，封闭混凝土基层的水分、气孔以及修补混凝土中微小缺陷的作用。用SPUA-HiE高弹密封胶修补水泥表面的裂缝。高弹密封胶的固化时间约为4小时，表干后可用锋利的刀片修整。

4.2.基面表面处理后的检验标准

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，要按照自检→互检→专职检验的流程进行质量检查，检验项目、标准、检验仪器见下表4-1：

抛丸质量检查项目、标准、检验仪器表4-1

4.3.第一次底涂施工

图4-3 底涂施工工序流程

第一次底涂用作粘结混凝土与后续满刮修补腻子层，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补修腻子层有很好的粘结作用。第一次底涂采用辊涂工艺，要求辊涂均匀无漏涂、无淤积，底涂施工完成后用目测检查均匀厚度。

4.3.1 第一次底涂施工的目的是封闭抛丸后的混凝土表面缺陷、气孔。

4.3.2底涂施工采用经检测合格的材料，配方按厂家材料说明书要求进行施工。

4.3.3底涂施工前对混凝土表面进行清洁处理，去除抛丸留下的杂物，最后采用吸尘器进行除尘。

4.3.4底涂施工采用人工辊涂法或刮涂法将基层处理底涂涂刮到混凝土表面，涂刮2-3道，以喷涂聚脲不产生针孔为原则，边角沟槽铺以人工刷涂。

4.3.5辊涂必须均匀，对于气孔较多的部位采用腻子进行基层修补。第一次底涂施工现场实际用量0.1～0.3kg∕㎡，常温下应该在底涂施工完成后4～6h进行基层修补施工。

4.3.6 底涂施工时基面温度不能低于5℃，空气湿度不能高于75%，基面含水率不能高于7%。如果基面过于潮湿，需要进行烘干处理。

桥面基层（模拟桥面）含水率检测方法：底涂施工前，采用1m2的塑料薄膜铺在待测基面上，四周用胶带密封，3h～4h后掀开薄膜，观察薄膜及待测基层表面，如有水珠或基层颜色加深，其含水率高于7%，反之，含水率低于7%。

4.3.7 底涂施工一般情况采用喷涂（可人工涂刷）工艺，边角、沟槽辅以刷涂施工。

图4-4人工刮涂底涂施工

4.3.8 喷涂环氧底涂料（基层处理剂）需要一个清洁、干燥的表面以便提高附着力，双组份反应型环氧树脂现场按比例配制（甲：乙=3：2），在基层表面满涂，应均匀、不漏涂、不堆积，切勿太厚，一般控制底涂用量每平米不宜低于0.4kg，干燥时间宜在24h左右。

4.3.9在底涂层固化后尽快喷涂聚脲涂层，如果间隔超过24小时或底涂层表面被水份或灰尘等污染时，应先除去污染物，再重新涂一道底涂。

⑽ 施工时注意事项：①必须严格按照使用配比调配甲、乙组份，并搅拌均匀；②坚持用多少、配多少的原则，调配好的涂料在4小时内用完，否则固化报废不能再用；③混凝土表面必须干燥，含水率不宜超过5%；④基层处理底涂施工前应确保混凝土基面的坑洞已经完全修补完毕；⑤基层处理底涂表面被粉尘污染后会影响与中间防水层之间的粘结力。因此，在大风天气或粉尘较大的环境下施工时，需要采取防尘措施，通常的做法是在做完基层处理底涂的梁面上搭设支架，然后覆盖塑料薄膜；⑥施工现场严禁烟火。

4.4.基层修补

4.4.1 第一次底涂施工后，仔细检查梁面局部是否有缺陷，若存在则要进行基层修补。

4.4.2基层修补采用喷涂聚脲专用修补腻子，按照厂家说明书配置使用，现场使用时用台秤计量，每次配置不超过10kg，随用随配。当配制好的腻子发热或者黏度增大时将不能再使用，需要重新配置，修补腻子性能指标及试验方法见表4-2。

修补腻子性能指标及试验方法表4-2

注：修补腻子粘结强度为修补腻子与混凝土基层间的粘接强度，修补腻子与后续施工聚脲涂层的粘接强度满足下表要求。

基层处理底涂性能指标及试验方法

表4-3

注：底涂粘结强度包括底涂与混凝土基层以及底涂与后续施工聚脲涂层两项同时检测。

4.4.3孔眼集中部位采用修补腻子满刮处理，孔眼分散部位采用点补处理，施工时用人工塑料刮板刮涂的方法，满刮时要反复刮涂,厚度要均匀,保证孔眼完全封闭。腻子的表干时间2-3小时,满刮一孔32米标准箱梁需要用时约为2h,每遍中间间隔约为6h。

4.4.5基层修补后，表面坚固、密实、平整，不应有疏松、起砂、起壳、蜂窝、麻面等现象。

4.5.第二次底涂施工

在用修补腻子对梁面进行修补后，仔细检查梁面局部是否仍有缺陷未修补完全，如果存在则要进行相应处理，检查合格后进行第二遍底涂。第二次底涂施工工艺方法同第一次底涂施工。

第二次底涂施工现场实际用量约0.1-0.3kg/m2，两次底涂总量不小于0.4kg/m2，在底涂施工完成后4～6h进行喷涂聚脲防水施工。

4.5.1.聚脲防水层喷涂

图4-5防水层结构图

喷涂机喷枪由专业枪手进行喷涂，压力2500/3200psi，系统温度50～65℃，各系统运转正常后，开始喷涂聚脲涂料。空气压缩机压力7-9kg。由专业枪手进行喷涂操作，喷涂前先对设备进行调试，各系统运转正常后，开始喷涂聚脲涂料。

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，防水涂料由甲组和乙组两种组分组成。

喷涂聚脲防水涂料适合于干燥、温暖环境中施工，施工温度宜在5～35摄氏度、相对湿度宜在75%以下，温度大于露点温度3摄氏度以上。条件超出以上范围时，应现场试验并测试后确定。喷涂聚脲防水涂料的施工，以机械喷涂为主，人工喷涂为辅。

①侧向挡块的侧面应先使用角磨砂轮机打磨混凝土表面、进行平整度处理，清除浮浆和毛边，喷涂防水层后应保证根部封边质量，必要时辅以手工涂刷，底座板外、防护墙之间的防水层，封边高度不小于8cm，封边形式下图。

图4-6底座板外防护墙之间防水层

② 泄水孔的处理

泄水管内刷涂底涂约10cm，然后手工向孔内壁喷涂聚脲防水材料。见图4-7。

1-找坡层；2-基层处理剂层；3-喷涂聚脲层；4-密封材料

图4-7泄水口处理示意图

③ 混凝土面裂缝等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、加强层和聚脲防水材料。

④ 防水层收边处理在桥面混凝土喷涂聚脲防水材料时应连续施工，在梁端处应施做收边处理，使用角磨机将聚脲喷涂层边缘修平。

⑤ 喷涂施工工艺条件见表4-6。

喷涂施工工艺条件表表4-6

4.6施工时注意事项：①雨天不得施工，四级以上强风天气不宜进行喷涂防水层施工；②根据需用材料设置合适的温度、压力等机器参数。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；③保持压力平衡，压力偏差过大会导致涂层理化性能下降、起泡、不固化等；④按照施工环境选择底涂：湿度高、潮湿基材选择潮湿界面专用底涂；低温选择低温固化剂底涂，底涂表干后经验收合格喷涂聚脲，若超过24小时未喷涂聚脲需从新滚涂底涂；⑤施工过程中施工作业人员需穿工作服，佩戴目镜，手套，防毒面具等劳保用品并保证施工环境通风良好。

4.7.脂肪族聚胺酯面层施工

对于外露使用的聚脲防水层，为防止变色，要在其上罩一层脂肪族聚氨酯面漆。采用专用设备或人工涂刷，按照设备的要求进行喷涂施工，喷涂厚度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。喷涂施工24小时内，要避免重物碾压。

脂肪族面层在聚脲弹性涂料施工完成后采用专用设备喷涂，涂膜厚度0.2～0.3mm，达到封闭的目的，提高防水层的耐久性。脂肪族弹性面漆为反应型双组份涂料，使用时应根据现场需要，现配现用，以免涂料胶化报废。

4.7.1 第一道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结；与聚脲防水层施工间隔时间超出6h时，应采用搭接专用粘结剂做预处理或现场做粘结拉拔试验后确定。

4.7.2脂肪族聚氨酯面层施工前，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。脂肪族聚氨酯面层分层施工，每道干膜厚度≥50um总厚度≥200um。

4.7.3脂肪族聚氨酯面层施工采用喷涂工艺，边角、沟槽采用刷涂施工。

涂膜施工完毕后，立即覆盖防尘保温棚，并且在24h内避免重物碾压。风力超过3级时应停止施工或采取必要的防风措施。风力过大会造成飘飞的物料严重污染梁面。

4.8.防水层修补

若检验时发现涂层有鼓泡、遗漏等缺陷，则需要对涂层缺陷进行修补。

对损伤及粘结不牢的涂层，修补前，应彻底清除损伤及粘结不牢的涂层，并将基层及损伤周围80mm范围做成光滑过渡坡面，用带钢丝圆盘的机械砂轮、钢丝刷或其他工具把需修补的表面打毛并清理干净，分别刷涂基层处理剂和层间粘合剂。待表干后用原聚脲材料及喷涂设备喷涂修补，应尽量减少手工修补的数量。

如缺陷部位喷涂时间较短(≤3h)，则可对缺陷涂层表面进行打磨、清理后直接进行二次喷涂相同材料的聚脲防水涂料。如果缺陷部位喷涂时间较长(＞3h)，则应在缺陷涂层表面、并向外扩展80mm,打磨、清理后，刷涂层间粘合剂，待表干后再喷涂相同材料的聚脲防水涂料修补，修补后应使整个涂层连续、致密、均匀。

修补完成后，涂层性能应检测符合设计要求，且涂层厚度不应小于设计涂层厚度的120%。

4.9.涂层修补

针孔要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，要剔除到混凝土桥面基层，重新涂底涂、满刮PU腻子、第二遍底涂、按设计要求厚度喷涂聚脲涂层，喷涂聚脲涂层之前要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6h的复涂时间，要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.质量控制及检验

5.1.质量控制

5.1.1 聚脲喷涂防水层施工质量控制主要有六点：聚脲原材料包括聚脲双组份原料必须经过检测（或提供每批材料证明或第三方的检测证明），以证实施工采用的原材料为合格的聚脲产品。防水层外观：表面平整均匀，无流淌、无针孔、无起泡、无空鼓、无开裂、无异物混入。防水层厚度：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≥2.0mm，其它区域≥1.8mm。粘结强度：最小粘结强度≥2.5MPa。脂肪族聚氨酯面层外观：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。

5.1.2喷涂时应以机械喷涂为主，人工辊涂为辅，在大面积进行连续施工作业时，避免因人工疲劳等干扰因素造成的防水层厚度不均匀等缺陷、施工进度慢等缺点。

5.1.3 基层施工时，任何涂层在基层温度高于露点温度3℃以上，而且在涂层固化过程中这一条件要保持。

5.1.4.每个工作日正式喷涂前应利用所使用设备及原材料先进行试喷涂3块400mm×400mm（厚2mm）的试块，由现场施工技术主管现场进行质量评价，当试喷的涂层质量达到要求后，固定工艺参数，方可进行正式施工。