一种用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系的制作方法

本实用新型涉及铁路施工
技术领域：
，特别涉及一种用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系。
背景技术：
：目前，我国高铁事业得到了全面发展，在新建北京至沈阳客运专线，双线CRTSⅢ型板式无砟轨道，设计时速350km/h，地处东北严寒地区。安全性与耐久性对桥梁来说非常重要，如果桥梁防水系统没有达到规定的要求和标准会造成桥梁结构破坏，尤其对于高速铁路，防水混凝土的粉化、起皮、剥落、开裂等现象会破坏防水保护层结构，严重影响着列车的运行安全。根据其他严寒地区高速铁路防水的失效特点，发现柔性的防水卷材、涂料、沥青等有着易老化起鼓、易穿刺等缺点，而刚性抗渗砂浆、混凝土类在严寒地区受到冻融影响易开裂粉化等。为了确保柔性防水的粘贴密实不起鼓，刚性防水不剥落起皮粉化等问题，在防水施工时，从混凝土配比、原材的选择、外加剂的选择都做了一系列的调整和试验，确定了最佳的施工配合比、混凝土的塌落度、浇筑方式等一套施工方法，形成了一套成熟的严寒地区高速铁路桥面防水封闭层混凝土施工技术。技术实现要素：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系，其克服了现有技术的上述缺陷。本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系，包括：防护墙墙外侧电缆槽防水体系和线间防水体系，所述防护墙墙外侧电缆槽防水体系包括防水涂料层和纤维混凝土保护层，所述线间防水体系包括防水卷材层和纤维混凝土保护层。优选地，上述技术方案中，所述防水涂料层为聚氨酯防水涂料层；所述防水卷材层为高聚物改性沥青防水卷材层。优选地，上述技术方案中，所述防水卷材层的下方为基层处理剂层，所述基层处理剂层设置于桥面基层上。优选地，上述技术方案中，所述纤维混凝土保护层为C40细石纤维混凝土层。本实用新型上述技术方案，具有如下有益效果：(1)采用防水卷材C40细石纤维混凝土的复合形式做为结构防水封闭层，提高了混凝土的抗裂性和抗冻性。(2)卷材铺设采用自制摊铺机铺设，保证卷材的黏贴密实提高功效.(3)配合比采用“低胶凝用量、低用水量、低坍落度、高含气量”的“三低一高”方案配制混凝土，降低早期强度，有效避免开裂。(4)桥面超薄玻璃纤维防水混凝土浇筑采用自主研发的震动平台，保证了施作排水坡一次成型，有效预防工后开裂现象。附图说明图1为本实用新型的用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系的线间防水体系示意图。具体实施方式下面对本实用新型的具体实施例进行详细描述，以便于进一步理解本实用新型。以下实施例中所有使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。以下实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。一种用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系，包括：防护墙墙外侧电缆槽防水体系和线间防水体系，所述防护墙墙外侧电缆槽防水体系包括防水涂料层和纤维混凝土保护层，所述线间防水体系包括防水卷材层2和纤维混凝土保护层1。防水卷材层2的下方为基层处理剂层3，基层处理剂层3设置于桥面基层4上。优选地，防水涂料层为聚氨酯防水涂料层；防水卷材层2为高聚物改性沥青防水卷材层。纤维混凝土保护层1为C40细石纤维混凝土层。一种用于严寒地区高速铁路桥面防水封闭体系的施工方法，具体包括：一、施工准备：施工准备包括对施工技术人员的基础培训以及检验原材料是否合格。具体来说：(1)在施工前，组织技术人员认真阅读、审核施工图纸并学习施工方案，熟悉规范和技术标准，对参加施工的全部人员进行岗前培训，针对施工工艺，施工流程、验收程序、成品保护等进行技术交底。(2)原材料检验水泥：水泥采用辽宁交通水泥生产的P.O42.5低碱水泥。粉煤灰：粉煤灰采用沈阳华润生产的F类I级粉煤灰。细骨料：细骨料采用黑山西东公傲砂场的中砂，细度模数在2.5左右。粗骨料：粗骨料采用仓土欣鑫采石场碎石(5～10mm)，碎石经过整形机整形，空隙率不大于38％。纤维：纤维采用泰安同伴生产的高锆耐碱玻璃纤维，分散型纤维(12mm)，增强型纤维(36mm)。引气剂：引气剂采用河北三楷生产的引气剂。减水剂：减水剂采用河北三楷生产的减水剂。(3)施工配合比确定根据高寒地区客运专线铁路防水的特点，线间防水封闭层采用铁科院研发的C40细石纤维混凝土，此种混凝土有低收缩、高抗裂、高抗冻的特性，因此针对现场材料和施工配合进行研究。A.材料选择：为有效减少超薄玻璃纤维混凝土的孔隙率，当骨料的针片状颗粒含量较高时，应采用专用设备对粗骨料进行整形、分级处理。骨料整形和级配优化处理后降低空隙率5％～8％，混凝土在保持相同工作性的前提下，可减少胶凝材料用量30kg/m3左右。当细骨料的颗粒级配不满足要求时，也可采用不同细度模数的细骨料组成多级配细骨料使用。采用专用设备对细骨料进行洁净化处理时，必须采取措施防止细小颗粒流失。为降低用水量，采用锆含量不低于16％的高性能耐碱玻璃纤维代替聚丙烯腈纤维，这样高性能耐碱玻璃纤维需水量大大小于聚丙烯腈纤维，不会引起混凝土用水量的大幅增加和工作性的明显劣化，可有效提高混凝土抗冻性能。采用具有保坍、增稠、防离析、防泌水、质量稳定性能特点的高性能减水剂，高性能减水剂的3d抗压强度比≤140％。引气剂应在搅拌现场按另一种外加剂添加，确保混凝土含气量稳定。引气剂不宜由外加剂厂混合在减水剂中使用。表1高锆玻璃纤维检验项目B.施工配合比C40细石纤维混凝土配合比是为了抑制和防止混凝土开裂，提高混凝土的抗裂性与密实性。同时为解决常用的聚丙烯晴纤维混凝土胶凝材料用量高，用水量大坍落度大(160mm-180mm)、砂率大(40％以上)，易开裂等问题。此次配合比设计采用“低胶凝用量、低用水量、低坍落度、高含气量”的“三低一高”方案设计配制混凝土，降低早期强度，有效避免开裂。表2C40细石玻璃纤维混凝土配合比胶材砂率水泥粉煤灰砂石高锆玻璃纤维水减水剂36038％2709068411160.3分散+2.5集束1403.04当采用此配合比拌合的混凝土工作性能不能满足要求时，应首先检查所用骨料的粒径、级配是否满足整形、分级的要求。由于原材料的品质存在差异，粉煤灰的掺量应根据混凝土90天的实际强度大小进行调整。粗细砂石的比例应根据最小孔隙率法通过实验确定。通过制作“三高一低”混凝土试件进行试验，发现新型混凝土抗裂性与抗冻性有了明显提高。抗干燥收缩性随着混凝土龄期增长比原有纤维混凝土提高了20％，抗冻融循环由500次增加至1100次，取得了显著的提高。二、基层处理(一)基面处理(1)对于突起的混凝土基层，突起处采用人工凿除，并将凿除处基层用砂轮打磨平整。(2)混凝土基层坑洼及松动处采用人工凿毛或凿除，冲洗干净后用与梁体混凝土同等级标号的重力式砂浆进行修补，其中砂浆中掺加建筑用混凝土胶结剂以增强砂浆与梁体的紧密结合。(3)混凝土基层高程变化缓和处，在不影响防水卷材铺贴的情况下，通过保护层厚度进行调平，严禁在桥面上直接涂抹薄层砂浆找平。(4)混凝土基层裂纹宽度≤0.2mm的，采用聚合物水泥基表面封闭法进行修补；混凝土基层裂纹宽度＞0.2mm的，采用环氧树脂低压注浆法进行修补。(5)整个桥面基层处理完成后再次用扫把、风机或吸尘器进行清理，清理后基层应清洁、干燥、无尖锐异物、不起砂、不起皮、无凹凸、无裂缝、松动、蜂窝、麻面。(二)涂刷基层处理剂(1)在打扫干净的基层上涂刷基层处理剂，处理剂采用铁桶密闭包装，用长把滚刷均匀涂刷于基层表面上，每平方米用量不少于0.4kg。(2)涂刷前对基面干燥度进行检测，检测方法采用0.5*0.5m塑料薄膜，覆盖在基面上，四周用胶带粘结，2h后观察内部有无水汽或水珠。(3)涂刷基层处理剂时，厚度要均匀一致，不露底面，不堆积，切勿反复涂刷，边角等细部不易滚刷的部位，用毛刷蘸基层处理剂涂刷。三、防水卷材粘贴和聚氨酯防水涂料封边(一)防水卷材粘贴A.卷材铺贴基层处理剂经过常温4h后(以不粘脚为准)，开始铺贴卷材，卷材采用自制摊铺机铺设，人工烘烤粘结。卷材铺贴从梁体一端开始，桥面横向由低到高顺序进行，点燃喷灯烘烤卷材底面的沥青层及基层上的处理剂，烘烤时喷灯距离卷材30cm左右，经往返均匀加热，烘烤4～5s为宜，趁卷材的材面刚刚熔化时(沥青接近流淌、呈黑亮为度)，即可向前滚铺，为保证卷材与基层的粘结，卷材热熔铺贴过程中，边铺贴边采用钢辊滚压排气粘合，两线间卷材铺贴采用的钢辊直径15cm,重15kg，长度1.0m。卷材铺贴在梁体周边收口部位时，滚压后应有自然溢出的熔融沥青，采用刮板抹平密封收口，局部边角处，使用橡胶质小锤轻敲该处，以使卷材与基层充分粘合。铺贴泄水管处防水卷材时，卷材在管口位置直接切开，切成多个三角形，然后翻贴至泄水管内壁，保证接口封闭。B.卷材搭接卷材纵横向搭接时，搭接长度不小于10cm，搭接处上层和下层卷材要完全热熔粘合，以保证搭接处粘贴牢固，搭接处应有自然溢出的热熔沥青。(二)聚氨酯防水涂料封边薄涂型聚氨酯包括封闭漆、底面漆及表面漆三种。以轨道板底座与桥面相交边线为基准，在确保基面干燥的情况下，横向涂刷100mm宽度，竖向涂刷高度齐平保护层混凝土表面。采用手刷，按照封闭漆、底面漆及表面漆的顺序分别均匀涂刷2遍，要求底面漆厚400um，表面漆200um。施工中为避免底座侧面污染，进行涂刷之前在底座侧面弹线并张贴胶带，胶带下边缘与弹线平齐。普通聚氨酯防水涂料在薄涂型聚氨酯涂层面上进行涂刷，涂刷范围与薄涂层相同。涂刷区域应无漏涂、起泡、气孔等缺陷。聚氨酯涂料由A、B两种组份组成，使用时必须严格按照产品使用说明进行配比，每种组分的称量误差不得大于±2％。配制时按照先主剂、后固化剂的顺序将液体倒入容器，并充分搅拌使其混合均匀，搅拌时间3～5分钟。聚氨酯防水涂料选用刷涂方式施工，厚度不小于1.5mm，应分为3遍涂刷。涂刷时，先涂刷垂直部位，在其后涂刷平面部位。涂刷完成后用涂层检测仪检测涂层厚度。聚氨酯涂料封边时应在防护墙过水孔底部及两侧涂以防水涂料，并在过水孔底部铺设防水层，要注意和原电缆槽内防水层进行顺接。四、纤维混凝土保护层(一)超薄玻璃纤维混凝土现场拌制现场拌制混凝土采用机械强制式搅拌机，根据在前期试验的混凝土特性，C40细石纤维混凝土采用现场拌合站进行搅拌，根据纤维混凝土的特性，在拌合过程中依次投入骨料，粉料，施工用水，外加剂，最后是玻璃纤维，在投入玻璃纤维时需注意，先投入集束纤维，再投入分散纤维，根据以上投料步凑，在投料后进行搅拌。C40纤维凝土采用强制搅拌，分散型纤维与骨料先搅拌2min，之后再投放集束型纤维搅拌1min，使之充分搅拌均匀，并保证纤维的完整性。C40细石纤维混凝土不同于其他混凝土，在搅拌过程中需要充分的搅拌，才能满足混凝土性能要求，所需总搅拌时间不低于240s。现场拌制C40纤维混凝土性能见下表。表3C40细石纤维混凝土性能指标根据现场拌合C40细石纤维混凝土兴隆店特大桥梁同条件养护试件，试件三天抗压强度18.4Mpa，早期强度满足≤20Mpa要求，同时满足28d龄期标养强度≥40MPa。(二)超薄玻璃纤维混凝土运输使用混凝土搅拌运输车将C40细石纤维混凝土运送至现场桥下，因纤维混凝土坍落度要≤140mm，不具备泵送条件，故采用吊车与吊斗配合的方式进行混凝土垂直运输，在运输过程中要时刻注意观察C40细石纤维混凝土的变化，防止出现离析的现象，在放入布料平台之前，要对混凝土性能指标进行试验后，方可进行布料施工。(三)超薄玻璃纤维混凝土浇筑浇筑条件超薄纤维混凝土浇筑安排在16:00～次日08:00的夜间进行施工，以避免夏季高温时浇筑，待浇筑的梁面提前用棉被覆盖，已确保浇筑的纤维混凝土温度与介质温差不大于15℃。防止温度对超薄纤维混凝土的影响，造成早期开裂的状况。B.布料将料斗置于线间布料平台上，人工推动，按单块CRTSⅢ型板长度两点设布料点，布料按0.3m3～0.4m3每布料点均匀摊铺。在布料过程中应注意布料间距，一般每个布料点以1.5m为宜。C.振捣作业因C40细石纤维混凝土浇筑层过薄，无法采用振捣棒直接振捣的方式进行施工，所以采用自主研发的布料机进行布料，通过研发的振捣平台工装对超薄玻璃纤维混凝土进行振捣施工，通过施工试验段发现，一次振捣并不能有效密实超薄玻璃纤维混凝土，采用两次振捣平台振捣+一次人工小型压边振捣的方式。超薄纤维混凝土施工采用自主研发的振捣平台进行混凝土振捣施工,振捣遍数为三遍，首先采用振捣平台将排水坡一次振捣成型，振捣过程中保持水平匀速，因坍落度低，摊铺厚度过薄，之后采用平板振捣器对振捣不到位的地方集中振捣，最后用小型平板振捣器振捣边角或露石地带，保证超薄纤维混凝土的整体密实。D.抹面作业抹面是消除混凝土塑性阶段龟裂纹的有效措施，当混凝土振捣完成后，进行抹面施工，抹面时严禁洒水，抹面次数不能过多，4次为宜。振捣完成后用塑料抹子进行第一次抹面，对排水坡进行修整，抹面后及时覆盖遮阳竹胶板；60min后用塑料抹子进行第二次抹面，40min后用塑料抹子进行第三次抹面，20min后用铁抹子进行第四次抹面。E.切缝桥面保护层纵向每隔4m设置横向断缝，断缝宽约10mm,深约20mm,断缝与底座板伸缩缝错开设置，尽量设置在泄水管处，以减少泄水管口处的混凝土集中应力。(四)玻璃纤维混凝土养护保护层浇筑完成后及时采取覆盖防风节水保湿型养护膜养护，首先洒水完全湿润混凝土面，再覆盖养护膜，最后在覆盖遮阳板，覆盖保湿养护不少于28天。相比传统的土工布+塑料薄膜养护，防风节水养护膜采用三层结构，在防风的外膜内部有芯膜和树脂状的核心材料，防风节水养护膜可一次饱和浇水实现长效保湿养护的效果，能保证28天养护期内的超薄纤维混凝土的养护要求。本实用新型具有以下优点：(一)技术经济效益(1)采用防水卷材+C40细石纤维混凝土的复合形式做为结构防水封闭层，提高了混凝土的抗裂性和抗冻性,解决了混凝土易粉化、起皮等现象。(2)自行研制的卷材摊铺机，保证卷材的黏贴密实，提高施工功效。(3)桥面超薄玻璃纤维防水混凝土浇筑采用自主研发的震动平台，保证了施作排水坡一次成型，有效预防工后开裂现象。(4)配合比采用“低胶凝用量、低用水量、低坍落度、高含气量”的“三低一高”方案配制混凝土，降低早期强度，有效避免开裂。对比原设计采用聚丙烯晴纤维混凝土，C40细石玻璃纤维混凝土在生产生本上略高于原设计，但针对严寒地区抗冻性的指标要高出原设计的一倍，施工中及工后的抗裂性能也有了较大提高，使得在运营阶段防水封闭层的耐久性得到了大幅提升，节省了后期维护的成本，节约了大量人力物力。(二)社会效益该防水首次采用C40细石玻璃纤维防水混凝土做为防水面层施工，相比传统的纤维混凝土，有更好的抗裂性与抗冻性，保证了高寒地区客运专线防水的施工质量，减少了严寒地区混凝土易发生的病害问题。防水混凝土时，根据工程特点实用新型了流水坡一次成型振捣平台和混凝土布料车，保证了防水混凝土浇筑的施工质量优化了施工工艺，取得了较好的施工效果，确保了施工进度和施工安全，并且在全线得到了应用推广，获得了业主和监理的一致好评。(三)环保效益施工期间，按照合同要求建立了环保领导小组，严格遵守国家及地方有关环保法律法规。通过节水养护膜养护方式，节约用水，保证混凝土质量。卷材铺设机铺设卷材，减少了卷材浪费，减少污染。虽然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用于限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本实用新型的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。当前第1页1 2 3