淺析預鋪式自粘膠膜防水卷材（EVA）在地鐵隧道的應用

顏建鵬

（中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司， 福建 福州 350011）

1 工程概況

福州市軌道交通5號線一期工程樟嵐車輛段試車線隧道，起始里程為SSK0+883，終點里程為SSK1+236.22，全長353.22m，采用礦山法施工，為單洞單線隧道，其斷面為馬蹄形。線路平面以R=1000m下穿西北方向的雞籠山山體，最大單向坡縱坡為2‰，最大覆土厚度為45.3m，地面高程為15.2m～86.2m，隧道的凈空寬8.36m，軌面以上的高度為5.71m，采用復合式襯砌的結構形式，二襯混凝土的厚度為300～400mm。隧道所處的地貌單元為剝蝕殘丘，地形起伏較大；地下水為潛水，主要性質為構造裂隙潛水，其水位位于隧道結構底板以下，地下水對隧道的影響較小，地下水對于鋼筋混凝土結構具有微腐蝕性。

2 防水層設計

根據隧道的地質及水文條件，隧道防水等級為二級，采用全包防水方式，在防水卷材表面設置注漿系統，在隧道的噴射混凝土與二次襯砌之間鋪設400g/mm的土工布緩沖層+1.5mm厚EVA防水卷材，其中底板加設一道50mm細石混凝土保護層，二次襯砌混凝土抗滲等級為P12，采用防水混凝土，縱向施工縫采用鍍鋅鋼板止水帶，環向施工縫采用鋼邊橡膠止水帶，變形縫采用鋼邊橡膠止水帶，止水帶設置形式均為外設外貼式止水帶。

3 EVA防水卷材工藝原理及特點

3.1 工藝原理

EVA防水卷材的主體材料為高分子片材，自粘層采用壓敏膠，表面為磨砂保護層。EVA防水卷材的粘結層能夠與后澆混凝土發生一系列的濕固化反應后粘結牢固形成一個整體，具有自鎖水的功能，能夠有效地防止防水卷材出現竄水隱患現象，使得防水系統的可靠性得以提高。

3.2 .EVA防水卷材特點

EVA防水卷材具有抗撕裂強度較高、抗穿刺能力較強、耐腐蝕性能強和延伸率較好等優點，對基層的要求不高，基層無需干燥、底涂和砂漿找平等處理，EVA防水卷材預鋪后可以直接在卷材上面進行鋼筋安裝，施工速度快；每卷卷材的寬度為2.4m，搭接的損耗大量減少，節約成本和工期；根據施工環境的差異，可以采取自粘邊搭接，粘結安全可靠；材料無毒無味，不會對環境產生污染和對人體產生傷害；材料的蠕變性和自粘性較強，對于輕微的施工損傷能夠自行愈合。

4 EVA防水卷材主要施工技術

4.1 基層處理

基層面需平整且無明水流，如果初期支護上有明流水，則需查明原因采取注漿或者堵漏進行封堵處理；基層面上不得有鋼筋、鋼管、石子和鐵絲等尖銳的突出物，如有則進行割除或者鑿除，再采用水泥砂漿進行抹面；隧道轉彎處或者結構斷面出現變化地方，采用水泥砂漿做成圓弧，陽角圓弧半徑≥50mm，陰角圓弧半徑≥100mm；施工縫和變形縫兩側各500mm的區域內的基層面采用1：2.5水泥砂漿進行找平，方便后續的外貼式止水帶安裝。

4.2 緩沖層鋪設

緩沖層采用400g/m 的短纖土工布，緩沖層在防水卷材施工前進行鋪設，采用水泥釘和圓墊片將短纖土工布正梅花形固定在基層上，側墻固定點間距為0.8～1m，拱頂固定點間距為0.5m，仰拱固定點間距為1～1.5m，側墻和仰拱連接位置固定點間距為0.5m。遇到凹凸不平地方適當增加固定點。土工布的搭接寬度為50mm，，緩沖層的鋪設平整牢固與基面密貼。

4.3 防水卷材鋪設

本工程防水卷材采用預鋪式高分子自粘膠膜防水卷材，生產廠家為北京東方雨虹防水技術股份有限公司，防水卷材的規格（長×寬×厚）為20m×2.4m×1.5mm，根據檢測結果顯示，其縱向膜斷裂伸長率為801%，橫向為830%，滿足≥400%的規范要求；縱向釘桿撕裂強度為560N，橫向為540N，滿足≥400N的規范要求；與后澆混凝土剝離強度在無處理情況下為2.2N/mm，滿足≥2.0N/mm的規范要求；在泥沙污染表面情況下剝離強度為1.8N/mm，滿足≥1.5N/mm的規范要求；在-23℃低溫彎折性試驗結果為無裂紋，滿足規范要求；在0.3MPa的壓力進行30min不透水性試驗結果為不透水，滿足規范要求；與后澆混凝土浸水后剝離強度試驗結果為1.7N/mm，滿足≥1.5N/mm的規范要求；EVA防水卷材的主要性能指標均高于國標的要求。鋪設防水卷材之前進行彈線定位，然后將防水卷材鋪在土工布上，光面朝向基層面，磨砂面則朝向二次襯砌結構面，采用熱熔焊接技術將防水卷材與圓墊圈相互粘合牢固，從而形成密閉整體系統。防水卷材鋪設順序為順著隧道橫向進行鋪設，防水卷材的長邊利用自粘層進行搭接，短邊則采用膠粘帶進行搭接，長短邊的搭接寬度≥80mm，卷材端部搭接區相互錯開，防水卷材搭接后采用鋼輥子進行壓緊處理，使得搭接邊能夠粘結充分。如果防水卷材出現破損，那么及時采用同材質防水卷材進行修補，修補防水卷材的四周距離損壞邊緣的距離≥100mm。

5 防水卷材施工存在問題及主要成因分析

5.1 防水卷材施工存在問題

本工程隧道在進行EVA防水卷材首件工程樣本引路施工過程中，墊圈采用防水卷材生產廠家配套的橡膠墊片，如圖1所示，焊機采用常用的超聲波點焊機，如圖2所示，在防水卷材鋪設過程中發現EVA防水卷材和橡膠墊片的粘合不好，很容易出現脫落現象；另外由于EVA防水卷材不透明性和圓墊圈固定點的布置間距不一致性，導致熱熔焊接過程中部分圓墊圈容易出現漏焊的現象。

圖1 橡膠墊片

圖2 超聲波電焊機

5.2 防水卷材施工存在問題主要成因分析

常規的超聲波點焊機所產生的最大熱度≤70℃，而EVA防水卷材的高分子結構對點焊熱熔的效果起到一定阻隔作用，尤其是磨砂面層的透熱性較差，電焊機產生的熱度經過防水卷材之后達到橡膠墊片時溫度低于70℃，而廠家配套的橡膠墊片的完全熔化溫度要求＞70℃，因此采用超聲波點焊機很難將橡膠墊片完全熔化。再加上超聲波點焊機是以點焊為主，這是焊接點，無法按照面進行焊接，1個橡膠墊片一般要焊接4～5點，再加上焊工操作水平的不均勻性，使得防水卷材與橡膠墊片的粘合度不足，從而出現脫落現象。經過成因分析，為了確保防水卷材與墊圈的有效粘結，應更換墊圈材質、更換產生更高熱度的焊機或者采取新的焊接工藝。而墊圈布置間距不一致性和梅花形布置出現漏焊現象需要采取統一的布置方式。

6 防水卷材施工存在問題處理措施

針對EVA防水卷材施工中存在的問題，項目部組織參建各方及EVA防水卷材生產廠家技術人員進行討論與研究，商討解決問題的應對措施。根據各方專家的意見，從墊片材質方面進行改進，將原先的橡膠墊片換成材質較為柔軟的黑色墊片，焊機依然采用超聲波點焊機，但是實踐效果不佳。從焊接工具方面進行改進，將超聲波點焊機換成熱風焊接槍，防水卷材與墊片能夠有效地粘結在一起，焊接效果明顯。但是隧道拱腰進行熱風焊接時發現操作十分困難，無法保證防水卷材的焊接質量。經過反復嘗試及借鑒其他類似項目的施工經驗，最終決定將橡膠墊片更換成表面帶鐵絲的電磁焊墊片，如圖3所示，超聲波點焊機更換成電磁焊接機，如圖4所示，將原先的點焊換成面焊，墊圈上的鐵絲能夠迅速吸熱加快熔化速度。電磁焊接機能夠提前設置電流值和焊接時間，一般焊接時間為3～4s，焊接時間一到電磁焊接機就會自動斷電，操作簡便，施工效率大大提高。而墊圈的布置采用縱向等高等間距布設方法，在墊圈布置中心點位置每隔2.5m防水卷材鋪設外基面采用紅色油漆進行標識，這樣能夠讓操作人員快速找到墊圈的位置，施工速度得以加快，避免墊圈出現漏焊的現象。

圖3 電磁焊墊片

圖4 電磁焊接機

7 結束語

本工程隧道防水層設計采用1.5mm厚EVA防水卷材，施工方法為預鋪自粘法，與圓墊片連接采用熱熔焊接技術，但是在施工過程中發現采用常規的超聲波點焊機進行操作時，EVA防水卷材和橡膠墊圈無法粘結牢固，容易出現脫落現象；墊圈固定位置不規則，容易出現漏焊現象。針對這兩個問題出現的成因進行分析，并組織各方專家進行討論與研究，最后采用電磁焊接機和帶鋼絲的電磁焊墊片圈來解決原先的EVA防水卷材和墊圈粘結不牢的問題；采用縱向等高等間距布設墊圈每隔2.5m防水卷材鋪設外基面采用紅色油漆進行標識的方法來解決墊圈漏焊的問題，這些有效的處理措施大大提高EVA防水卷材鋪設速度，確保防水卷材的施工質量，取得良好的施工效果。