李善英

甘肃省公路交通建设集团有限公司

摘 要： 针对阿尔金山隧道地处严寒多风沙高原地区，严重缺氧的特殊环境，班组作业人员更换频繁，导致劳动力严重不足，为了解决这一问题，通过双重改革，自主研发了一部防水板自动铺挂台车，以机械代替人力，同时阿尔金山隧道内铺挂宽度为5m防水板，与以往宽度为3m的防水板相比较，即减少环向接缝，降低工人劳动强度，提高防水板铺挂效率，又消除了隧道渗漏水的质量通病。

关键词： 宽幅防水板;自动铺挂;

阿尔金山隧道起讫桩号为YK285+421～YK292+954，总长7533m,ZK285+441～ZK292+957，总长7516m。全隧道采用采用350g/m2无纺布、厚度为1.5mm、宽度为5m的EVA防水板，每幅搭接宽度≧10cm，且防水板与无纺布完全分离，隧道宽幅防水板施工新工艺是根据防水板幅宽为5m的情况，采用6m长防水板台车进行土工布和防水板挂设，配合超声波焊接固定工艺和爬焊机焊接连接的施工工艺进行施工。在原有挂布台车的基础上，在两端各增加型钢I18弧形轨道，此轨道与初期支护表面距离为70cm，以保证卷扬机正常沿轨道爬行。在弧形轨道上表面焊接链条，同工字钢翼缘板同宽，即形成卷扬机的爬行轨道。新工艺采用综合安装台车，形成一个集土工布安装、固定，防水板铺挂、固定、焊接的作业台车，满足隧道各种限界要求，图1为初步设计图。

图1 初步设计图 *载下**原图

1 卷扬机的特点、原理说明

卷扬机由两台2.2kW三项异步电机、减速机、承载托盘、固定卡轮组成。利用减速机自身的一种特性———反向自锁功能，采用无线电磁遥控器指挥，停止遥控或者突发停电时，其通过固定卡轮与减速机自锁功能来发挥本身的安全性能，即减速机停止工作，卷扬机可随时停止于轨道的任何位置。利用此特点，可实现防水卷材的摊铺、固定。

此设备用作原动件与工作机之间的减速传动装置。

2 施工工艺

2.1 施工准备

将施工机具、防水卷材转运至工作面，并检查卷扬机轨道是否脱落，断链;卷扬机电机是否通电及综合作业台车的安全性能。在使用前，接通电源，开启遥控器开关，控制整个动力系统的运动，卷扬机在空载状态下沿着轨道运动，观察前进、停止、后退情况及整体协调性，满足要求后开始安装防水卷材，否则，进行调整。在保证各个环节运作正常，方可作业。

2.2 测量放样

测量人员放样隧道中线。

2.3 定位台车

将一体台车的对称轴线与隧道中线重合，确保卷扬机行走轨道与初期支护表面间距均匀。

2.4 安装土工布

先将土工布放置于连接卷扬机的承载轴上，承载轴两端与卷扬机座上的连接套相接，通过插销固定，销钉采用M18×100的螺栓，防止脱落。

2.5 铺设、固定土工布

现将土工布边缘缠绕在纵向排水管上，并在管上方开始安装第一排垫片，其垫片间距安装水平间距1m布设，采用红外线定位仪布点，根据布点位置安装垫片，边墙、拱腰、拱顶部位其垫片间距可通过移动红外线定位仪调整，实时量测。

操作卷扬机上升的过程中，沿轨道每上升1.5m即停顿一次，便于安装垫片。依次类推，在拱腰部位按照70cm间距布设垫片，拱顶部位按照50cm布设。相反，卷扬机在另一侧下降过程中，每下降1m，即可安装垫片。

2.6 安装、固定EVA防水板

为了便于利用防水板包裹纵向排水管，可提前预留其长度为60cm，距离防水板边缘70cm位置贴于之前固定土工布的垫片上，用电磁焊机加热，使防水板与垫片粘结，达到面结合。在整个操作卷扬机过程中，与挂设土工布的流程一致。将防水板全部展开后，将卷扬机操作至起始位置。

2.7 松弛度的控制

在挂设防水板过程中，应注意其松弛度的控制;由于土工布挂设在前，垫片的布置间距是按照在边墙、拱腰、拱顶部位分别为100cm、70cm、50cm布设，垫片的固定点数边墙为2～3点/m2、拱部为3～4点/m2。相应在边墙处的防水板，从下而上平铺于初衬表面，高度为2.5m，拱腰部位的防水板由于重力的作用导致下坠，此时应该适当考虑松弛度，从固定点顺防水板量测72cm，拱顶部位从固定点顺防水板量测52cm，伸长量为9间距9×2cm×2+13×2cm=62cm，起拱线以上净长为19.14m，总长度为19.76m，从而得出松铺系数为1.03。

2.8 搭接缝的处理与质量检验

防水板搭接部位采用RFT-501爬焊机从一侧焊接至另一侧。单条焊缝宽度和搭接宽度均在12.5mm和100mm以上。

图2 垫片环向间距分区图 *载下**原图

充气检查:将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，焊缝合格，经实际检测，其压力均在0.2MPa。

土工布固定牢固，垫片无脱落;防水板无折皱、破损，无紧绷;焊接质量符合要求。

3 与传统工艺对比

3.1 经济效益分析

以单洞长度1344m计算，每月完成70m，工期19.2个月为一单元进行效益分析，如表1所示。

表1 经济效益对比表 *载下**原图

备注:防水板搭接宽度按照10cm计算，其铺挂有效长度(纵向)分别为2.8m、4.8m。

从表中数据可以看出:防水板的环向接缝由480道减少为280道，搭接缝明显减少，同比面积减少了(480-280)/480=41.6%，一方面减少了爬焊机焊接次数，一方面节省原材料(土工布+防水板)计2000m2，共计1000m2×6元/m2+1000m×2×22元/m2=28000元，节省工资支出115200元，扣除卷扬机费用40000元/套，共节省103200元;同时工艺改进前，人工为4人，改进后建为3人，而防水板重量由原来的105kg增加至175kg，增重66.67，充分说明机械代替体力劳动的作用之大。

3.2 工艺效果分析

以一模二衬12m长度进行工艺对比，如表2所示。

从表2可看出:通过工艺改进，防水板搭接缝明显减少，采用爬焊机焊接的次数大大较少，彻底解决了因爬焊机故障或者人为不当操作造成的焊缝不严实而渗漏水的现象;防水板表面平顺，无折皱、破损现象，搭接缝密实饱满;同时省时省力，加快了施工进度;降低了安全风险系数。

表2 工艺效果对比表 *载下**原图

4 结语

在敦当高速公路项目建设前期，将机械化、标准化、精细化、信息化作为项目控制目标，鉴于阿尔金山隧道项目所处戈壁高原，环境恶劣，劳动力不足以及缺氧的问题，项目部大胆尝试、创新、发明防水板全自动铺挂台架。本项技术在阿尔金山隧道的成功应用，即实现了施工机械化作业，又提升了防水板的挂设效果，彻底解决了隧道二衬表面渗漏水的病害，最显著的四个优势是:第一，以机械化作业代替体力劳动，省时省力，并且增加了安全风险系数;第二，该设备操作简单、方便，操控性极强;第三，防水板摊铺次数少，充分利用了不可避免的中断时间，其效率大大提高，从而加快了隧道施工进度;第四，消除了防水层纵向接缝，减少了环向接缝，保证防水板平整，达到了防水的目的。其工期、效益、质量、安全均得到了有效保证，符合“四节一环保”的要求，具有很高的推广价值。

参考文献

[1] JTG D70-2004，公路隧道设计规范．

[2] 张雷．隧道防排水施工技术．经营管理者，2010,11.

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