大型波浪形金属屋面TPO防水层智能施工技术

赵忠诚

（中铁建设集团南方工程有限公司 广州 514400）

0 引言

随着我国城市建设的快速发展和人口增长，大型站房和公共设施的建设需求日益增加［1-3］。为了满足这种需求，钢结构和钢混结构在设计和施工中得到了广泛应用，这些结构具有高强度、稳定性和耐久性的优势，能够承受大跨度和重载荷的要求［4-6］。在这些大型站房和公共设施中，屋顶作为重要的构件之一，承担着保护建筑物内部免受外界环境侵害的重要任务。钢结构金属屋面因其较轻的重量和优异的机械性能成为了首选。此外，钢结构金属屋面使用TPO 防水卷材作为防水层，这种材料具有出色的抗老化和防水性能，能够有效地防止水的渗透［7］。

然而，随着时间的推移和环境因素的影响，金属屋面会发生形变［8］，导致屋面的密封性能逐渐减弱。尤其是在面临温度变化的情况下，由于热胀冷缩的作用，屋面可能出现扭曲和变形，从而影响其密封性。这可能会导致屋面出现渗漏问题，给建筑物内部造成损害，甚至影响到建筑物的使用安全性［9-11］。

厦门某新建高铁站站房钢架南北跨度约267 m，东西跨度约143 m，屋盖最高点55.5 m，与最低点相差24 m，整体屋面呈“大波浪”造型。屋面均采用TPO 防水卷材进行防水施工，为保证屋面防水施工的牢固性及密封性，现场使用瑞士进口TOPLINK-7001B TPO热风拼接自动爬行TPO 防水卷材热合机（以下简称“智能防水卷材热合机”），使其做到智能化施工。

1 工程概况

厦门某新建高铁站为沿海铁路在厦门枢纽的主要客站。车站规模7 台15 线，中心轨顶设计高程为22.17 m，设450 m×15 m×1.25 m 基本站台1 座，450 m×12 m×1.25 m岛式站台6座，车站轨面标高与既有厦门北站轨面等高，站房整体效果如图1所示。

图1 站房整体效果Fig.1 Overall Effect of Station Building

车站金属屋面系统结构的设计使用年限为50年，屋盖的结构型式为钢网架结构，其耐火等级为二级，屋面防水等级为一级。本项目抗震设防烈度为7 度，对应于设计基本地震加速度值为0.15g，活载标准值Lk=1.0 kN/m2，屋面按照100 年一遇的基本风压为0.95 kN/m2，100 年一遇基本雪压为0 kN/m2。本项目金属屋面系统TPO 防水卷材使用1.2 mm 厚聚酯纤维内增强型高性能机TPO防水卷材。

2 智能防水卷材热合机的特点

2.1 智能控制

智能防水卷材热合机采用一套先进的分散控制系统，该系统集成了多项智能化功能，以提升设备的性能和用户体验，其操作面板如图2所示。

图2 智能防水卷材热合机操作面板Fig.2 Operation Panel of Intelligent Waterproof Roll Material Heat-closing Machine

智能防水卷材热合机具备出色的系统容错能力，自动检测和纠正错误，确保操作的安全性和稳定性。其还具备供电系统切换功能，在主电源故障时自动切换到备用电源，保证连续工作，避免生产中断和数据丢失。而模块化设计提供高可维护性，只需更换故障模块而不必整体维修，降低维护时间和成本。配备系统重置能力，方便重新配置设备或处理异常情况。其控制系统还能计算和统计输入输出点接入率和完好率，帮助优化生产过程，提高效率和质量。优秀的实时性能保证快速响应传感器数据，实时调整热风温度和运行速度，确保热合过程准确稳定，提升产品质量和一致性。

2.2 高效稳定

智能防水卷材热合机采用高品质组件和材料，确保在高温环境下可靠长时间工作，实现热量和风量最大化。其配备的发热丝具有卓越性能，在高温环境下长时间工作且不损坏，确保设备稳定性和持久性。耐高温陶瓷和涂银端子高效传递和分散热量，最大程度利用热量和风量，实现有效热熔焊接。其防烫保护功能是通过隔热材料和热隔离设计，保障操作人员和周围环境安全和提高热熔焊接质量和施工效率。

2.3 定位准确

智能防水卷材热合机利用动态过程激光扫描定位技术，简化了复杂的计算和匹配过程。该技术能够实时获取机器运动轨迹信息，通过考虑各种干扰因素，实现精确的导向系统，这确保机器在焊接过程中始终沿直线行走，最大程度减少工人可能引起的质量问题。动态过程激光扫描定位技术快速且准确地估计机器位置，避免了传统技术中数据繁琐的处理过程。

3 TPO防水层智能施工技术

3.1 防水卷材铺设工艺要点

为了确保高效的防水工程，选择采用了1.5 mm厚TPO防水卷材，其具有出色的防水性能和耐用性。在进行卷材安装之前，有一系列关键步骤和注意事项需要遵循，以确保最佳的施工质量和长期可靠的防水效果。

⑴在安装之前，必须仔细检查基层缝隙，确保接缝缝隙均匀无错位。这一步骤的重要性不可忽视，因为只有当接缝缝隙均匀且没有错位时，卷材才能与基层紧密连接，避免空鼓和漏水问题的出现。防水卷材在施工前应进行精确放样，最大限度地减少接头的数量，接头间应当相互错开至少500 mm，平行于屋脊的搭接缝应顺流水方向搭接，垂直于屋脊的搭接缝应顺年最大频率风向搭接。

⑵卷材的铺设应按照流水坡度的反方向，自下往上进行，铺设方向还垂直于屋面坡度方向。这样的铺设方式可以确保卷材与基层有效连接，并减少空鼓的风险。通过反方向铺设，我们能够更好地排水，避免积水对防水层的影响。

⑶对于当天铺设的卷材，最好在当天完成接缝处理，这意味着需要在当天铺设的卷材上进行接缝处理，以确保接缝的密封性和耐水性。及时处理接缝可以防止水分渗入卷材之间的间隙，确保防水层的完整性。

⑷每天施工后留下的接口，必须采取适当的保护措施，避免被淋雨和受潮。这可以通过覆盖保护或其他有效的防水措施来实现，以确保接口不受到外部环境的损害，从而保证防水层的可靠性。

通过采用1.5 mm厚TPO防水卷材，并严格按照上述步骤和注意事项进行施工，方可确保高质量的防水效果，有效地防止漏水问题的发生，提供持久的防水保护。

3.2 防水卷材铺设固定

在进行防水卷材的铺设固定施工过程中，有一些重要的步骤和注意事项需要遵循，以确保施工质量和防水效果的可靠性，其现场施工如图3所示。

图3 智能防水卷材热合机现场施工Fig.3 On-site Construction of Intelligent Waterproof Roll Material Heat-closing Machine

⑴施工材料应妥善保管。材料进场后应放置在干燥、通风、平整的场地上，远离明火，并避免长时间的日晒和雨淋，以防止材料的损坏和变形。

⑵在进行卷材铺设之前，首先需要进行卷材的预铺。将卷材自然疏松地平铺在保温层上，然后平整顺直地放置约30 min，并根据屋面的构造情况进行适当的剪裁，以确保卷材的合适铺设。

⑶卷材的固定采用专用基层胶粘剂进行固定。在粘结卷材之前，必须确保找平层充分干燥。可以通过测试找平层的含水率来确认其干燥程度，一般要求含水率不超过8%。同时，也可以进行简易的测试方法，将1 m2的卷材平铺在找平层上，经过3～4 h 后揭起，如果卷材和找平层上没有水印，则可以进行施工。

⑷在防水卷材的铺设过程中，要求铺设必须平整，减少折皱。首先，将要铺设的卷材翻转约2 m 长度，然后用滚刷均匀涂刷专用基层胶粘剂在卷材的背面（黑色面）。需要焊接的卷材边缘部位不需要涂刷基层胶粘剂。如果卷材放置时间过长或被污染（如灰尘、水迹、脚印等），则需要使用卷材清洁剂进行清洗，并等待清洁剂完全干燥后再涂刷基层胶粘剂。

⑸在屋面大面积的铺设中，可以使用智能防水卷材热合机将两层卷材的没有涂刷基层胶粘剂的边缘位置进行焊接，有效焊接宽度为3.5～4.0 cm。自动焊机的压力应在500～550 N 左右，温度为500～550 ℃，焊接速度为1.5～2.0 m/min，具体的参数会根据现场条件（如温度、湿度）进行调整。

4 结语

厦门某新建高铁站站房工程屋面具有较大的跨度和高低差，整体呈现出独特的“大波浪”造型，并采用多组合式屋面衔接，展现出鲜明的风格。为了应对这样复杂的屋面结构，采用智能防水卷材热合机在整体屋面防水施工中起到了至关重要的作用，以下是对本技术有益效果的总结：

⑴极大地提高了屋面防水施工的质量和效率。由于智能防水卷材热合机具备精准的控制和定位能力，可以准确地进行拼接和焊接操作，避免了人工可能引发的误差和不规范操作。

⑵智能防水卷材热合机能够在复杂的屋面结构中自主爬行，并根据需要进行热风拼接，确保每个区域都得到适当的加热和连接，有效降低了屋面漏水的风险。

⑶体现了绿色、环保、节能和高效的建筑施工理念。通过智能防水卷材热合机的自动化操作，可以减少对人力资源的需求，降低施工过程中的能耗和废料产生，实现了绿色和环保施工，提高了施工效率。