Использование гидроизоляции на стадии ремонта

Гидроизоляция тоннелей  31.08.2018 08:38

Тоннель нуждается в обязательной гидроизоляции. Гидроизоляция тоннелей является очень важным моментов при строительстве подобных сооружений, так как от её правильного выполнения зависит успешность работы тоннеля. Гидроизоляция тоннелей должна быть частью проекта при проектировании тоннеля. Большое внимание, уделяемое гидроизоляции тоннелей, обусловлено высокой важностью её качественного выполнения.
Гидроизоляция тоннелей преследует две взаимосвязанные цели – обеспечение долговечности и сохранение от разрушения конструкции тоннеля и недопущение проникновения подземных вод в его внутреннее пространство.

Гидроизоляция, в первую очередь, обеспечивается водонепроницаемостью материала конструкции. Дополнительным средством, увеличивающим водонепроницаемость конструкции и окружающего массива, является нагнетание за обделку тоннеля песчано-цементного раствора. Раствор заполняет трещины и полости в обделке и массиве грунта, преграждая путь подземным водам.
Радикальным средством, позволяющим обеспечить полную водонепроницаемость обделки, является включение в ее конструкцию замкнутых водонепроницаемых мембран.

Водонепроницаемость тоннеля может обеспечиваться с помощью различных материалов для гидроизоляции. Как правило, используют несколько систем гидроизоляционных материалов для получения лучшего эффекта и большей надёжности.
При устройстве гидроизоляции тоннелей также полезно устроить и дренажную систему, позволяющую получить дополнительный уровень защиты тоннеля, впрочем, как и вообще при гидроизоляции любых подземных сооружений.

Обделка из монолитного бетона может быть выполнена практически водонепроницаемой благодаря соответствующему подбору состава бетона и его качественному уплотнению при укладке. Течи обычно появляются в местах рабочих швов, организуемых при бетонировании. Они ликвидируются после нагнетания за обделку песчано-цементного раствора через трубки, заложенные в бетон при его укладке.

Сравнительно простое средство увеличения водонепроницаемости бетонной обделки тоннеля – торкретирование ее внутренней поверхности двумя-тремя слоями песчано-цементного раствора. Для предотвращения возможности появления в торкрет-бетоне усадочных трещин следует изготовлять его на водонепроницаемом безусадочном цементе. Эффективность торкретной изоляции значительно увеличивается при нанесении ее по стальной сетке, предварительно прикрепленной к обделке анкерными стержнями. Армированное торкретное покрытие обеспечивает водонепроницаемость обделки при гидростатическом давлении до 10 Па.

При возведении бетонных обделок в сильно обводненных грунтах с большим гидростатическим давлением конструкция изолируется сплошной водонепроницаемой мембраной из гибких рулонных материалов, приклеенных к внутренней стороне обделки. Такая изоляция, называемая гибкой или оклеечной, прижимается к обделке внутренней железобетонной конструкцией (рубашкой). В качестве гибких изолирующих материалов используется гидроизол (асбестовый картон, пропитанный нефтяным окисленным битумом), а также стеклорубероид и стеклобит – новые материалы, обладающие большей механической прочностью, чем гидроизол. Рулонный изолирующий материал наклеивается в три–пять слоев. Трехслойная изоляция применяется при гидростатическом давлении до 30 Па.

Материалы для гидроизоляции тоннелей

Чтобы обеспечить водонепроницаемость небольших частей подземных конструкций из монолитного бетона, соединяющих ответственные элементы подземного сооружения, выполненные из другого материала (например, из чугуна), применяется гидроизоляция из стальных листов толщиной 10-12 мм, сваренных между собой. Листы устанавливаются с внутренней стороны тоннельной обделки; при строительстве они обычно выполняют роль опалубки. Совместность работы стальной изоляции с бетоном обделки достигается благодаря анкерам, приваренным к листам и заглубленным в бетонный массив.

Самой высокой водонепроницаемостью обладают обделки из чугунных тюбингов. Однако и в них есть места, через которые в тоннель может проникать вода – это швы между тюбингами, отверстия для болтов и нагнетания за обделку.

Швы между тюбингами с внутренней стороны конструктивно уширяются, образуя канавку, которая заполняется и зачеканивается замазкой из водонепроницаемого расширяющегося цемента или быстросхватывающегося состава. В наиболее ответственных сооружениях при большом гидростатическом давлении и значительных колебаниях температуры эксплуатируемой конструкции для зачеканки швов допускается применение значительно более дорогого и поэтому сейчас практически не применяемого материала – свинцового шнура, состоящего из свинцовой трубки, заполненной кручеными асбестовыми нитями, пропитанными битумом. При чеканке свинцовый шнур сминается и плотно прилегает к стенкам канавки, обеспечивая герметичность шва.
Изоляция болтовых отверстий в тюбингах выполняется при помощи стальных сферических шайб с асбестобитумным заполнением, которое вдавливается в полость между болтом и отверстием при затягивании гайки. В последнее время вместо асбестобитумной изоляции отверстий начинают применять конические упругие шайбы из пластмасс.
Отверстие для нагнетания закрывается чугунной пробкой с нарезкой, под фланец которой закладывается асбестовая шайба, пропитанная битумом.
Гидроизоляция сборных обделок из железобетонных блоков выполняется в основном теми же средствами, что и в чугунных обделках, но эффективность ее значительно ниже, что объясняется образующимися после сборки и загружения кольца трещинами в теле блоков и вблизи чеканочных канавок. Через эти трещины в тоннель проникает вода, арматура блоков подвергается коррозии, что влечет за собой дальнейшее разрушение конструкции.

В гидроизоляции конструкций из блоков особую важность приобретает нагнетание за обделку растворов. Для этого применяются раствор бентонитовой глины и различные смеси, от удачного выбора которых зависит эффективность гидроизоляции обделки.
Водонепроницаемость блоков увеличивается при покрытии их слоем битума с наружной стороны и торцов.
При сооружении тоннеля в водонасыщенных грунтах с применением сборной железобетонной обделки требуется устройство оклеечной гидроизоляции в сочетании с железобетонной рубашкой. Такая гидроизоляция значительно усложняет конструкцию и увеличивает сроки ее возведения. В настоящее время проблема обеспечения водонепроницаемости железобетонных обделок решается в двух направлениях: созданием водонепроницаемого тела блоков и надежной гидроизоляции швов между блоками.
В различные периоды эксплуатации тоннеля в нем может аккумулироваться вода, несмотря на обязательные меры по обеспечению водонепроницаемости обделки. Эту воду необходимо собрать и удалить.
Удаление воды из тоннеля и сброс ее за пределами порталов выполняется посредством водоотливных лотков, продольный уклон которых, как правило, соответствует уклону пути в тоннеле, но не должен быть менее 0,003. Поперечный уклон бетонного выравнивающего слоя в сторону лотка – не менее 0,02. Внутренние размеры лотков назначаются в соответствии с гидравлическим расчетом на максимально возможный приток воды, но не менее 30х30 см.

Для предотвращения возможности замерзания воды в лотке между ним и наружной крышкой укладывается утепляющая засыпка. В местности с суровым климатом конструкция лотка со всех сторон утепляется блоками из материала с малой теплопроводностью или листами теплоизоляции.

Тоннель: новые технологии гидроизоляции

В начале ХХ века в странах Центральной Европы был разработан и внедрен получивший затем распространение и развитие во многих странах мира новый прогрессивный способ сооружения подводных тоннелей. Эта технология получила название способа опускных секций.

Железобетонные секции тоннеля длиной 75-100 м и значительной массой – до 10 000 т и более – изготовляются насухо в док-шлюзе. Торцы секций заглушаются металлическими перегородками, затем секции, обладая плавучестью, шлюзуются, транспортируются по воде к створу тоннеля, балластируются, опускаются на дно заранее подготовленной траншеи и последовательно стыкуются с монолитным участком тоннеля и друг с другом, образуя единую конструкцию. Затем готовый тоннель замывается в траншее грунтом.

В последние годы в связи с развитием индустрии новых синтетических материалов, сухих строительных смесей, строительных материалов, появились и новые изоляционные материалы, материалы для гидроизоляции бетона. Основным требованием, предъявляемым к современным материалам для гидроизоляции любого вида и назначения, являются высокая адгезия или пенетрационная способность (т. е. способность гидроизоляционного материала проникать в поверхностные поры и микротрещины изолируемого материала (бетона); эта группа гидроизоляционных материалов объединяется под брендом Пенетрон).