21.Бетонні роботи при будівництві тунелів

Зведення обробки, завершальний цикл основних робіт зі спорудження тунелю, виробляють зазвичай паралельно з розкриттям підземної виробки у відповідності з основним правилом тунелебудування, яке полягає у необхідності скорочення до мінімуму періоду перебування виробки на тимчасового кріплення.

В грунтах середньої міцності бетонні роботи виконують на відстані 60-70 метрів від забою. Як правило використовують передвижну секційну опалубку. При способі опертого склепіння бетонні роботи виконують після переміщення забою на 3 кільця ( кожне приблизно по 17 м). Ширина бетонної захватки 3-4.5 м. При проходці в скельних грунтах способом суцільного забою бетонні роботи виконують на відстані більше 100 м від забою з використанням багатосекційної опалубки. Ширина захватки 6-12 м. В коротких тунелях до 300 м бетонні роботи виконують після завершення прохідницьких робіт.

Застосування обробок з монолітного бетону вимагає дуже чіткої організації бетонного господарства, яка значною мірою визначається розмірами поперечного перерізу виробки у довжиною споруджуваного через один вхід ділянки тунелю. Основна вимога, яку при цьому необхідно виконувати, полягає в доставці бетонної суміші з мінімальним числом перевантажень і струсів, що ведуть до її розшарування, і завершення укладання бетонної суміші до начала схоплювання цементу. Тривалість переміщення бетонної суміші, рахуючи з моменту вивантаження з бетономішалки до завантаження в бетоноукладальну машину, не повинна перевищувати 1 год при температурі до -20 ° С і 40 хв при більш високих температурах. Бетонну суміш готують поза тунелю або в його готовій частини на відстані від опалубки, що забезпечує можливість своєчасної доставки і укладання на місце. Бетонні роботи проводять звичайними методами при температурі повітря не нижче +10 ° С і температурі бетонної суміші не нижче + 5 ° С. При більш низьких температурах застосовують зимові способи бетонування. На ділянці бетонування повинні бути вжиті заходи проти фільтрації через свіжеукладений бетон підземних вод. Для цього в тріщини породи закладають водовідвідні трубки. Найбільші можливості для механізації робіт з бетонуванням обробки є в скельних грунтах, які не потребують кріплення або дозволяють обмежитися контурним кріпленням. При цьому переміщення і укладання бетонної суміші виконують із застосуванням бетононасосів і бетоноукладальників, а пересувна опалубка забезпечу достатній фронт бетонування. При паралельній системі організації робіт, тобто при зведенні обробки під час проходки, в першу чергу бетонують стіни і верхнє склепіння, що дозволяє зберегти недоторканими відкатні шляхи, які використовують для вивезення грунту із забою виробки.

22.Гідроізоляція тунельних обробок

Гідроізоляція призначена для запобігання тунелів, станцій та інших споруд метрополітенів від попадання в них підземних вод. В залежності від гідрогеологічних умов, напору й агресивності підземних вод і конструкції обробки для гідроізоляції застосовуються: нагнітання розчинів за обробки, зачеканення швів і заповнення гідроізоляційними матеріалами отворів у збірних конструкціях, нанесення на поверхню обробки шару оклейної гідроізоляції або обмазувальної гідроізоляції, металлоізоляція; торкретування поверхні обробки.

Нагнітання розчинів за обробку тунелів при їх спорудженні виконується з метою: по-перше, заповнити пустоти між зовнішньою поверхнею обробки і виробки для забезпечення спільної роботи конструкції з породою, рівномірного розподілу тиску грунту на тунель, попередження осідання підземних і наземних споруд і зменшення деформацій самої обробки, по-друге, забезпечити підвищену водонепроникність обробки тунелю, зменшити її корозію. Нагнітання розчинів ведуть в 2 етапи: спочатку первинне, потім - контрольне. У тих випадках, коли після завершення первинного і контрольного нагнітання потрібна водонепроникність обробки не досягнута, додатково роблять ущільнювальне нагнітання. Для первинного нагнітання застосовують цементно-піщаний розчин складу 1:2-1:3, для контрольного - цементний розчин. Тип і марку цементу вибирають в залежності від агресивності підземних вод. Для ущільнювального нагнітання застосовують бентонітові, зольні або цементно-бентонітові та цементно-зольні розчини.

Оклейна гідроізоляція являє собою оболонку, виконану з пластичного водонепроникного матеріалу, що складається з декількох шарів рулонного гідроізоляційного килима, проклеїного бітумної мастикою. Число шарів встановлюється проектом. Розрізняють внутрішню і зовнішню гідроізоляцію. Внутрішню гідроізоляцію наклеюють на внутрішню поверхню тунельної обробки. Внутрішня гідроізоляція складається з вирівнюючого ошару, гідроізоляційного килима на бітумній мастиці і захисної цементної стяжки . Зовнішню гідроізоляцію застосовують при відкритому способі робіт; її наклеюють на зовнішню поверхню зібраної в котловані конструкції поверх влаштованого на перекритті вирівнюючого шару і покривають цементно-піщаною стяжкою по вкладеній металевій сітці. Основним гідроізоляційним матеріалом при влаштуванні оклеечной гідроізоляції є бітум і просочені їм різні рулонні матеріали (стеклорубероїд, гідроізол, гідростеклоізол, фольгоізол та ін.)

Металева гідроізоляція застосовується на ділянках тунелів, які проходять в особливо складних гідрогеологічних умовах з високим гідростатичним напором, а також для ізоляції найбільш відповідальних вузлів та елементів конструкцій: прорізів і торцевих стін станційних тунелів, місць сполучення тунелів різного діаметру, зумфов дренажних перекачок та ін. Як матеріал для металевої гідроізоляції використовують листову сталь товщиною від 8 до 12мм. Окремі листи з'єднують електрозварюванням в суцільну оболонку. Ізоляція із сталевих листів може бути використана в якості конструкції, що підвищує несучу здатність оброблення, а також замість опалубки при бетонуванні. Обробка при цьому виходить комбінованої і значно меншої товщини, ніж при оклеїчної гідроізоляції.

Торкретування поверхонь (нанесення на поверхні шару набризкбетону) застосовують при незначних притоках підземних вод як додатковий засіб підвищення водонепроникності бетонної обробки (у тих випадках, коли застосування оклеїної гідроізоляції недоцільно з технічних чи економічних міркувань) а також як антикорозійне покриття металоізоляції. Процес торкретування полягає в нанесенні на ізольовану поверхню розчинної або бетонної суміші під тиском стисненого повітря через сопло, до якого підводять роздільно суху суміш цементу з заповнювачем і воду. Висока швидкість надходження суміші з сопла забезпечує її щільну укладку. В якості матеріалів використовують цемент та пісок або цемент, пісок і дрібний щебінь. До нанесення торкрету (набризкбетону) поверхню готують: роблять насічки на бетоні, очищають його поверхню піскоструминним апаратом і ретельно промивають. При гідростатичному тиску більше 0,05МПа до обробки прикріплюють арматурну сітку з дроту діаметром 3-5мм. Покриття складається з декількох шарів набризкбетону. Кожен новий шар покриття наносять після затвердіння попереднього шару.

При проходці тунелю способом суцільного забою або новоавстрійським способом використовують сучасну технологічну гідроізоляцію шляхом нанесення спеціального розчину з цементу високих марок і пластифікаторів. Наносять спеціальним апаратом під тиском 0.4 МПа. Товщина шару 2-3 мм. В автодорожніх і залізничних тунелях використовують поліхлорвінілову плівку у вигляді листів шириною 3-4 м, які прикріплюють до тимчасової оправи з пінопласту, що збирає воду, яка потім стікає вниз на підошву в спеціальні канали.

Гідроізоляція збірних обробок здійснюється шляхом зачеканення швів (стиків) між збірними елементами і ущільненням болтових отворів і отворів для нагнітання. У збірній чавунній обробці шви між тюбінгами зачеканюють мастикою з водонепроникного цементу, що розширюється (марки ВРЦ), гіпсо гліноземистого цементу або ущільнюючою сумішшю, що швидко схоплюється (БУС). При сильній течі канавки заповнюють сухим цементом або БУСом. При великому припливі підземних вод і значному гідростатичному напорі гідроізоляцію швів виконують із застосуванням свинцевого дроту. У цьому випадку чеканочну канавку на 1/3 глибини зачеканюють свинцем, а іншу частину заповнюють мастикою з БУСа або цементу. Для гідроізоляції болтових отворів застосовують болтові комплекти, в які входять сферичні сталеві шайби з асбобітумним заповнювачем. При загортанні гайки сферичні шайби випрямляються і вдавлюють асбобітумну масу в конічне поглиблення в тюбінгу і в кільцевий зазор між болтом і отвором.