2577

Для этой цели проводится конструктивное утепление, искусственный обогрев или искусственное увеличение дебита лотков.

Для утепления лотков рекомендуется применять теплоизоляцию из блоков и листов пенопласта, пенополистирола, пенополиуретана, а также засыпку из материалов с низким коэффициентом теплопроводности, таких как керамзит, гранулированный шлак и т.п. (рис. 10.11, 10.12). Если с помощью только одного утепления невозможно компенсировать теплопотери лотков, то применяют искусственный обогрев в сочетании с утеплением лотков. Для искусственного обогрева производят электропрогрев трубчатыми нагревательными элементами (ТЭНами), размещаемыми в лотке, или паропрогрев, когда лоток оборудуется системой паропроводов (рис. 10.13). Источником пара служит стационарная либо передвижная котельная или паросиловая установка. Применяют также греющие электрокабели и водопроводы с пропуском воды из горячих источников.

Для обеспечения нормальной эксплуатации водоотводных лотков через каждые 40 50 м устраивают смотровые колодцы с отстойниками с размерами в плане 100 60 см.

Другим видом водоотводных устройств в автодорожных тоннелях являются водозаборные колодцы-приямки с водоотводными трубами к коллектору (см. рис.10.10, в). Водозаборные приямки устраивают по длине тоннеля через 50 100 м на краю проезжей части. Их глубина 50 см, размеры в плане 30 40 см.

Рис. 10.11. Утепление водоотводных лотков в железнодорожных тоннелях: а – шлаком и керамзитобетоном; б – шлакобетоном; 1 – керамзитобетон; 2 – шлаковая засыпка; 3 – шлакобетон

152

ют засыпку из дренирующего материала (щебня, гравия) для защиты от вымывания части породы из окружающего массива.

Водоотводные устройства горного тоннеля или дренажной штольни выходят в смотровые колодцы, расположенные в тоннеле около портала. Вода из смотрового колодца выпускается по лотку в водоприемный колодец, сооружаемый за пределами тоннеля вблизи портала, оттуда самотеком поступает в подкюветный дренаж предпортальной выемки. Концевой участок подкюветного дренажа во избежание возможного перемерзания обычно располагается на крутом склоне и должен иметь уклон не менее 20 ‰ (рис. 10.15).

При выпуске воды из нескольких водоотводных лотков в один подкюветный дренаж водоприемные колодцы соединяются

Рис. 10.15. Схема выпуска воды из лотка тоннеля в подкюветный дренаж: 1 – внутритоннельный водоотводный лоток; 2 – утепление лотка; 3 – смотровой колодец; 4 – быстроток; 5 – отсек для утепления; 6 – лестница; 7 – подкюветный дренаж; 8 – водоприемный колодец

УПЧ

154

лении воды, обделку тоннелей выполняют из водонепроницаемого материала или со сплошным гидроизоляционным покрытием.

При возведении монолитной бетонной обделки для улучшения свойств бетона в него вводят добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), увеличивающие плотность, трещиностойкость, морозостойкость, водонепроницаемость и сопротивляемость воздействию агрессивных вод. В нашей стране используют ПАВ двух основных видов: пластифицирующие и воздухововлекающие. Пластифицирующие добавки (пластификатор ЛСТМ-2, суперпластификатор С-З, сульфитно-дрожжевая бражка, кремнегель, жидкое стекло) увеличивают подвижность и пластичность бетонной смеси. Тем самым они способствуют снижению водоцементного отношения и получению за счет этого более плотных и морозостойких бетонов. Воздухововлекающие добавки (мылонафт, СНВ – смола нейтрализованная воздухововлекающая, СПД – синтетическая поверхностно-активная добавка) вовлекают в бетонную смесь воздух в виде мельчайших пузырьков, вследствие чего прерывается система сообщающихся капиллярных пор в бетоне. Это снижает водопоглощение и водопроницаемость бетона.

Водонепроницаемость обделки повышается, когда применяют технологию возведения монолитных обделок при минимальном количестве перерывов в бетонировании и длине рабочих швов. Рекомендуется бетонировать обделку по всему контуру тоннеля за один прием. Следует отдавать предпочтение при соответствующих условиях обделкам из самонапряженных, прессованных и полимербетонов, которые обладают повышенной водонепроницаемостью.

Но наиболее надежной защитой от проникновения внутрь тоннеля подземных вод является полная герметизация обделок гидроизоляционными покрытиями из битуминозных рулонных оклеечных материалов. Применяют два вида гидроизоляции: наружную и внутреннюю (рис. 10.17, 10.18).

Наружную гидроизоляцию устраивают из битуминозного рулонного материала – 2 3 слоев гидроизола, накрываемых послойно на горячей водостойкой битумной мастике по загрунтованной битумным лаком поверхности. Она применяется для тоннелей мелкого заложения, сооружаемых из сборных железобетонных элементов открытым способом, и в горных тоннелях, сооружаемых в устойчивых породах. В тоннелях мелкого заложения гидроизоляцию защищают от возможных повреждений слоем торкрета толщиной 3 5 см, наносимого по проволочной сетке

156

диаметром 1 2 мм с ячейками 12 12 см, или стенкой из кирпича либо железобетонных плит. В горных тоннелях поверхность выработки выравнивают слоем набрызг-бетона толщиной 5 7 см, по которомунаклеиваютнаружную гидроизоляцию. После этого бетонируют обделку и нагнетают за нее цементный раствор, обеспечивая плотный контакт изоляции с обделкой (см. рис. 10.17, а).

Если горизонт подземных вод залегает выше подошвы тоннеля, гидроизоляцию устраивают по всему контуру конструкции. При расположении горизонта подземных вод ниже подошвы тоннеля гидроизоляцию выполняют только по стенам и своду или перекрытию.

При наружной гидроизоляции на обделку действует суммарное горное и гидростатическое давление, что при их большой величине может потребовать усиления конструкции обделки.

Рис. 10.17. Гидроизоляция обделок: а – наружная по выравнивающему слою из набрызг-бетона ; б, в – внутренние с железобетонной рубашкой и без нее; 1 – набрызг-бетон; 2 – гидроизоляция; 3 – несущая обделка; 4 – железобетонная рубашка

В слабых водонасыщенных породах, когда невозможно создать наружную гидроизоляцию, устраивают внутреннюю гидроизоляцию.

При напоре подземных вод менее 0,1 МПа используют жесткую изоляцию в виде слоя водонепроницаемой штукатурки толщиной 3 4 см, наносимого на поверхность обделки торкретспособом (см. рис. 10.17, в). При напоре подземных вод более 0,1 МПа устраивают гибкую оклеечную изоляцию из рулонных ма-

157

териалов с поддерживающей железобетонной оболочкой толщи-

ной 15 20 см (см. рис. 10.17, б).

В отличие от наружной внутренняя гидроизоляция не защищает обделку от воды, что может привести к коррозии арматуры и разрушению бетона. Горное давление передается на обделку, а гидростатическое – только на гидроизоляционную оболочку, т. е. обделку можно устраивать более тонкой.

При траншейном способе работ применяют смешанный вид гидроизоляции (см. рис. 10.18, б). При горизонте подземных вод выше подошвы тоннеля гидроизоляцию перекрытия устраивают с наружной стороны, а стен и лотка – с внутренней стороны. При расположении уровня подземных вод ниже подошвы тоннеля выполняют только наружную гидроизоляцию перекрытия от проникновения воды с поверхности. Сверху гидроизоляцию защищают от повреждения слоем бетона толщиной 10 15 см, армированногостальнойсеткойдиаметром 15 мм с ячейками 15 15 см.

При заложении тоннелей в водонасыщенных породах при большом гидростатическом давлении (более 1,5 МПа) применяют металлоизоляцию из стальных листов толщиной 6 8 мм, сваренных между собой и заанкеренных в бетон (см. рис. 8.11, 10.19). Ее делают внутренней для горных тоннелей и наружной для тоннелей, сооружаемых открытым способом, и подводных тоннелей с обделкой из опускных секций. Стальные листы покрывают противокоррозионным составом. Иногда в горных тоннелях металлоизоляцию делают внешней, тогда ее используют в качестве опалубки.

В современном тоннелестроении применяют разнообразные виды гидроизоляционных материалов. Сплошную гидроизоля-

158

онных работ в 1,5 2 раза и сократить их стоимость на 15 20 % по сравнению с обычной оклеечной изоляцией. На ряде объектов успешно применяют термопластичную изоляцию из расплавленного битума, наносимого специальными форсунками под давлением на поверхность обделки, которая армирована стеклотканью. Получает распространение изоляция из листов ребристого полиэтилена толщиной 1 3 мм, свариваемых между собой, а также из водозащитных лаков и красок и поливинилхлоридных пленок толщиной 2 3 мм. Для гидроизоляции в породах естественной влажности применяют мастики из смеси эпоксидных смол с органическим веществом (эпоксидно-фурановых, эпоксидносланцевых) и битумполимерсиликатную мастику, состоящую из битума, латекса, этилсиликата.

Гидроизоляция сборных обделок тоннелей, сооружаемых щитовым способом, заключается главным образом в герметизации швов между блоками и тюбингами, болтовых отверстий и отверстий для нагнетания растворов за обделку, а также отдельных повреждений элементов конструкций (трещин, сколов, раковин).

Швы в обделках из чугунных тюбингов уплотняют путем чеканки свинцовой проволокой диаметром 9 12 мм или освинцованным шнуром диаметром 11 13 мм с сердечником из асбестового наполнителя. В ряде случаев изоляцию швов производят чеканкой из водонепроницаемого расширяющего цемента (ВРЦ). Для герметизации болтовых отверстий применяют стальные сферические с тугоплавким асбобитумным наполнителем или полиэтиленовые уплотняющие шайбы (рис. 10.20).

Для гидроизоляции швов и монтажных отверстий сборных железобетонных обделок помимо замазки из ВРЦ применяют БУС (быстросхватывающийся уплотняющий состав из цемента и асбеста) и эпоксидно-фурановую мастику, а в последнее время – специальные аэрированные растворы из цемента, песка и вспенивающей добавки.

Железобетонные блоки и тюбинги практически водопроницаемы и могут использоваться в маловодонасыщенных породах при гидростатическом давлении менее 0,25 МПа. Повышение во-

161