- •Строительство метрополитенов
- •Способы строительства метрополитенов
- •Основы проектирования метрополитенов
- •Контрольные вопросы
- •Глава II. Основные сведения по геологии и гидрогеологии Виды горных пород
- •Подземные (грунтовые) воды
- •Основные физико-механические свойства грунтов
- •Основные физико-механические свойства грунтов
- •Задачи инженерно-геологических изысканий при проектировании и строительстве метрополитенов
- •Контрольные вопросы
- •Глава III. Строительные материалы и изделия, применяемые в метростроении Каменные материалы
- •Вяжущие материалы. Бетон и железобетон
- •Металлические изделия
- •Лесоматериалы
- •Контрольные вопросы
- •Глава IV. Конструкции обделок перегонных и станционных тоннелей Тоннельные крепи, обделки и действующие на них нагрузки
- •Обделки перегонных тоннелей
- •Конструкции станций метрополитенов
- •Контрольные вопросы
- •Механизмы и приспособления для возведения тоннельных конструкций, выполнения гидроизоляционных и путевых работ
- •Контрольные вопросы
- •Глава VI. Машины и оборудование, применяемые при строительстве тоннелей Проходческие щиты и комбайны
- •Оборудование для монтажа сборных обделок
- •Оборудование для бетонирования конструкций в тоннелях
- •Погрузочные машины
- •Бурильные установки и агрегаты
- •Машины для земляных работ, выполняемых открытым способом
- •Оборудование для шахтного водоотлива и вентиляции
- •Контрольные вопросы
- •Глава VII. Транспорт грунта и материалов. Подъемно-транспортные устройства Тоннельный транспорт
- •Шахтный подъем и надшахтный горный комплекс
- •Подъемно-транспортные устройства
- •Контрольные вопросы
- •Раздел третий. Способы и технология строительства метрополитенов Глава VIII. Организация строительства метрополитенов Управление строительством метрополитенов
- •Организация строительства и производства работ
- •Контрольные вопросы
- •Глава IX. Подготовительные работы. Устройство временных сооружений Строительные площадки. Временные здания и сооружения на поверхности
- •Временные подземные сооружения
- •Электро- и воздухоснабжение строительства
- •Контрольные вопросы
- •Глава X. Буровзрывные работы Общие сведения
- •Взрывчатые вещества и средства взрывания
- •Виды шпуров и врубов
- •Порядок выполнения буровзрывных работ
- •Контрольные вопросы
- •Глава XI. Специальные способы работ при проходке тоннелей и стволов шахт Назначение и характеристика специальных способов работ
- •Искусственное замораживание грунтов
- •Искусственное понижение уровня грунтовых вод
- •Укрепление грунтов способом цементации
- •Химическое закрепление грунтов
- •Проходка тоннелей под сжатым воздухом (кессонный способ)
- •Контрольные вопросы
- •Глава XII. Проходка шахтных стволов Шахтные стволы и способы их проходки
- •Проходка шахтных стюлов обычным способом
- •Проходка шахтных стволов способом погружения крепи в тиксотропной оболочке
- •Контрольные вопросы
- •Глава XIII. Проходка тоннелей и устройство камер горным способом Краткая характеристика способов производства работ
- •Проходка и крепление штолен
- •Способ опертого свода
- •Способ опорного ядра
- •Способ раскрытия выработки на полное сечение по частям
- •Виды временных крепей при горном способе работ
- •Новые методы сооружения тоннелей горным способом
- •Контрольные вопросы
- •Глава XIV. Проходка тоннелей на полное сечение без применения щитов Краткая характеристика способов работ
- •Сооружение камер для укладки обделки
- •Проходка тоннелей со сборными обделками способом сплошного забоя
- •Проходка тоннелей с монолитными об дел нами способами сплошного забоя и уступным
- •Способ пилот-тоннеля
- •Контрольные вопросы
- •Глава XV. Проходка тоннелей щитовым способом Комплексная механизация работ при сооружении тоннелей метрополитенов
- •Проходка перегонных тоннелей со сборными обделками с помощью механизированных комплексов
- •Проходка перегонных тоннелей с бетонной монолитно-прессованной обделкой
- •Контрольные вопросы
- •Глава XVI. Строительство станций метрополитенов глубокого заложения Общие сведения об организации и технологии работ
- •Сооружение станций колонного и пилонного типов со сборными обделками
- •Сооружение односводчатых станций
- •Контрольные вопросы
- •Глава XVII. Строительство эскалаторных тоннелей и вестибюлей Эскалаторные тоннели и вестибюли в общем комплексе сооружений станций глубокого заложения
- •Организация строительства и основные средства механизации работ
- •Проходка наклонных тоннелей
- •Сооружение вестибюлей
- •Контрольные вопросы
- •Глава XVIII. Строительство тоннелей и станций метрополитенов открытым способом Условия применения открытого способа и основы организации работ
- •Земляные работы и крепленке котлованов
- •Монтаж сборных железобетонных конструкций
- •Возведение односводчатых станций из монолитного железобетона
- •Сооружение тоннелей и станций с бетонированием стен в траншеях способом «стена в грунте»
- •Контрольные вопросы
- •Глава XIX. Гидроизоляционные работы Виды гидроизоляции
- •Производство работ по гидроизоляции тоннельных обделок
- •Контрольные вопросы
- •Глава XX. Путеукладочные работы
- •Укладка пути из одиночных рельсов
- •Монтаж контактного рельса и укладка рельсовых плетей
- •Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
В каких условиях применяют открытый способ работ при строительстве метрополитенов?
Каковы основные его преимущества и недостатки по сравнению с закрытым способом?
Какими машинами и в какой последовательности ведут разработку котлованов?
Как выполняют крепление котлованов?
В какой последовательности ведут работы по возведению сборных конструкций станций метрополитенов, сооружаемых открытым способом?
Как сооружают перегонные тоннели с обделкой из цельных секций при помощи проходческого комплекса КМО 2×5?
В чем сущность способа «стена в грунте» и какова последовательность сооружения тоннелей и станций с применением этого способа?
Глава XIX. Гидроизоляционные работы Виды гидроизоляции
Гидроизоляция предназначена для предохранения тоннелей, станций и других сооружений метрополитенов от попадания в них подземных вод. В зависимости от гидрогеологических условий, напора и агрессивности подземных вод и конструкции обделки для гидроизоляции применяются: нагнетание растворов за обделку, зачеканка швов и заполнение гидроизоляционными материалами отверстий в сборных конструкциях, нанесение на поверхность обделки слоя оклеечной гидроизоляции или обмазочной гидроизоляции, металлоизоляция; торкретирование поверхности обделки.
Нагнетание растворовза обделку тоннелей при их сооружении выполняется с целью: во-первых, заполнить пустоты между внешней поверхностью обделки и выработкой для обеспечения совместной работы конструкции с породой, равномерного распределения давления грунтов на тоннель, предупреждения осадок подземных и наземных сооружений и уменьшения деформаций самой обделки; во-вторых, обеспечить повышенную водонепроницаемость обделки тоннеля, уменьшить ее коррозию.
Нагнетание растворов ведут в два этапа: сначала первичное, а затем контрольное. В тех случаях, когда после завершения первичного и контрольного нагнетания нужная водонепроницаемость обделки не достигнута, дополнительно делают уплотнительное нагнетание.
Для первичного нагнетания применяют цементно-песчаный раствор состава 1:2-1:3, для контрольного — цементный раствор. Тип и марку цемента выбирают в зависимости от агрессивности подземных вод.
Для уплотнительного нагнетания применяют,бентонитовые, зольные или цементно-бентонитовые и цементно-зольные растворы. Для улучшения технологических свойств раствора, снижения расхода цемента, повышения плотности и водонепроницаемости затвердевшего слоя в нагнетаемые растворы вводят химические добавки. Так, для повышения прочности цементного камня, его водонепроницаемости и стойкости против растворов солей в качестве добавки используют мылонафт, золу уноса тепловых электростанций или хлорид кальция в смеси с хлорным железом.
Правильный подбор состава раствора для нагнетания и добавок к нему оказывает существенное влияние не только на улучшение качества гидроизоляции обделки, но и на повышение ее долговечности.
Оклеенная гидроизоляцияпредставляет собой оболочку, выполненную из пластичного водрнепроницаемого материала, состоящего из нескольких слоев рулонного гидроизоляционного ковра, проклеенного битумной мастикой. Число слоев устанавливается проектом. Различают внутреннюю и наружную гидроизоляцию. Внутреннюю гидроизоляцию (рис. 149, а) наклеивают на внутреннюю поверхность тоннельной обделки 1, она поддерживается железобетонной оболочкой 5, рассчитанной на гидростатическое давление подземных вод. Внутренняя гидроизоляция состоит из выравнивающего слоя 2, гидроизоляционного ковра 3 на битумной мастике и защитной цементной стяжки 4. Наружную гидроизоляцию 9 (рис. 149,6) применяют при открытом способе работ; ее наклеивают на наружную поверхность собранной в котловане конструкции 5 поверх устроенного на перекрытии выравнивающего слоя 6 и покрывают цементно-песчаной стяжкой 7 по уложенной металлической сетке. С боков гидроизоляционный ковер 9 защищается стенкой 10 яз кирпича, шлакоблоков или тонких железобетонных плит с заполнением зазора 11 цементно-песчаным раствором. Основным гидроизоляционным материалом при устройстве оклеечной гидроизоляции являются битум и пропитанные им различные рулонные материалы (стеклорубероид, гидроизол, гидростеклоизол, фольгоизол и др.).
В строительстве используют в основном нефтяные битумы, которые в зависимости от температуры размягчения подразделяют на пять марок. В качестве приклеивающей мастики при температуре сооружения в эксплуатационных условиях не выше +15?С применяют битум марки III, а при более высоких температурах — смесь битумов марок III и IV или битум марки V. В последнее время стали применять тепло-, морозостойкий битум (пластбитум), предотвращающий оплавление покрытий стен в летнее время и образование трещин в зимнее время. Битумные мастики готовят на месте работ в специальных закрытых котлах и в бидонах с крышками подают к месту работ.
Рис. 149. Схема устройства оклеечной гидроизоляции: а — внутренней; б o— наружной
Рис. 150. Стыкование гидроизоляционного ковра: а — вразбежку (по коротким сторонам полотнищ); б — в вилку; в — в двойную вилку (размеры в сантиметрах)
Гидроизол — это рулонный материал, имеющий негниющую основу— асбестовую бумагу, пропитанную битумом. Гидростекло-изол — это материал, у которого армирующей основой является высокопрочная негорючая стеклоткань или стеклосетка, пропитанная тепло-, морозостойким битумом; стеклорубероид имеет армирующую основу из стеклохолста. Он применяется как подкладочный материал, укладываемый на бетонную поверхность в качестве дополнительного слоя. Гидростеклоизол и стеклорубероид приклеивают без мастик; битумный покровный слой его оплавляют с помощью воздушно-пропановых нагревательных горелок ГВПН или многофорсуночных нагревательных устройств ГВАЛ.
Полотнища рулонного материала выпускают шириной 1 м и длиной до 10 м (гидростеклоизол) и до 19 м (гидроизол). Наклеивают полотнища внахлестку с перекрытием не менее чем на 10 см. Стыки каждого последующего слоя смещают вдоль тоннеля на 1/3ширины полотнища. Стыкование по коротким сторонам полотнищ выполняют вразбежку, в вилку или в двойную вилку (рис. 150) в зависимости от места расположения стыка. Число наклеиваемых слоев обычно от двух до четырех. Поверхность последнего слоя покрывают битумной мастикой.
Обмазочная гидроизоляцияприменяется для повышения водонепроницаемости элементов сборных и монолитных железобетонных конструкций и в качестве антикоррозионного покрытия спинок чугунных тюбингов. В качестве материала для обмазки используют гидроизоляционные битумы, асфальтобитумные мастики, эпоксидные и каменноугольные смолы и другие пластмассы, наносимые методом набрызга. Материал обмазки можно наносить на поверхность элементов обделки в заводских условиях при их изготовлении, а также в условиях строительства, для чего на стройплощадке устраивают специальный полигон или цех. Повреждения изоляции, появившиеся при транспортировке или монтаже элементов обделки, необходимо устранить. Поврежденный слой восстанавливают в забое при монтаже обделки.
Металлическая гидроизоляцияприменяется на участках тоннелей, проходимых в особо сложных гидрогеологических условиях с высоким гидростатическим напором, а также для изоляции наиболее ответственных узлов и элементов конструкций: проемов и торцовых стен станционных тоннелей, мест сопряжения тоннелей различного диаметра, зумфов дренажных перекачек и др. В качестве материала для металлической гидроизоляции используют листовую сталь толщиной от 8 до 12 мм. Отдельные листы соединяют электросваркой в сплошную оболочку.
Изоляция из стальных листов может быть использована в качестве конструкции, повышающей несущую способность обделки, а также вместо опалубки при бетонировании. Обделка при этом получается комбинированной и значительно меньшей толщины, чем при оклеечной гидроизоляции. Конструктивные решения металлической гидроизоляции могут быть различны (рис. 151).
Торкретирование поверхностей(нанесение на поверхности слоя набрызгбетона) применяют при незначительных притоках подземных вод как дополнительное средство повышения водонепроницаемости бетонной обделки (в тех случаях, когда применение оклеечной гидроизоляции нецелесообразно по техническим или экономическим соображениям), а также как антикоррозионное покрытие металлоизоляции.
Процесс торкретирования заключается в нанесении на изолируемую поверхность растворной или бетонной смеси под давлением сжатого воздуха через сопло, к которому подводят раздельно сухую смесь цемента с заполнителем и воду. Высокая скорость поступления смеси из сопла обеспечивает ее плотную укладку. В качестве материалов используют цемент и песок или цемент, песок и мелкий щебень. До нанесения торкрета (набрызгбетона) покрываемую поверхность готовят: делают насечки на бетоне, очищают его поверхность пескоструйным аппаратом и тщательно промывают.
Рис. 151. Металлическая гидроизоляция: а —для круговых обделок; б — для торцовых стен тоннелей; 1 — стержни арматурного каркаса; 2 — стальная обЬлочка;, 3 — покрытие по металлоизоляции; 4 — зигзагообразная арматура; 5 — стальной лист
Рис. 152. Схема устройства гидроизоляции болтовых соединений тюбингов: а — чугунных; б — железобетонных; 1 — соединяемые тюбинги; 3 — болт; 3 — металлическая шайба; 4 — асбобитумная шайба; 5 — чеканочная канавка; 6 — канавка, заполненная цементом или битумом; 7 — асбобитумное заполнение болтового отверстия
При гидростатическом давлении более 0,05 МПа к обделке прикрепляют арматурную сетку из проволоки диаметром 3-5 мм. Покрытие состоит из нескольких слоев набрызгбетона. Каждый новый слой покрытия наносят после затвердения предыдущего слоя. Воду в .местах ее фильтрации отводят по трубкам, чтобы не размывался наносимый слой набрызгбетона.
В последнее время торкретирование стали применять также для заполнения стыков между сборными железобетонными элементами обделок.
Гидроизоляция сборных обделокосуществляется путем зачекан-ки швов (стыков) между сборными элементами и уплотнением болтовых отверстий и отверстий для нагнетания. В сборной чугунной обделке швы между тюбингами зачеканивают замазкой из водонепроницаемого расширяющегося цемента (марки ВРЦ), гипсогли-ноземистого расширяющегося цемента или быстросхватывающейся уплотняющейся смесью (БУС). При сильной течи канавки заполняют сухим цементом или БУСом.
При большом притоке подземных вод и значительном гидростатическом напоре гидроизоляцию швов выполняют с применением свинцовой проволоки. В этом случае чеканочную канавку на 1/3глубины зачеканивают свинцом, а остальную часть заполняют замазкой из БУСа или цемента.
Для гидроизоляции болтовых отверстий применяют болтовые комплекты, в которые входят сферические стальные шайбы с асбобитумным заполнителем (рис. 152). При завертывании гайки сферические шайбы выпрямляются и вдавливают асбобитумную массу в коническое углубление («зенковку») в тюбингах и в кольцевой зазор между болтом и отверстием.
В последнее время взамен шайб с асбобитумным заполнителем стали применять пластмассовые шайбы (из полиэтилена). В болтовой комплект в этом случае входят металлические сферические шайбы и конические пластмассовые шайбы. Процесс заполнения зазора такой же, как описан выше. Пластмассовые шайбы обладают большей упругостью и более просты в изготовлении, чем асбобитумные.
Отверстия для нагнетания изолируют ввертыванием резьбовых металлических пробок с плоскими асбобитумными кольцами, которые, разжимаясь, герметизируют отверстие.
В сборной железобетонной обделке швы между блоками или тюбингами зачеканивают замазкой из цемента марки ВРЦ, а также из БУСа. Отверстия для первичного нагнетания и для монтажных связей зачеканивают такой же замазкой в 2-3 слоя. Болтовые отверстия постоянных связей в железобетонных блоках (тюбингах) изолируют так же, как и в чугунных тюбингах (см. рис. 152).