Текущий ремонт тоннельных обделок

26.05.2016

Упрочнение тоннельных обделок цементацией. Для восстановлении проектных прочностных характеристик бетона и придания обделке тоннеля большей водонепроницаемости в бетон обделки через пробуренные шпуры вводят цементный раствор с различными добавками (цементации). До начала работ по цементации заделывают швы и трещины в обделке и ликвидируют пустоты зa обделкой.
Состав и консистенцию цементного раствора принимают в зависимости от состояния обделки и степени обводненности тоннеля, но удовлетворяющие следующим требованиям: растекаемость в начале нагнетания — не более 37 см при В/Ц=1 и в конце нагнетания — не более 27 см при В/Ц = 0.8; размываемость — не более 0,1 %; сроки схватывания: начало не позднее чем через 40 мин, конец — не позднее чем через 60 мин; водоудерживающая способность, характеризуемая коэффициентом водоотделения, дли предупреждения расслаивания раствора но время инъекции (введения раствора) должна быть не менее 80 % при В/Ц = 1. Раствор после затвердения должен иметь плотную однородную структуру, снижение предела прочности при сжатии после 10 циклов попеременного замораживания и оттаивания должно быть не более 1 % от прочности контрольных образцов.
В зависимости от пористости бетона выбирают необходимый по производительности растворонасос. Раствор приготовляют в растворомешалках емкостью до 150 л непосредственно на месте работ не ранее чем за 30 мин до нагнетания. Для цементации применяют инъекторы с обратной циркуляцией раствора. При небольших объемах работ инъекцию производят без обратной циркуляции раствора.
Расстояние между шпурами, пробуриваемыми в обделке, принимают в зависимости от пористости обделки: при мелкопористой обделке — 0,5...0,8 м, среднепористой - 1...1,2 м, крупнопористой — 1.5...2 м. Шпуры располагают в шахматном порядке. Если инъекцию производят аэрированными цементно-песчаными растворами, то скважины располагают на расстоянии 0,5...1 м одна над другой.
Инъекцию раствора производят в шпуры диаметром 32...46 мм, при этом их длина не должна превышать 2/3 толщины обделки. На участке укрепляемой обделки шпуры бурят с обеих сторон тоннеля. Инъекцию производят, начиная с нижнего ряда шпуров, до тех пор, пока давление не поднимется до максимального, предусмотренного проектом, но не выше 6 бар.
Цементация обделки считается выполненной при удельном водопоглащении, не превышающем 0.01 л/мин. при нагнетании воды под давлением 3 бар в контрольные скважины Прочность образцов обделки после цементации должна превышать прочность ее образцов до цементации: для мелкопористой обделки — на 45...55 %, среднепористой — на 60...80 %, крупнопористой — на 85...100 %.
Восстановление поверхностного слоя бетонной обделки. По степени сложности работы по восстановлению поверхностного слоя обделки подразделяют на две группы: ремонт отслоений глубиной до 100 мм и глубиной разрушения бетона свыше 100 мм.
При восстановлении обделки в местах отслоений бетона глубиной до 100 мм основные операции включают оборку обделки до обнажения прочного слоя бетона, бурение шпуров диаметром 10...12 мм глубиной 100...150 мм и установку в них металлических анкеров в шахматном порядке по сетке 200х500 мм, очистку поверхности (продувку, промывку водой или слабым раствором соляной кислоты), закрепление на анкерах арматурной сетки с ячеями, обеспечивающими свободный пропуск наносимого раствора, но не более 100х100 мм (рис. 5.2).
Текущий ремонт тоннельных обделок

Завершаются работы нанесением на подготовленную поверхность раствора на основе цемента высокой марки и песка (в соотношении 1:1), Для повышения прочности ремонтного состава в раствор может быть добавлен латекс СКС-65ГП (растворенный в воде в соотношении 1:2) в следующих объемных соотношениях: цемент—песок—добавка СКС-65ГП вода = 1:(1...1,5):(0,2...0,4):0,5. Для ускорения сроков схватывания в раствор добавляют специальные добавки или силикат натрия (жидкое стекло) в объеме 5 % от массы цемента. Раствор наносят вручную или с применением специального оборудования. Так, при большой площади восстановления нарушенного слоя обделки эффективно использовать оборудование для нанесения набрызгбетона. Ho окончании твердения раствора на поверхность обработанного участка наносят гидроизолирующее покрытие на основе герметизирующих составов проникающего действия.
При ремонте сводовой части обделки инструмент, приспособления, оборудование загружают на технологическую платформу (дрезину), которую подают к месту работ в «окно». Работы выполняют с технологической площадки.
Последовательность операций при ремонте обделки глубиной разрушения свыше 100 мм та же, что и для ремонта при глубине разрушения до 100 мм, но полость обделки заполняют раствором послойно или укладывают ремонтный состав за опалубку на всю глубину разрушения.
Работы по устранению трещина бетонных конструкциях. В зависимости от величины раскрытия трещины ликвидируют заполнением их цементным раствором, цементным «молоком» на эпоксидной смоле или полимерными составами. Поверхностные трещины глубиной до 50 мм после разделки затирают или заполняют с помощью шпателей и терок Трещины глубиной более 50 мм герметизируют с помощью инъекторов глубинного типа — пакеров (рис. 5.3). Вдоль трещины разделывается штроба на глубину 50 мм. Поверхность бетона в штробе тщательно очищают от пыли и грязи, в ней располагают металлическую мелкоячеистую сетку и заполняют ремонтным составом. После набора прочности ремонтного состава вдоль трещин в шахматном порядке с двух сторон с шагам 0,3...0,5 м бурят наклонные шпуры 0 24 мм па глубину не менее половины толщины обделки
Текущий ремонт тоннельных обделок

Угол наклона забуриваемых шпуров должен обеспечивать пересечение последних с плоскостью простирания трещины, что гарантирует поступление в нее герметизирующего раствора. Пакеры или отрезки труб с резьбой на внешнем конце заделывают в шпуры на цементном растворе или эпоксидном клее. Нагнетание в шпуры производят с шагом в два шпура дo появления раствора в соседних пакерах. Если раствор не поступает. то нагнетание производят в каждый шпур до «отказа» или достижения давления, установленного проектом.
Ремонт деформационных шпон. Деформационные швы являются неотъемлемой частью конструкций обделок из монолитного бетона и железобетона, в значительной степени определяя условия работы конструкции под нагрузками и различного рода воздействиями. В процессе эксплуатации тоннеля под воздействием подземных иод. проникающих в тоннель, знакопеременных температур, ослабления бетона и выколов у деформационного шва, снижается эффективность его работы.
Все указанные факторы отрицательно влияют на деревянные элементы, применяемые в конструкциях деформационных швов, приводят к преждевременному выводу его из рабочего состояния вследствие гниения древесины. В итоге деформационный шов становится местом интенсивного поступления подземных вод в тоннель.
Ремонт деформационных швов заключается в демонтаже деревянных элементов, зачистке и выравнивании боковых поверхностей шва абразивным инструментом, тампонаже заобделочного пространства цементно-песчаным раствором или другими составами, обеспечивающими осушение обделки в месте расположения шва. Водонепроницаемость шва может быть обеспечена, например, установкой в него шпонки «Вагерстоп». Торцевая поверхность в месте установки шпонки обрабатывается гидроизоляционным составом ТФ-1-BA. Кроме того, применяют специальный профиль системы «Гармония», зафиксированный с помощью клея на основе эпоксидных смол (рис. 5,4). Систему профилей «Гармония» можно применять при раскрытии шва от 10 (тип H-10) до 70 мм (тип Н-50) в диапазоне рабочих температур от -50° до +120 °С. В случае низкой эффективности осушения обделки или невозможности выполнения тампонажа заобделочного пространства могут применяться пасты или ленты, расширяющиеся в присутствии воды, которые закладывают в шов перед установкой профиля.
При наличии наружной гидроизоляции, исключающей проникновение подземных вод через тоннельную обделку, деформационные швы могут быть оформлены в виде воздушного зазора, а деревянные прокладки между массивами бетонирования, обеспечивающие проектный размер шва, сохраняться в течение всего срока эксплуатации сооружения без демонтажа.
Текущий ремонт тоннельных обделок

Ликвидация вывалив в бетонной обделке и ремонт холодных швов. При возникновении вывала в тоннеле оценивают тяжесть его последствий. Если вывал не сквозной (не на всю толщину обделки и деформации обделки отсутствуют), то его ликвидируют, выполняя работы в такой последовательности: производят оборку поверхности обнажения, забуривают шпуры и устанавливают анкеры для крепления арматурной сетки при глубине вывала до 150 мм или арматурного каркаса при глубине более 150 мм. Бетонирование полости вывала в зависимости от его объема выполняют методом наброски» набрызга или укладки бетона за опалубку. Опалубка может быть из досок, набранных на деревянных кружалах, или из стальных листов. Опалубку Крепят на обделке в месте бетонировании с помощью анкеров.
В случае сквозного вывала (на всю толщину обделки и более) контур вывала дорабатывают по нормали к внутренней поверхности обделки, закрепляют на анкерах арматурный каркас и сооружают опалубку с раскреплением на поддерживающие кружала (рис. 5.5). В опалубке устанавливают патрубки для подачи бетонной смеси. После набора прочности бетона за обделку нагнетают цементно-песчаный раствор.
Текущий ремонт тоннельных обделок

Заделку холодных швов между кольцами обделки выполняют следующим образом. Отбойными молотками срубают слабый бетон, доработанные участки очищают и промывают водой. По периметру обделки попарно с обеих сторон шва устанавливают железобетонные анкеры с шагом 1 м. На каждую пару анкеров приваривают направляющие из арматуры и за них снизу вверх заводят и расклинивают затяжку из досок. Затем бетонируют шов через инъекционные трубки. Сначала бетонируют швы в стенах, затем — в своде обделки. Все работы производят в «окна», с технологической тележки. После набора прочности бетона выступающие из обделки части анкеров срезают и демонтируют затяжку.
Ликвидация протечек и восстановление водонепроницаемости обделки. На участке тоннельной обделки с обводненностью в виде капежа или слабых течей поступление воды в тоннель можно ликвидировать нагнетанием гидроизоляционного раствора за обделку. Для этого в обделке забуриваются шпуры диаметром 42 мм с шагом 500х500 мм. Шпуры должны выходить зa пределы наружного контура обделки на 100...150 мм. В шпуры устанавливают пакеры и нагнетают раствор под давлением до «отказа». В качестве такого раствора можно использовать, например, состав на основе сухой ремонтной смеси Натлен-2. Затем очищенную от пыли, грязи и другого внутреннюю поверхность обделки покрывают гидроизоляционной мастикой, например, ТФ-1-ВА. Мастику наносят как на сухую, так и на влажную поверхности с предварительным обдувом сжатым воздухом.
Текущий ремонт сборных обделок. При эксплуатации тоннелей с обделкой из сборных чугунных или железобетонных конструкций основноe внимание необходимо уделять заполнению чеканочных канавок, отверстий для нагнетания раствора за обделку, монтажных отверстий и состоянию болтовых соединений В железобетонных обделках следует своевременно заделывать трещины и сколы, восстанавливать защитный слой арматуры, исключать факторы, обусловливающие ее коррозию. Для этого используют различные составы сухих смесей и мастик. Наибольшее распространение получили специальные составы отечественного производства, такие как безусадочная сухая смесь СБС и Монофлекс. Первая предназначена для гидроизоляционных работ и создания плотных стыков и швов сборных строительных конструкций и сооружений. В зависимости от прочности на сжатие затвердевшего материала смесь подразделяется натри класса: В30, В45 и В55. Марка водонепроницаемости материала достигает значения W10. Перед выполнением ремонтных работ поверхность бетона, арматура и чеканочные канавки тщательно очищаются пескоструйным аппаратом.
При значительных напорах грунтовой воды чеканку швов чугунной тюбинговой обделки предварительно производят освинцованным шнуром с последующим заполнением чеканочной канавки составом СБС.
Болтовые соединения требуют периодической перетяжки, с заменой в случае необходимости комплекта соединения. Деформированные тюбинги необходимо заменять монолитными железобетонными вставками, выполненными по отдельным проектам.