21.08.2017
Современное жилище – это не просто защита от непогоды и холода. Для производства комфорта загородные дома и городские квартиры...


21.08.2017
Первое, что следует знать о натяжных потолках – самостоятельно сделать такую отделку не получится. Не важно, какие умения...


21.08.2017
Новые пластиковые окна способны решить множество проблем, но только в том случае, если выбраны они будут правильно. Разочарования...


21.08.2017
Навесные вентилируемые фасады – довольно сложные многослойные конструкции. Все элементы их решают определенные задачи. Если речь...


18.08.2017
В последние несколько лет весьма распространенными стали пластиковые двери. Объясняется это их практичностью, эстетичным внешним...


18.08.2017
Эффективное автономное отопление для коттеджей и дач является головной болью их владельцев. Централизованная подача тепла нередко...


Причины разрушения тоннелей в процессе их эксплуатации

02.02.2017

Аварии, вызнанные разрушением тоннелей, представляют собой неконтролируемые ситуации, связанные с экономическими убытками, возможными материальными, временными и трудовыми затратами. В некоторых случаях они сопровождаются травмами и даже гибелью людей. Аварии в эксплуатируемых тоннелях во многом аналогичны тем, которые случаются в процессе строительства. Однако при строительстве транспортных тоннелей аварийные ситуации происходят в основном в призабойной зоне и лишь затрагивают участок готового тоннеля, В эксплуатируемых тоннелях авария может случиться в любом месте от въездного до выездного портала. При этом аварии в строящихся тоннелях происходят внезапно и неожиданно, а в эксплуатируемых в большинстве случаях (исключая землетрясения и террористические акты) являются следствием длительных процессов разрушения и деформирования элементов конструкций.

Транспортные тоннели — сооружения, рассчитанные на длительный срок эксплуатации (более 100—150 лет). В течение этого срока они должны отвечать требованиям эксплуатационной надежности, обеспечивая безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность. Однако в процессе длительной эксплуатации появляются повреждения, которые, как правило, являются следствием неудачного проектирования или некачественного строительства. Конструктивные ошибки, допущенные на ранних стадиях создания проекта, низкое качество работ приводят к возникновению цепочки последующих отказов технической системы. Так, после переустройства Лагар-Аульского тоннеля протяженностью 1278 м на Транссибирской магистрали с расширением профиля под двухпутное движение, заменой старой обделки на сборную железобетонную произошли смешения замковых блоков, сдвижка стеновых блоков в сторону фунтового массива и раскрытие стыков. Эти смешения были обусловлены рядом причин: сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями, малой устойчивостью сборной обделки из мелких блоков, некачественным выполнением работ но нагнетанию раствора за обделку тоннели, а также отсутствием опыта работы по реконструкции тоннелей щитовым способом без остановки движения поездов.

После десяти лет эксплуатации пятая часть протяженности этого тоннеля не соответствовала габариту С и этот участок создавал реальную угрозу безопасности движения поездов. Поэтому на участке деформированной обделки в междупутье были установлены металлические конструкции для усиления свода обделки. Принятые меры дали возможность эксплуатировать тоннель в течение 6—7 лет, пропуская поезда с ограничением скорости по «льготному» габариту Т. После того как был сооружен параллельно новый однопутный тоннель, двухпутный тоннель был переустроен под однопутное движение.

Аварийная ситуация на участке «размыв» перегонных тоннелей метрополитена в Санкт-Петербурге привела к вынужденному затоплению тоннелей на длине около 400 м после 25 лет их эксплуатации. Потребовались значительные материальные и трудовые затраты, чтобы через несколько лет восстановить движение на линии по обходной трассе. К основной причине этой аварии можно отнести значительные деформации тоннеля при размораживании плывунного фунтового массива. Это привело к возникновению значительных продольных усилий и, как следствие, разуплотнению кольцевых швов в наружных кольцах многослойной обделки и к нарушению ее герметичности. Кроме того, обделка, состав/генная из наружных тюбинговых колеи, железобетонной обоймы и внутренней металлической мембраны, закрепленной анкерами в бетон обоймы, не в полной мере отвечала требованиям эксплуатационной надежности из-за очевидной неремонтопригодности этой многослойной сборно-монолитной конструкции. Был затруднен и контроль качества работ в процессе ее возведения.

Ранее отмечалось, что даже при эффективном проектном решении и хорошем качестве строительства тоннеля со временем возникают дефекты, вызванные резкими колебаниями температуры воздуха, агрессивными водами, обледенением, осадками основания. При этом возможны опасные ситуации, связанные с явлениями старения материалов конструкций и изменением свойств окружающего тоннель грунтового массива, вызванным различного рода геотехническими процессами. Поэтому столь важны регулярный надзор за техническим состоянием тоннельных конструкций и обустройств, а также специальные обследования тоннельных сооружений, профессиональный анализ результатов обследовании и адекватные мероприятия по предупреждению аварийной ситуации.

Таким образом, основными причинами разрушения тоннелей являются:

• неправильная оценка и недостаточный учет при проектировании и строительстве инженерно-геологических, гидрогеологических и других природных факторов или их негативного влияния в период эксплуатации;
• ошибки при выборе типов конструкций и определении их несущей способности;
• неправильный выбор способов, несоблюдение технологий и регламентов при строительстве или реконструкции тоннелей, низкое качество работ;
• нарушение режимов, норм и параметров, установленных технологическими правилами и регламентами;
• разрушающее агрессивное действие подземных вод, вызывающее изменение физико-механических характеристик фунтов;
• внезапное увеличение горного давления или изменение характера его проявления вследствие расположения тоннеля в зонах сбросов, сдвигов, оползней, карстовых образованиях, наличие в наклонных напластованиях грунтов плоскостей скольжения в виде прослоек или линз слабых водонасыщенных грунтов;
• воздействие сейсмических и друг их особых нагрузок;
• неудовлетворительное содержание и несвоевременное проведение специальных обследований.

Таким образом, аварии в тоннелях обусловлены комплексом причин, совокупность которых определяет характер и степень опасности аварийной ситуации. И все же еще раз отметим первостепенную роль в предотвращении аварийной ситуации профессионального уровня подготовки и согласованных действий всех тех, кто причастен к созданию, строительству и эксплуатации тоннельного пересечения.