Чем вызвано обводнение тоннелей
Гидроизоляция тоннелей
Подземные сооружения и тоннели строятся для удовлетворения растущей потребности в инфраструктуре, а также в других коммунальных услугах. Для большинства подземных сооружений поступление воды из грунтовых пород должно быть ограниченно, хотя уровень ограничения её поступления в различные сооружения может быть разным. Гидроизоляция подземных сооружений в том числе и тоннелей, часто является ключевой проблемой, и для её обеспечения были испробованы различные решения.
Причины протечек тоннелей
Выход из строя гидроизоляционной системы может быть обусловлен несколькими причинами:
Последствия этих ошибок могут быть видны не сразу, а спустя некоторое время, например, в период эксплуатации и технического обслуживания конструкций. Хорошо известно, что надёжность сооружения сильно зависит от качества его строительства и специфических переменных проекта. При отсутствии качественно выполненной гидроизоляции в тоннели могут образоваться протечки, трещины и другие неблагоприятные и опасные явления.
Особенности гидроизоляции тоннелей
Условия для устройства гидроизоляции в тоннелях похожи на те же требования что и для гидроизоляции подземных сооружений и частей зданий . Соответственно при выполнении гидроизоляционных работ в тоннелях необходимо учитывать следующие моменты:
Виды тоннелей
В настоящее время тоннели имеют широкое распространение почти в каждом городе. Тоннели могут быть построены открытым или закрытым способом (со вскрытием поверхности или без неё).
Тоннели могут быть классифицированы по их назначению:
Тоннели могут быть классифицированы по месту положения:
Материалы, методы и технологии гидроизоляции тоннелей
Качественная гидроизоляция тоннелей различного назначения, в том числе для нужд метро и пешеходов, может обеспечить им защиту от проникновения воды на долгие годы. При этом отсутствие хорошей и долговечной защиты способно привести к протечкам и дорогостоящему ремонту, особенно если сооружение находится под землёй.
Для гидроизоляции тоннелей существует несколько проверенных методов и технологий:
Гидроизоляция тоннелей мембранами
При использовании ПВХ мембран в качестве изоляционного покрытия, на основания механически крепятся листовые мембраны, которые сшиваются между собой специальным феном.
Недостатки этого метода:
Гидроизоляция напыляемой жидкой резиной
Жидкая резина — это двухкомпонентная битумно-латексная эмульсия с добавлением полимеров. Напыляемые составы – это новая система защиты тоннелей от проникновения и воздействия воды и агрессивной среды. Условия применения этой системы в качестве гидроизоляции отлично подходят с точки зрения деформации, динамики, состояния поверхности первого слоя бетона, поступления грунтовых вод и давления на само покрытие. Полученные результаты показывают, что применение напыляемой гидроизоляционной мембраны в тоннеле будет служить куда дольше других методов и технологий, если правильно её применять.
Для подземных конструкций, метро и тоннелей преимущества напыляемой жидкой резины значительны:
Один из самых известных составов из жидкой резины это FlexLock от компании HYDRO. Именно этот состав неоднократно применялся при строительстве объектов метро и других значимых объектов.
С инструкцией о применении этого материала, а также его подробными характеристиками вы можете ознакомиться в следующем документе: Характиристики жидкой резины FlexLock документ в PDF .
Условия необходимые для нанесения напыляемой гидроизоляции для тоннелей:
Инъекционная гидроизоляция для тоннелей
Инъекционная гидроизоляция применяется в основном для остановки протечек изнутри проблемного сооружения. При применении этого метода внутрь проблемного участка бетона, закачиваются полиуретановые или гелиевые смолы различной вязкости для герметизации существующих трещин, пустот и пор в бетоне. Эти смолы заполняют пустующее пространство, тем самым не давая воде пройти внутрь сооружения и продолжить процесс его разрушения.
Инъекционный метод изоляции также подходит для:
Одним из самых известных инъекционных материалов является HydroInject от компании HYDRO. Именно этот состав неоднократно применялся при строительстве и ремонте объектов метро, пешеходных тоннелей и других подземных конструкций.
Восстановление гидроизоляции в тоннелях
Если в тоннели обнаружены протечки это означает, что гидроизоляция с внешней стороны нарушена или отсутствует. В таком случае необходимо принять определённые меры для её восстановления. Восстановление гидроизоляции лучше всего выполнить снаружи, решая корень проблемы. При невозможности выполнить работы с внешней стороны, восстановление можно сделать изнутри.
Снаружи:
Изнутри:
Восстановления и ремонт гидроизоляции изнутри можно сделать двумя способами:
Как осуществляется гидроизоляция пешеходных тоннелей
Подземные пешеходные переходы протекают в основном в местах образования холодных и деформационных швов, а также в местах ввода коммуникаций. Иногда на стенах пешеходной зоны видны мокрые пятна или трещины с протечками. Если речь идёт о восстановлении изоляции в подземном пешеходном переходе, то тут чаще всего применяется инъекционная изоляция следующих конструктивов:
Нормы по проектированию и устройству гидроизоляции тоннелей метрополитенов и метро, сооружаемых открытым способом и закрытым
Для устройства гидроизоляции тоннелей, построенных открытым способом, есть особые нормы, эти нормы вы можете скачать на нашем сайте, нажав на следующие ссылки:
Стоимость услуг по гидроизоляции тоннеля
Цены на основные работы указаны без учёта сложности выполнения работ и других нюансов которые могут повлиять на конечные цены. Для получения точного сметного расчета и окончательной стоимости, вы можете выслать на нашу почту ваше техническое задание или вызвать нашего инженера для осмотра вашего объекта и составления нужного для сметы ТЗ.
Причины возникновения и характер обводнения строительных объектов
При производстве общестроительных работ нередко возникают проблемы, связанные с обводнением строительного объекта. Причинами обводнения является приток поверхностных и грунтовых вод, а так же атмосферные осадки. В зависимости от места расположения и типа объекта различается степень влияния тех или иных причин, вызывающих обводнение. При выполнении гидротехнических работ, как правило, основное внимание уделяется защите котлованов от притока поверхностных инфильтрационных вод и атмосферных осадков. В случае горнопроходческих работ при строительстве подземных туннелей главным фактором, вызывающим обводнение объекта, является поступление грунтовых вод. Защита объекта от обводнения, вызванного атмосферными осадками, напрямую зависит от климатических особенностей местности и места расположения объекта. Так, например, при проведении работ в условиях степной засушливой местности, значение влияния атмосферных осадков на обводнение объекта не существенно, однако в случае строительства в горах или других районах с повышенной нормой выпадения осадков, атмосферные факторы могут являться основной причиной обводнения объекта.
Факторы, имеющие влияние на условия возникновения и характерные особенности обводнения строительных объектов, условно подразделяются на два типа: естественные и искусственные.
Первый тип факторов связан с природно-климатическими и геологическими особенностями местности. Это климатические условия, рельеф, геологическая структура, литология, свойства водовмещающих грунтов, условия и глубины залегания водоносных пластов, их взаимосвязи и геофизические свойства. Характер обводнения траншей и котлованов строительного объекта может быть постоянным либо временным, в зависимости от места их расположения и глубин, а также от глубин залегания грунтовых вод. Постоянное обводнение наблюдается при глубинах заложения основания строительной выработки ниже естественного уровня залегания грунтовых вод, соответственно, при глубинах заложения основания выше данного уровня, обводнение носит временный характер. Влияние капиллярных вод на обводнение строительных траншей и котлованов, расположенных выше горизонта залегания грунтовых вод, как правило является незначительным.
Особенности климатических условий, такие как количество и частота выпадения атмосферных осадков и среднесуточная температура на месте проведения работ, имеют, в некоторых случаях, большое значение при планировании работ по предотвращению подтопления строительного объекта. Скорость и интенсивность обводнения объекта в значительной мере зависит от места выпадения и проникновения в грунт атмосферных осадков. При попадании атмосферных осадков в грунт непосредственно на месте проведения работ, обводнение строительных выработок происходит относительно быстро и интенсивно. Высокая динамика развития подтопления в данных условиях, может привести к необходимости приостановки выполнения работ. Для ликвидации обводнения и приведения к норме производственных условий на строительном объекте, необходимо задействовать насосное оборудование открытого водоотлива. Ресурс грунтовых вод в этом случае меняется незначительно, привлечение дополнительного водопонизительного оборудования обычно не требуется. Даже в случае обильных по объему и продолжительных по времени дождливых периодов, вызывающих увеличение ресурса и интенсивности притока подземных вод, обычно достаточно применить резервные насосные установки и оборудование водопонижения, которое использовалось в период первичной откачки. Обводнение строительного участка может также происходить в связи с атмосферными осадками, выпавшими на водосборных площадях, откуда вода тем или иным путем попадает на строительный объект. В данном случае обводнение выработок строительных траншей и котлованов происходит двумя основными путями: за счёт увеличения объемов грунтовых вод, обводняющих строительный объект, или за счёт поверхностного стока атмосферных осадков.
При значительном пополнении грунтовых вод инфильтрацией атмосферных осадков, их приток в выработки строительного объекта может произойти спустя значительное время. Период поступления грунтовых вод находится в прямой зависимости от водопроницаемости и состава грунтов, площади водосбора, продолжительности и интенсивности выпадения атмосферных осадков. В данном случае защита от обводнения, также не требует привлечения дополнительного водопонизительного оборудования, хотя в случаях высокой динамики притока подземных вод, может возникнуть необходимость применения резервных средств водопонижения.
Причиной возникновения обводнения могут являться талые воды. Характер и интенсивность обводнения строительного объекта в данном случае определяется температурными условиями. Характерные особенности и условия возникновения во многом схожи с особенностями обводнения, возникающего вследствие воздействия атмосферными осадками. Защита строительного объекта при обводнении, вызванном притоком талых вод, осуществляется путем откачки средствами водоотлива и водопонизительными установками, использование дополнительных систем водопонижения, как правило не требуется. Характер и специфические особенности обводнения, вызванного выпадением осадков или притоком талых вод, зависит от природно-климатических особенностей района проведения строительных работ (например, в местах развития карста свойства обводнения сильно отличаются от свойств обводнения в условиях вечной мерзлоты), что должно быть учтено при планировании и проведении работ по строительному водопонижению.
Рельеф местности может оказывать значительное влияние на изменение объема и динамики притока грунтовых и поверхностных вод на строительный объект. Сезонное изменение интенсивности поступления грунтовых и поверхностных вод в траншеи и котлованы строительного объекта, расположенного в районах с ярко выраженной овраго-балочной структурой местности, может достигать 150-200 процентов, при том, что в районах со спокойным рельефом подобные изменения фиксируются значительно реже, и отклонения от среднегодовых значений составляют обычно 20-30 процентов.
На характер, свойства и интенсивность обводнения объектов строительства влияет их удаленность от водоемов и водотоков, уровень гидравлической связи грунтовых и поверхностных вод, положение объекта относительно уровня поверхностного водоема, фильтрационные свойства грунта, а так же величина и продолжительность изменения уровня воды в поверхностных водоемах.
Геологическое строение местности, еще один фактор, оказывающий значительное влияние на условия и степень обводнения строительных объектов. Перекрытие водоносных пластов подземных вод глинами и слабопроницаемыми суглинками, ограничивает их пополнение за счет поверхностных вод и атмосферных осадков. Наличие таких геологических условий способствует образованию верховодки. В случае небольшой мощности слоев покрывного слабопроницаемого суглинка, не исключена возможность обводнения объекта за счет притока капиллярных вод.
Значение естественных факторов на обводнение строительных объектов при больших глубинах залегания подземных вод не так велико. Однако, в случае залегания ниже уровня основания площадки напорного водоносного горизонта с пьезометрическим уровнем, расположенным выше уровня выработки объекта, возможно возникновение обводнения в результате выброса напорных вод. Для предотвращения данной ситуации возникает необходимость проведения комплекса специальных работ, направленных на устранение напоров. На практике довольно часто обводнение объектов происходит одновременно напорным и безнапорным горизонтами грунтовых вод. В этом случае осушение объекта происходит следующим образом: для снятия напоров бурятся разгрузочные (самоизливающиеся) скважины, либо используются высокопроизводительные водопонизительные установки (в случае вскрытия напорного водоносного горизонта строительной выработкой), параллельно снижается уровень безнапорных горизонтов путем применения средств дренажного водоотведения.
Второй тип факторов, это последствия строительной и производственной деятельности в данном месте, вызвавшие осложнение гидрогеологических условий местности. В результате освоения территории обычно происходит подъём грунтовых вод, вплоть до возникновения дополнительных водоносных горизонтов (верховодки). Искусственное обводнение территории возникает вследствие несоблюдения технических требований при эксплуатации временных гидрокоммуникаций в процессе выполнения строительных работ, а так же при нарушении технических требований эксплуатации водосборников и водных коммуникаций на промышленных площадях действующих предприятий и объектах городского хозяйства.
Природные условия в районе строительства могут оказывать значительное влияние на характер и интенсивность искусственного подтопления строительных объектов. Факторы, вызывающие искусственное обводнение строительного объекта, могут быть в определенной мере компенсированы расположением строительного участка на грунтах с высокой водопроницаемостью (например, на песках крупнозернистых фракций), уклоном рельефа местности, глубиной залегания грунтовых вод, значительным развитием гидрографической сети на прилегающих территориях. Обратные условия (пониженная водопроницаемость грунтов, отсутствие уклонов рельефа местности, неразвитая гидрографическая сеть района строительства) приводят к увеличению интенсивности подтопления, вызванного искусственными причинами.
Неправильный выбор места возведения здания или другого строительного объекта может явится основной причиной искусственного обводнения. Недостаточный или ошибочный анализ гидрогеологической обстановки района строительства приводит к тому, что расположение строительных траншей и котлованов, выбирается таким образом, что мешает свободному прохождению потока грунтовых и поверхностных вод, тем самым нарушаются условия, необходимые для естественного стока. Застойные участки, образованные в результате создания помехи на пути естественного стока, становятся областями повышенной инфильтрации в грунт атмосферных осадков и поверхностных вод, что приводит к подъему уровня подземных вод.
Другой причиной возникновения искусственного подтопления объекта, может являться неправильная организация и низкое качество выполнения строительных работ (нарушение естественного стока осадков, вследствие удаления растительного покрова, отсутствие ограждений выемок, отсутствие или несвоевременная установка водосточной сети и т.п.)
Еще одной причиной искусственного обводнения является увеличение объема подземных вод за счет утечки из временных и постоянных водоводных систем. Объем пополнения подземных вод в данном случае значительно превосходит объем расхода подземного потока, что вызывает подъем грунтовых вод, приводящий к обводнению строительного объекта.
Анализ условий и причин возможного возникновения опасности обводнения строительных площадок необходим для правильного и своевременного планирования защитных и предупредительных мер, составления плана работ по водопонижению на строительном объекте.
Рекомендации по ликвидации обводненности тоннелей
Вода оказывает свое разрушительное действие на обделку тоннелей, как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации. При этом влияние воды может быть механическим и химическим.
Первое проявляется в виде выщелачивания из тела бетона, раствора швов, размораживания, образования наледей, вымывания породы и образования в ней пустот, угрожающих обвалами и разрушением обделки.
Химическое воздействие воды при наличии в ней сернокислых и магнезиальных солей сводится к ускорению процесса выщелачивания гидрата извести Са(ОН)2 и образования трещин, увеличивающих водопроницаемость.
Подготовка поверхности бетона
Поверхность зачистить до бетона, сняв старую штукатурку, краску, набел. Для снятия плотной поверхностной цементной пленки и раскрытия пор, бетон обрабатывается пескоструйными аппаратами или гидромонитором (аппаратом высокого давления).
Перед нанесением состава КАЛЬМАТРОН поверхность смочить до полного водонасыщения. Проникновение воды должно быть не менее 1см вглубь бетона.
Производство работ
Трещины, холодные швы бетонирования
Расшить механическим инструментом (перфораторы, отбойные молотки) на глубину не менее ширины раскрытия трещины или шва, прогрунтовать жидким составом КАЛЬМАТРОН и заделать составом КАЛЬМАТРОН за 2 раза. Второй слой нанести через 2-3 часа после укладки первого, предварительно смочив водой.
Расшить механическим инструментом (перфораторы, отбойные молотки) на глубину не менее ширины раскрытия трещины или шва, прогрунтовать жидким составом КАЛЬМАТРОН и заделать составом КАЛЬМАТРОН-ЭКОНОМ за 2 раза. Второй слой нанести через 2-3 часа после укладки первого, предварительно смочив водой.
В обводненном тоннеле для удаления воды из глубоких трещин необходимо после чеканочных работ провести инъектирование состава КАЛЬМАТРОН-Д (соотношение в/ц 1:1) непосредственно в трещины.
После заделки микротрещин, трещин, холодных швов бетонирования поверхность обделки тоннеля покрыть сплошным слоем составом КАЛЬМАТРОН (вручную — толщиной 2-3 мм, механизировано — толщиной 1,5-2 мм).
Зачистить поверхности пескоструйным аппаратом, гидромонитором, металлическими щетками для открытия пор бетона и нанести на него слой КАЛЬМАТРОНА (вручную — толщиной 2-3 мм, механизировано — 1,5-2 мм).
Пористый бетон, агрессивная вода, замораживание обделки
Нанести состав КАЛЬМАТРОН на бетон по вышеописанной технологии в 2 прохода, после чего произвести инъектирование КАЛЬМАТРОНА в бетон.
Гидроизоляция стыков сборной железобетонной обделки
Стыки сборных железобетонных блоков герметизировать штукатурным составом КАЛЬМАТРОН-ЭКОНОМ за два раза, предварительно прокрасив канавку жидким составом КАЛЬМАТРОН. Второй слой наносить через 2-3 часа после укладки первого, предварительно смочив водой.
При ремонте стыков работы выполняются как для трещин, так и для холодных швов.
Для деформационных швов и «дышащих» (двигающихся) трещин необходимо выполнить комплекс работ:
1. Зачеканить швы составом КАЛЬМАТРОН-ЭКОНОМ по стандартной технологии.
2. Инъектировать в шов или трещину гидроактивные полимеры.
Для районов с высокой сейсмичностью данный комплекс работ провести для всех холодных швов бетонирования и трещин.
Уход за поверхностями, обработанными КАЛЬМАТРОНОМ
В течение трех суток изолированную поверхность смачивать 2-3 раза в сутки. По возможности поверхность закрыть пленкой на трое суток для создания влажностного режима твердения. Скорость движения воздуха по тоннелю на данном участке сократить до минимума.