Пример проектирования нижней (ниже У.Г.Р.) части тоннельной обделки двухпутного тоннеля с двумя водоотводными лотками.

20. Конструкция внутренней гидроизоляции: торкрет армированный (по сетке) и неармированный.

В слабых водонасыщенных грунтах, когда устройство наружной гидроизоляции практически невозможно, сначала возводят обделку, а затем покрывают ее внутренней гидроизоляцией. При давлении подземных вод менее 0,1 МПа возможно использование жесткой изоляции в виде слоя водонепроницаемой штукатурки толщиной 30- 40 мм, наносимого на поверхность обделки торкрет-способом.

Такая изоляция является недеформируемой и ее можно применять только при отсутствии неравномерных осадок тоннеля и при небольших колебаниях температуры.

Торкрет-слой плотного цементно-песчаного раствора наносят на внутреннюю поверхность обделки с помощью пневматической цемент-пушки. Торкретирование ведут слоями толщиной 5-12мм с общей толщиной покрытия 20-40мм. Каждый последующий слой наносят после затвердевания предыдущего (обычно через 8-12ч). Материалами для торкретирования служат чистый песок крупностью до 5мм и цемент марки не ниже 300, подбираемый с учетом агрессивности подземных вод.

При напорах подземных вод, превышающих 0,05МПа, торкретный слой армируют сеткой из проволоки диаметром 3-5мм, прикрепляемой к обделке анкерами.

Торкретное покрытие обеспечивает достаточную механическую прочность, хорошее сцепление с бетоном, особенно при наличии сетки из арматуры, и водонепроницаемость при небольших напорах воды. Работы по торкретированию в значительной степени механизированы.

К недостаткам торкрета относятся: его жесткость, ведущую к трещинообразованию при неравномерных осадках; возможность возникновения усадочных трещин, уменьшаемую применением безусадочного цемента и армирования сетками; большой расход цемента и значительный отскок частиц от поверхности.

22. Конструкция внутренней гидроизоляции: металлоизоляция.

Представляет собой сплошную диафрагму из стальных листов толщиной не менее 4 мм, соединённых между собой герметичным сварным швом, а с изолирующей конструкцией – анкерами, заделываемыми в бетон. Металлоизоляция служит одновременно опалубкой при бетонировании обделки.

Для сварки стальных листов и соединения с ними анкерных стержней должны применяться электроды Э-42А. Бетон за металлическую гидроизоляцию стен укладывают вслед за наращиванием металлических листов через оставляемые в них окна последовательно снизу вверх с уплотнением его вибробулавой или вибратором. Оставшиеся за диафрагмой пустоты заполняют путём нагнетания цементного раствора через соответствующие отверстия, которые после окончания работ должны быть заварены.

Внутреннюю поверхность металлической гидроизоляции защищают от коррозии слоем торкрет-раствора толщиной 25-30 мм, армированного металлической сеткой, железобетонной рубашкой или антикоррозионным покрытием.

Металлоизол представляет собой рулонный гидроизоляционный материал на основе отожженной алюминиевой фольги толщиной от 0,05 до 0,2 мм. Ее покрывают защитным составом с обеих сторон. В качестве покровного слоя применяют битум БН-V, битумно-минеральный состав, в который входит битум БН-1V с асбестовым волокном (до 25% по весу), а также модифицированное резинобитумное вяжущее волокно. Металлоизол выпускают в виде лент шириной до 460 мм и длиной до 20 м.

Фольгоизол является разновидностью металлоизола; он представляет собой двухслойный рулонный материал, состоящий из тонкой рифленой или гладкой фольги, покрытой с одной стороны защитным составом. Он может быть окрашен в различные цвета атмосферостойким лаком или краской.

21. Конструкция внутренней гидроизоляции: оклеечная гидроизоляция.

При давлении подземных вод более 0,1 МПа устраивают гибкую оклеечную изоляцию из рулонных материалов с поддерживающей железобетонной рубашкой толщиной 150-200 мм (рис. 6.41 б).

В отличие от наружной внутренняя гидроизоляция не защищает обделку от воды, что может привести к коррозии арматуры и разрушению бетона.

При наличии внутренней гидроизоляции горное давление передается на обделку, а гидростатическое - на обойму, устройство которой сопряжено с необходимостью увеличения объема выработки и расхода бетона. Оклеечная гидроизоляция состоит из нескольких слоев рулонного материала, соединен­ных и наклеенных на изолируемую по­верхность пластичной водонепроницае­мой массой. Изнутри тоннеля гидроизо­ляция, подвергающаяся наружному гид­ростатическому давлению, поддержи­вается железобетонной оболочкой, вос­принимающей это давление. В каче­стве прочной основы гидрои­золяции тоннеля принимаем 5 слоев гидроизола.

Изоляцию укладываем на сухую отвер­девшую, загрунтованную битумным ла­ком поверхность снизу вверх при тем­пературе не ниже -4-5 °С и не выше 20 °С.

При укладке рулоны гидроизола рас­катывают в направлении, перпендику­лярном оси тоннеля. Вдоль тоннеля по­лотнища перекрывают друг друга на 10 см с взаимным сдвигом стыков на 1/3 полотнища (рис. а). Поперек тоннеля полотнища соединяют в разбежку со сдвигом смежных стыков на 10 см в обратном своде и стенах или в двойную вилку (рис. б) с взаимным пере­крытием полотнищ на 20 см (в верхнем своде).

рис. Перевязка листов гидроизолирующего материала

На законченное гидроизоляционное покрытие наносят отделочный слой го­рячей битумной мастики, после остывания, которого укладывают стяжку из цементно-песчаного раствора состава 1: 3 толщиной 2 см, для защиты от повреждений. На внутренней поверхности верхнего свода между гидроизоляцией и ар­матурой помещают тонкие цементные прокладки.

В местах осадочных швов гидроизо­ляцию снабжают компенсирующими устройствами (складка, рас­прямляющаяся при возможных осад­ках), обеспечивающими ее це­лость при небольших взаимных смеще­ниях частей сооружения. Складку располагают в штрабе, преду­смотренной в изолируемой поверхности, и заливают битумной мастикой.

Хорошее выполнение оклеечной гид­роизоляция обеспечивает полную водо­непроницаемость тоннельной обделки, которая не нарушается при неравно­мерных осадках и образовании трещин в бетоне.

Ее недостатки – необходимость в поддерживающей внутренней оболочке с соответствующим уве­личением объемов проходческих и бетонных работ, а также трудоемкость устройства, связанная с многослойностью и применением горячей битумной мастики.

Прогрессивным является внедрение безмастичной (термопластичной) гидроизоляции из рулонных битумизированных материалов на стекловолокнистой основе. Благодаря этому методу трудоемкость работ уменьшается в 2-3 раза и улучшается качество гидроизоляции, так как равномерная толщина битумного слоя обеспечивается в заводских условиях.

Общие положения (в соответствии со СНиП 32-04-97).

3.1 Тоннели в течение всего срока их службы (по ГОСТ 27.002) должны удовлетворять требованиям бесперебойности и безопасности движения транспортных средств, экономичности и наименьшей трудоемкости содержания строительных конструкций и постоянных устройств, обеспечения здоровья и безопасных условий труда обслуживающего персонала, а также требованиям охраны окружающей среды.

3.2 Железнодорожные и автодорожные тоннели следует относить к I повышенному уровню ответственности сооружений, отказы которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям (ГОСТ 27751, изменение № 1).

3.3 Основные технические решения, принимаемые при проектировании тоннелей, — расположение их в плане и профиле, определение целесообразности строительства двухпутного или двух однопутных железнодорожных тоннелей или количества автодорожных тоннелей для размещения требуемого числа полос движения, тип и форма поперечного сечения обделки, способы ее защиты от грунтовых вод и др. — должны обосновываться путем сравнения технико-экономических показателей вариантов с учетом приведенных затрат на строительство и эксплуатацию сооружения.

3.4 Следует избегать расположения тоннелей в зонах тектонических разломов, оползневых участков, в местах повышенного водосбора (в логах, под седловинами водоразделов и т.д.), в карстоопасных районах, а порталов и припортальных участков тоннеля — в местах возможного схода снежных лавин, селевых потоков и камнепадов.

3.5 Принимаемые технические решения, конструкции и материалы должны обеспечивать срок службы тоннельных обделок не менее 100 лет. Межремонтные сроки строительных конструкций постоянных устройств должны составлять не менее 50 лет.

3.6 Тоннели, штольни и другие притоннельные сооружения, располагаемые в подземных выработках, должны иметь постоянную крепь — обделку, за исключением притоннельных сооружений, располагаемых в крепких невыветривающихся скальных грунтах.

3.7 Входы в тоннель и штольни, имеющие выход на поверхность, должны быть укреплены и архитектурно оформлены в виде порталов, оголовков, рамп.

3.8 В зонах опасных геологических процессов (оползней, обвалов, селевых потоков, снежных лавин и др.) необходимо иметь защитные сооружения или предусматривать мероприятия в соответствии со СНиП 2.01.15, обеспечивающие необходимую защиту порталов и припортальных участков тоннеля от этих процессов.

3.9 Тоннели должны иметь камеры и ниши.

Камеры следует устраивать с каждой стороны тоннеля не более чем через 300 м, располагая их в шахматном порядке. При длине тоннеля от 200 до 400 м необходима одна камера в середине тоннеля, а при длине от 400 до 600 м — две камеры с двух сторон на равных расстояниях между ними и порталами.

Ниши следует располагать между камерами через 60 м с каждой стороны тоннеля.

3.10 В тоннелях длиной более 1500 м или у их порталов должны находиться специализированные помещения и помещения с санитарно-бытовыми устройствами для нужд служб эксплуатации и охраны.

3.11 Железнодорожные тоннели протяженностью более 3000 м и автодорожные — более 1500 м должны иметь дополнительные эвакуационные выходы в рядом расположенные тоннели или в специально сооружаемые штольни безопасности, имеющие выходы на поверхность, либо иметь камеры безопасности (в автодорожных тоннелях), оборудованные герметичными затворами и местной вентиляцией. Расстояние между эвакуационными выходами (сбойками) должно быть не более 300 м, а между камерами безопасности — не более 600 м.

3.12 Пройденные в период строительства вспомогательные штольни, имеющие выход на поверхность, следует переоборудовать в штольни для обслуживания тоннелей при их эксплуатации (сервисные штольни) с одновременным использованием в качестве штолен безопасности.

3.13 Тоннели должны быть защищены от неорганизованного проникновения в них подземных и поверхностных вод и иметь водоотводные, а при необходимости и дренажные устройства. Уровень защиты тоннелей от подземных вод должен обеспечивать отсутствие капежа со свода (перекрытия), отекание воды по стенам и исключать образование наледей.

3.14 В строящихся тоннелях длиной свыше 100 м с односторонним движением со скоростью более 100 км/ч в железнодорожных и 90 км/ч в автодорожных во въездной зоне надлежит устраивать раструбный участок.

3.15 Системы вентиляции с естественным или искусственным побуждением должны обеспечивать нормируемые параметры воздуха в транспортной и других обслуживаемых зонах согласно действующим санитарным нормам и требованиям настоящего документа.

3.16 Тоннели должны иметь средства противопожарной защиты.

3.17 Автодорожные тоннели должны иметь перед порталами площадки разворота транспортных средств на случай аварийной ситуации.

3.18 Автодорожные тоннели длиной более 1000 м при отсутствии остановочных полос должны иметь через каждые 750 м местные уширения с площадками для аварийной остановки транспортных средств. Длина этих площадок должна быть не менее 50 м, а ширина — не менее 2,75 м. При двустороннем движении площадки должны быть с каждой стороны тоннеля.

3.19 Автодорожные тоннели должны иметь служебные проходы: при движении в одном направлении — с одной стороны, а при разнонаправленном — с двух сторон. При устройстве служебного прохода с одной стороны тоннеля с другой стороны следует устраивать защитную полосу, возвышение которой над проезжей частью должно быть не менее 0,4 м.

3.20 В автодорожных тоннелях на протяжении не менее 100 м от портала необходимо применять осветленные асфальтобетонные дорожные покрытия, белую плитку для облицовки или белую окраску стен на высоту не менее 1,4 м от уровня служебного прохода либо другие технические решения, обеспечивающие адаптацию зрения водителей. Наружные углы ниш и камер должны быть окрашены флуоресцирующей краской на высоту не менее 0,5 м. Для облицовки лобовой поверхности порталов и подпорных стен должны применяться материалы темного цвета.

3.21 В охраняемых автодорожных тоннелях необходимо иметь устройства теленаблюдения за движением транспортных средств и средства связи для передачи информации об аварийной обстановке в диспетчерский пункт и подразделение охраны.

3.22 Способы сооружения тоннелей и средства механизации строительства следует выбирать на основе результатов технико-экономического сравнения вариантов из условия обеспечения наименьших трудозатрат и продолжительности строительства, безопасных условий труда и минимального воздействия строительства на окружающую среду.

3.23 При проектировании и строительстве тоннелей следует обеспечивать выполнение законов, стандартов, строительных норм и правил, нормативных документов органов государственного управления и надзора. Перечень нормативных документов органов надзора приведен в приложении Б. При реконструкции железнодорожных тоннелей должны выполняться требования “Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации”.

3.24 В исполнительной документации, передаваемой заказчику, должна быть отмечена техническая зона вдоль трассы тоннеля, где запрещается производить работы без разрешения эксплуатирующей организации.