СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ВОДОПРИТОКОВ В ТОННЕЛЯХ С ОБДЕЛКОЙ ИЗ ВЫСОКОТОЧНЫХ БЛОКОВ
METHOD TO ELIMINATE INFLOWS IN TUNNELS WITH LINING FROM HIGH-PRECISION BLOCKS

Изобретение относится к горной промышленности и подземному строительству, в частности к ликвидации водопритоков, проявляющихся при строительстве и ремонте коллекторных тоннелей с обделкой из высокоточных блоков.
Одной из существеннейших задач, стоящей перед эксплуатационной службой городских коллекторных сетей, является создание новых и поддержание в рабочем состоянии обделки действующих инженерных и коллекторных тоннелей. Технологичность и трудоемкость строительства и тех и других тоннелей, особенно в водонасыщенных грунтах, а также долговечность тоннельной обделки во многом зависят от качества материала, гидроизоляции и соответственно количества грунтовой воды, проникающей в тоннель.
В последние годы в отечественной и зарубежной практике проектирования и строительства подобных тоннелей интенсивно разрабатываются и применяются сборные железобетонные обделки из высокоточных блоков с различными по форме стыками и межстыковыми уплотнениями. Расширению области применения и совершенствованию конструкций высокоточных сборных железобетонных обделок способствует развитие и распространение щитовых тоннелепроходческих механизированных комплексов с активным пригрузом забоя. Однако при строительстве тоннелей нередки случаи нарушения гидроизоляции, возникающие при взаимном смещении блоков уже после их укладки в результате подвижки окружающих грунтов. Кроме того, всегда имеется вероятность фильтрации воды в местах перевязки стыков колец обделки, где нет силового воздействия на межстыковые уплотнения. Помимо этого существует вероятность возникновения пожара в коллекторе для инженерных коммуникаций из-за наличия в нем функционально обусловленной горючей среды (в виде горючих материалов кабелей) и при появлении в этой среде источника зажигания - аварийного режима работы электротехнических изделий (в том числе кабелей). При расположении в тоннеле труб отопления возможно высокотемпературное воздействие на обделку, которое будет способствовать нарушению гидроизоляции.
Нарушение гидроизоляции особенно сильно может проявляться в сопрягаемых стыках блоков, что требует проведения работ по гидроизоляции.
Известно применение способа ликвидации водопритоков через обделку в коллекторах из высокоточных блоков, заключающегося в устранении водопроявлений в узлах сопряжения сборных элементов конструкции путем герметизации зазоров и трещин между блоками посредством установки инъектора в инъекционное отверстие и инъецирования герметизирующего состава в межблоковые швы (Стандарт организации «Регламент по оценке состояния и выполнению аварийно-восстановительных работ при разрушении конструкций коллекторов для инженерных коммуникаций из высокоточных блоков», СТО 42010705-3.03.01-08, Выпуск 1, ЗАО «Триада-Холдинг», Москва-2008, листы 29/50, 30/50, рис.П1-П4).
Недостаток известного способа заключается в том, что при его осуществлении необходимо производить инъектирование большого объема бетона вокруг шва. При этом непосредственно в фильтрующую полость шва попадает много лишнего инъекционного материала. При этом при прохождении через трещины инъекционного материала в значительной мере теряется первоначальное давление инъецирования и качество инъецирования трудно контролировать. Кроме того, значительное количество дорогого герметизирующего состава расходуется нерационально, т.к. растекается по микротрещинам и зазорам, не нуждающимся в герметизации.
Изобретение направлено на решение задачи по созданию способа ликвидации водопритоков через обделку в коллекторах из высокоточных блоков, позволяющего повысить надежность герметизации зазоров и трещин между блоками при снижении затрат на проведение ремонтных работ.
Технический результат, который может быть получен при использовании способа, заключается в снижении расхода дорогостоящего гидроизоляционного материала и увеличении прочности проинъецированых стыков.
2
Поставленная задача решена за счет того, что в способе ликвидации водопритоков через обделку в коллекторах из высокоточных блоков, заключающемся в устранении водопроявления в узлах сопряжения сборных элементов конструкции путем герметизации зазоров и трещин между блоками посредством установки инъектора и инъецирования герметизирующего состава в межблоковые швы, инъецирование производят в плоскости сопрягаемых стыков сборных элементов, в местах возникновения водопроявления, при этом предварительно осуществляют локализацию указанных мест водопроявления путем бурения по меньшей мере двух шпоночных отверстий в плоскости сопрягаемых сборных элементов на глубину расположения блочного уплотнения на расстоянии от каждого из шпоночных отверстий до места инъецирования не менее 1,0-1,5 расстояния от поверхности блока до блочного уплотнения и последующей установки герметизирующих шпонок из материала с прочностью на смятие не менее 5 МПа/см в каждое из шпоночных отверстий, затем производят инъецирование герметизирующего состава.
Для исключения выхода инъецируемого состава на поверхность блоков, поверхность блоков в местах сопряжения на участках инъецирования временно герметизируют, например, путем наклеивания на указанную поверхность герметизирующего пластыря.
При значительном раскрытии образовавшегося зазора инъецирование может быть проведено с использованием пакера, для установки которого в месте инъецирования предварительно пробуривается отверстие.
В случае незначительного раскрытия зазора (менее 5 мм) инъецирование может быть произведено с помощью накладного инъектора, который крепят на поверхности обделки в месте инъецирования.
Герметизирующие шпонки целесообразно выполнять из дерева, поскольку при необходимой прочности на смятие они легко поддаются обработке и хорошо удерживаются в шпоночном отверстии.
Предпочтительно в качестве герметизирующего состава для инъецирования применять гидроактивный полиуретан, поскольку этот гидроизолирующий материал обладает необходимой эластичностью и способностью к увеличению объема при полимеризации.
Возможно также в качестве герметизирующего состава для инъецирования применять материалы на основе акриловых смол, обладающих необходимой эластичностью.
2
Для гарантированного закрепления установленных шпонок при действии на них инъецируемого материала, подаваемого под давлением до 5 МПа/см, шпоночные отверстия выполняют диаметром не менее 1,5 ширины раскрытия герметизируемого межблокового шва.
Изобретение поясняется одним чертежом, на котором в качестве примера реализации способа показаны схематически места расположения шпонок 1 относительно мест инъецирования на стыках 2 плоскостей сопряжения сборных элементов (блоков) 3.
Способ осуществляется следующим образом. При обследовании готового или подлежащего ремонту тоннеля с обделкой из высокоточных блоков, устанавливаются места водопритоков и производится их обследование с целью определения необходимых работ. В тех местах, где произошли значительные взаимные смещения элементов обделки, что бывает, как правило, после длительной эксплуатации или аварийной ситуации, бурятся отверстия для установки пакера. Наиболее часто такое нарушение герметизации происходит в местах стыка 2 плоскостей сопряжения сборных элементов 3, где и выбираются места инъецирования. Отверстия бурятся на глубину, не превышающую расстояния от поверхности блока до междублокового уплотнения, которое прокладывается между блоками в процессе возведения обделки. На расстояниях от инъекционных отверстий, устанавливаемых при проведении первоначального обследования фронта работ, производится бурение шпоночных отверстий для установки шпонок 1. При раскрытии стыка на 6 мм диаметр шпоночного отверстия составляет 12 мм и шпонка, устанавливаемая в это отверстие, имеет такой же диаметр. Изготавливают шпонки тут же на месте из деревянных заготовок. Шпонки устанавливаются с расчетом полной локализации стыка плоскостей сопряжения сборных элементов 3 в области обнаруженного водопроявления. Поверхность блоков в месте сопряжения на участке инъецирования временно герметизируют, например, наклейкой герметизирующей ленты для исключения выхода герметизирующего состава на поверхность блока под действием давления инъецирования. Затем устанавливают пакера в отверстия, пробуренные в местах инъецирования, и производят нагнетание герметизирующего состава под необходимым давлением. Указанный состав, обладая невысокой вязкостью, хорошо проникает в зазоры и разбухает при соединении с водой и полимеризации, препятствуя дальнейшему поступлению воды.
В тех случаях, когда наблюдаются небольшие взаимные смещения элементов обделки, что бывает, как правило, при проверке обделки после ее изготовления, для проведения работ по ликвидации водопритоков могут быть использованы накладные инъекторы с клапаном, которые приклеиваются в местах инъецирования.
Поскольку при осуществлении способа происходит локализация области инъецирования ввиду установки шпонок, герметизация происходит на весьма ограниченном участке. При этом не происходит потери давления в инъектируемом составе, что способствует сохранению однородности образуемого уплотнения и, кроме того, при этом происходит рациональное расходование весьма дорогого герметизирующего состава, что позволяет значительно снизить производственные затраты.