Способ ликвидации водопритоков в тоннелях с обделкой из высокоточных блоков

Способ ликвидации водопритоков в тоннелях с обделкой из высокоточных блоков

Реферат

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.

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/см² 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.

Для гарантированного закрепления установленных шпонок при действии на них инъецируемого материала, подаваемого под давлением до 5 МПа/см², 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.

1. Способ ликвидации водопритоков через обделку в коллекторах из высокоточных блоков, заключающийся 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, отличающийся тем, что 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 стыков сборных элементов на глубину расположения блочного уплотнения на расстоянии от каждого из шпоночных отверстий до места инъецирования, равном 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/см² в каждое из шпоночных отверстий, затем производят инъецирование герметизирующего состава.

2. Способ ликвидации водопритоков в коллекторах из высокоточных блоков по п.1, отличающийся тем, что поверхность блоков в местах сопряжения на участках инъецирования временно герметизируют.

3. Способ ликвидации водопритоков в коллекторах из высокоточных блоков по п.1, отличающийся тем, что инъецирование производят с помощью пакера, который устанавливают в отверстие, предварительно пробуриваемое в месте инъецирования.

4. Способ ликвидации водопритоков в коллекторах из высокоточных блоков по п.1, отличающийся тем, что инъецирование производят с помощью накладного инъектора, который крепят на поверхности обделки в месте инъецирования.

5. Способ ликвидации водопритоков в коллекторах из высокоточных блоков по п.1, отличающийся тем, что герметизирующие шпонки выполняют из дерева.

6. Способ ликвидации водопритоков в коллекторах из высокоточных блоков по п.1, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего состава для инъецирования применяют гидроактивный полиуретан.

7. Способ ликвидации водопритоков в коллекторах из высокоточных блоков по п.1, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего состава для инъецирования применяют материал на основе акриловых смол.

8. Способ ликвидации водопритоков в коллекторах из высокоточных блоков по п.1, отличающийся тем, что шпоночные отверстия выполняют диаметром не менее 1,5 ширины раскрытия герметизируемого межблокового шва.