В связи с состоянием почвы и грунтовых вод крайне важно, чтобы сооружение было защищено от проникновения грунтовых вод, и для сооружения была выбрана подходящая система гидроизоляции для конкретного участка. Гидроизоляция туннелей — одна из самых требовательных и сложных отраслей туннельной промышленности. К системам гидроизоляции предъявляются очень строгие требования в отношении долговечности, воздействия, устойчивости и напряженных условий, что требует хорошо продуманных методов строительства и последовательности действий для простоты применения и общего управления затратами. Плохая гидроизоляция не в состоянии защитить туннель от повреждения влагой и может привести к непреднамеренному попаданию воды, грунта или химических веществ.
Проблема с попаданием воды в туннель
Что касается долговечности подземных сооружений, то проникновение воды обычно является наиболее важным фактором, который необходимо учитывать. Рабочая группа Международной ассоциации туннелестроения (ITA) по техническому обслуживанию и ремонту подземных сооружений подготовила отчет о разрушительном воздействии воды на туннели в течение срока их службы, основанный на историях заболеваний, собранных во многих странах, отражающий мировую практику, а также различные методы облицовки. Было выявлено семнадцать типов дефектов и указаны конкретные меры по их устранению. Некоторые из дефектов присущи конкретным типам облицовки, но можно утверждать, что в основе большинства проблем лежит недостаточная гидроизоляция. Проблема, которая возросла в городских туннелях, связана с химически агрессивными грунтовыми водами. В таких случаях большое значение имеют соображения о химическом взаимодействии загрязняющих веществ с системой гидроизоляции.
Различные типы систем гидроизоляции туннелей
Доступно множество систем гидроизоляции, некоторые из важных из них обсуждаются ниже.
Жидкая система гидроизоляции
Жидкостные системы имеют самый длительный послужной список и обычно состоят из каучука горячего нанесения, гудрона, полимеров и асфальтовых эмульсий. Эти системы наносятся горячими и требуют использования электрических или пропановых котлов для повышения температуры материала примерно до 100 градусов. Необходимость в котле требует дополнительной рабочей силы, и материалы укладываются вручную с помощью швабр или скребков.
Система гидроизоляции панелей
Панельные системы — это системы, в которых используется набухающий бентонит, упакованный либо в рулон ткани, либо в картон. Бентонит должен набухнуть, чтобы создать эффективный водонепроницаемый барьер. Это набухание обычно происходит в течение 4 часов после контакта с водой. Эта система требует, чтобы панель была размещена “сухо” и прикреплена к бетону. Места крепления должны быть покрыты мастикой, чтобы заделать отверстия в панели.
Мембранная система гидроизоляции
Мембранные системы гидроизоляции применяются как на вертикальных, так и на горизонтальных поверхностях. Мембранные системы состоят из мембраны, защитного слоя, дренажной среды и слоя фильтровальной ткани. Когда бетонная поверхность не имеет однородной текстуры, для некоторых мембранных материалов 3 потребуется уплотнительный слой, который используется для заполнения мелких отверстий или пустот. Этот разделительный слой обеспечивает равномерную поверхность мембраны для полного сцепления.
Система гидроизоляции листовыми мембранами
Листовые мембранные системы выпускаются из резины, неопрена, полиуретана высокой плотности (HDPE) и комбинаций резины и HDPE. Они поставляются в виде рулонов шириной обычно около 2-3 метров и самоклеящиеся. Во время нанесения рулон раскладывают перевернутым и удаляют подложку. Лист укладывают на бетон так, чтобы клей соприкасался с бетоном, и прижимают на место. Листы могут применяться либо в качестве гидроизоляции с обратной стороны от шпунтовых свай, либо в качестве временной опорной системы, либо после частичного отверждения бетона. Для глухой стороны не требуется защитная панель; однако при обычном монтаже требуется использование защитной панели.
Гидроизоляционная система с эпоксидным покрытием
Системы эпоксидных прокладок были впервые разработаны для использования на настилах мостов под железнодорожным балластом. Они представляют собой двухкомпонентные системы и обычно производятся в двух составах: один для горизонтальной поверхности и один для вертикальной. Разница заключается в том, что вертикальный материал не провисает для лучшего сцепления с вертикальными поверхностями. Составы не взаимозаменяемы из-за требования не провисать вертикальным поверхностям для достижения требуемой толщины. Типичный монтаж эпоксидных систем выполняется путем распыления эпоксидной смолы.
Гидроизоляционная мембранная система с напылением
Напыляемая гидроизоляционная мембрана — это новая система для туннелей с одинарной облицовкой. Условия применения этой системы анализируются с точки зрения деформации и состояния поверхности первого слоя торкретбетонной оболочки, проникновения воды и давления воды за гидроизоляционной мембраной. Этот метод позволяет приклеивать как первичную, так и вторичную облицовку. Это обеспечивает преимущества при обслуживании и ремонте, предотвращая движение воды либо за мембрану, либо, в случае ее прорыва, перед мембраной. Нанесение мембраны очень простое и может быть выполнено машиной для сухого торкретирования. Для подачи порошка тонкой струйкой к соплу необходим сжатый воздух. Статическое давление воды, добавляемой в форсунку, должно составлять не менее 2 бар. Продукт подается в бункер машины для сухих смесей, продувается через шланг к форсунке, где добавляется вода. Один человек с помощником может легко обращаться с насадкой вручную, а производительность нанесения более 50 м2 /ч вполне нормальна.
Цементная гидроизоляционная система
Цементирующие гидроизоляционные системы представляют собой смесь сополимеров и портландцемента. В этих материалах используются сополимеры для уменьшения размера пор бетона, предотвращающие прохождение молекул воды через покрытие и пропускающие водяной пар. Эти покрытия обычно используются на обратной (внутренней стороне) конструкции в проектах восстановления, где внешняя бетонная поверхность недоступна. Тем не менее, они с успехом использовались на внешних поверхностях туннелей.
Гибридная система гидроизоляции
Гибридные гидроизоляционные мембраны низкого качества сочетают технологию активного полимерного барьера с традиционной технологией пассивного скрепления изделий в попытке противостоять тенденциям разрушения. Благодаря объединению нескольких барьерных материалов в одной гидроизоляционной мембране, новые гибридные мембраны из активного полимера компенсируют недостатки традиционных материалов в отношении качества изготовления и зависимости от идеальной установки для предотвращения поломок. Распознав способы разрушения традиционных мембран, разрабатываются новые активные продукты для предотвращения разрушения путем сочетания различных слоев материала, которые увеличивают количество способов разрушения, которые должны возникать в определенном месте для проникновения воды.
Заключение
Гидроизоляция имеет решающее значение при прокладке глубоких туннелей, поскольку ставки очень высоки. Работы по техническому обслуживанию или ремонту, как правило, приводят к серьезным перебоям в обслуживании, поэтому работа должна быть выполнена правильно. Однако неудачно выполненные работы по гидроизоляции не только неудобны, но и опасны. Длительный срок службы туннельных конструкций требует долговечности всех компонентов. Важную роль в этом контексте играет гидроизоляционный слой и различные компоненты, особенно те, которые должны сочетаться друг с другом, такие как ПВХ-диски, водяные балки, фланцы и т.д. Проектировщики, владельцы и руководители проектов должны тщательно выбирать всю систему в целом и детально разбираться в функционировании каждого компонента. Эти меры наряду с опытом выбора производителя имеют решающее значение для гидроизоляции туннелей.