Гидроизоляция при строительстве метро

Гидроизоляция при строительстве метро

Виды гидроизоляции

Гидроизоляция предназначена для предохранения тоннелей, станций и других сооружений метрополитенов от попадания в них подземных вод. В зависимости от гидрогеологических условий, напора и агрессивности подземных вод и конструкции обделки для гидроизоляции применяются: нагнетание растворов за обделку, зачеканка швов и заполнение гидроизоляционными материалами отверстий в сборных конструкциях, нанесение на поверхность обделки слоя оклеечной гидроизоляции или обмазочной гидроизоляции, металлоизоляция; торкретирование поверхности обделки.

Нагнетание растворов за обделку тоннелей при их сооружении выполняется с целью: во-первых, заполнить пустоты между внешней поверхностью обделки и выработкой для обеспечения совместной работы конструкции с породой, равномерного распределения давления грунтов на тоннель, предупреждения осадок подземных и наземных сооружений и уменьшения деформаций самой обделки; во-вторых, обеспечить повышенную водонепроницаемость обделки тоннеля, уменьшить ее коррозию.

Нагнетание растворов ведут в два этапа: сначала первичное, а затем контрольное. В тех случаях, когда после завершения первичного и контрольного нагнетания нужная водонепроницаемость обделки не достигнута, дополнительно делают уплотнительное нагнетание.

Для первичного нагнетания применяют цементно-песчаный раствор состава 1:2-1:3, для контрольного — цементный раствор. Тип и марку цемента выбирают в зависимости от агрессивности подземных вод.

Для уплотнительного нагнетания применяют,бентонитовые, зольные или цементно-бентонитовые и цементно-зольные растворы. Для улучшения технологических свойств раствора, снижения расхода цемента, повышения плотности и водонепроницаемости затвердевшего слоя в нагнетаемые растворы вводят химические добавки. Так, для повышения прочности цементного камня, его водонепроницаемости и стойкости против растворов солей в качестве добавки используют мылонафт, золу уноса тепловых электростанций или хлорид кальция в смеси с хлорным железом.

Правильный подбор состава раствора для нагнетания и добавок к нему оказывает существенное влияние не только на улучшение качества гидроизоляции обделки, но и на повышение ее долговечности.

Оклеенная гидроизоляция представляет собой оболочку, выполненную из пластичного водрнепроницаемого материала, состоящего из нескольких слоев рулонного гидроизоляционного ковра, проклеенного битумной мастикой. Число слоев устанавливается проектом. Различают внутреннюю и наружную гидроизоляцию. Внутреннюю гидроизоляцию (рис. 149, а) наклеивают на внутреннюю поверхность тоннельной обделки 1, она поддерживается железобетонной оболочкой 5, рассчитанной на гидростатическое давление подземных вод. Внутренняя гидроизоляция состоит из выравнивающего слоя 2, гидроизоляционного ковра 3 на битумной мастике и защитной цементной стяжки 4. Наружную гидроизоляцию 9 (рис. 149,6) применяют при открытом способе работ; ее наклеивают на наружную поверхность собранной в котловане конструкции 5 поверх устроенного на перекрытии выравнивающего слоя 6 и покрывают цементно-песчаной стяжкой 7 по уложенной металлической сетке. С боков гидроизоляционный ковер 9 защищается стенкой 10 яз кирпича, шлакоблоков или тонких железобетонных плит с заполнением зазора 11 цементно-песчаным раствором. Основным гидроизоляционным материалом при устройстве оклеечной гидроизоляции являются битум и пропитанные им различные рулонные материалы (стеклорубероид, гидроизол, гидростеклоизол, фольгоизол и др.).

В строительстве используют в основном нефтяные битумы, которые в зависимости от температуры размягчения подразделяют на пять марок. В качестве приклеивающей мастики при температуре сооружения в эксплуатационных условиях не выше +15?С применяют битум марки III, а при более высоких температурах — смесь битумов марок III и IV или битум марки V. В последнее время стали применять тепло-, морозостойкий битум (пластбитум), предотвращающий оплавление покрытий стен в летнее время и образование трещин в зимнее время. Битумные мастики готовят на месте работ в специальных закрытых котлах и в бидонах с крышками подают к месту работ.

Рис. 149. Схема устройства оклеечной гидроизоляции: а — внутренней; б o— наружной

Рис. 150. Стыкование гидроизоляционного ковра:
а — вразбежку (по коротким сторонам полотнищ); б — в вилку; в — в двойную вилку (размеры в сантиметрах)

Гидроизол — это рулонный материал, имеющий негниющую основу— асбестовую бумагу, пропитанную битумом. Гидростекло-изол — это материал, у которого армирующей основой является высокопрочная негорючая стеклоткань или стеклосетка, пропитанная тепло-, морозостойким битумом; стеклорубероид имеет армирующую основу из стеклохолста. Он применяется как подкладочный материал, укладываемый на бетонную поверхность в качестве дополнительного слоя. Гидростеклоизол и стеклорубероид приклеивают без мастик; битумный покровный слой его оплавляют с помощью воздушно-пропановых нагревательных горелок ГВПН или многофорсуночных нагревательных устройств ГВАЛ.

Полотнища рулонного материала выпускают шириной 1 м и длиной до 10 м (гидростеклоизол) и до 19 м (гидроизол). Наклеивают полотнища внахлестку с перекрытием не менее чем на 10 см. Стыки каждого последующего слоя смещают вдоль тоннеля на 1 / ₃ ширины полотнища. Стыкование по коротким сторонам полотнищ выполняют вразбежку, в вилку или в двойную вилку (рис. 150) в зависимости от места расположения стыка. Число наклеиваемых слоев обычно от двух до четырех. Поверхность последнего слоя покрывают битумной мастикой.

Обмазочная гидроизоляция применяется для повышения водонепроницаемости элементов сборных и монолитных железобетонных конструкций и в качестве антикоррозионного покрытия спинок чугунных тюбингов. В качестве материала для обмазки используют гидроизоляционные битумы, асфальтобитумные мастики, эпоксидные и каменноугольные смолы и другие пластмассы, наносимые методом набрызга. Материал обмазки можно наносить на поверхность элементов обделки в заводских условиях при их изготовлении, а также в условиях строительства, для чего на стройплощадке устраивают специальный полигон или цех. Повреждения изоляции, появившиеся при транспортировке или монтаже элементов обделки, необходимо устранить. Поврежденный слой восстанавливают в забое при монтаже обделки.

Металлическая гидроизоляция применяется на участках тоннелей, проходимых в особо сложных гидрогеологических условиях с высоким гидростатическим напором, а также для изоляции наиболее ответственных узлов и элементов конструкций: проемов и торцовых стен станционных тоннелей, мест сопряжения тоннелей различного диаметра, зумфов дренажных перекачек и др. В качестве материала для металлической гидроизоляции используют листовую сталь толщиной от 8 до 12 мм. Отдельные листы соединяют электросваркой в сплошную оболочку.

Изоляция из стальных листов может быть использована в качестве конструкции, повышающей несущую способность обделки, а также вместо опалубки при бетонировании. Обделка при этом получается комбинированной и значительно меньшей толщины, чем при оклеечной гидроизоляции. Конструктивные решения металлической гидроизоляции могут быть различны (рис. 151).

Торкретирование поверхностей (нанесение на поверхности слоя набрызгбетона) применяют при незначительных притоках подземных вод как дополнительное средство повышения водонепроницаемости бетонной обделки (в тех случаях, когда применение оклеечной гидроизоляции нецелесообразно по техническим или экономическим соображениям), а также как антикоррозионное покрытие металлоизоляции.

Процесс торкретирования заключается в нанесении на изолируемую поверхность растворной или бетонной смеси под давлением сжатого воздуха через сопло, к которому подводят раздельно сухую смесь цемента с заполнителем и воду. Высокая скорость поступления смеси из сопла обеспечивает ее плотную укладку. В качестве материалов используют цемент и песок или цемент, песок и мелкий щебень. До нанесения торкрета (набрызгбетона) покрываемую поверхность готовят: делают насечки на бетоне, очищают его поверхность пескоструйным аппаратом и тщательно промывают.

Рис. 151. Металлическая гидроизоляция:
а —для круговых обделок; б — для торцовых стен тоннелей; 1 — стержни арматурного каркаса; 2 — стальная обЬлочка;, 3 — покрытие по металлоизоляции; 4 — зигзагообразная арматура; 5 — стальной лист

Рис. 152. Схема устройства гидроизоляции болтовых соединений тюбингов:
а — чугунных; б — железобетонных; 1 — соединяемые тюбинги; 3 — болт; 3 — металлическая шайба; 4 — асбобитумная шайба; 5 — чеканочная канавка; 6 — канавка, заполненная цементом или битумом; 7 — асбобитумное заполнение болтового отверстия

При гидростатическом давлении более 0,05 МПа к обделке прикрепляют арматурную сетку из проволоки диаметром 3-5 мм. Покрытие состоит из нескольких слоев набрызгбетона. Каждый новый слой покрытия наносят после затвердения предыдущего слоя. Воду в .местах ее фильтрации отводят по трубкам, чтобы не размывался наносимый слой набрызгбетона.

В последнее время торкретирование стали применять также для заполнения стыков между сборными железобетонными элементами обделок.

Гидроизоляция сборных обделок осуществляется путем зачекан-ки швов (стыков) между сборными элементами и уплотнением болтовых отверстий и отверстий для нагнетания. В сборной чугунной обделке швы между тюбингами зачеканивают замазкой из водонепроницаемого расширяющегося цемента (марки ВРЦ), гипсогли-ноземистого расширяющегося цемента или быстросхватывающейся уплотняющейся смесью (БУС). При сильной течи канавки заполняют сухим цементом или БУСом.

При большом притоке подземных вод и значительном гидростатическом напоре гидроизоляцию швов выполняют с применением свинцовой проволоки. В этом случае чеканочную канавку на 1 / ₃ глубины зачеканивают свинцом, а остальную часть заполняют замазкой из БУСа или цемента.

Для гидроизоляции болтовых отверстий применяют болтовые комплекты, в которые входят сферические стальные шайбы с асбобитумным заполнителем (рис. 152). При завертывании гайки сферические шайбы выпрямляются и вдавливают асбобитумную массу в коническое углубление («зенковку») в тюбингах и в кольцевой зазор между болтом и отверстием.

В последнее время взамен шайб с асбобитумным заполнителем стали применять пластмассовые шайбы (из полиэтилена). В болтовой комплект в этом случае входят металлические сферические шайбы и конические пластмассовые шайбы. Процесс заполнения зазора такой же, как описан выше. Пластмассовые шайбы обладают большей упругостью и более просты в изготовлении, чем асбобитумные.

Отверстия для нагнетания изолируют ввертыванием резьбовых металлических пробок с плоскими асбобитумными кольцами, которые, разжимаясь, герметизируют отверстие.

В сборной железобетонной обделке швы между блоками или тюбингами зачеканивают замазкой из цемента марки ВРЦ, а также из БУСа. Отверстия для первичного нагнетания и для монтажных связей зачеканивают такой же замазкой в 2-3 слоя. Болтовые отверстия постоянных связей в железобетонных блоках (тюбингах) изолируют так же, как и в чугунных тюбингах (см. рис. 152).

Источник

Гидроизоляция метрополитенов

Проблемы гидроизоляции в метро обусловлены высоким уровнем подземных вод и возможностью формирования застойных зон в результате обратной засыпки котлованов в глинистой почве. Конструкцию защиты от воздействия влаги выбирают конкретно для каждого объекта с учетом устойчивости грунта, предполагаемого максимального напора грунтовой воды, технологии обустройства изоляции и используемых материалов.

Виды гидроизоляции метрополитенов

Гидроизоляция при строительстве тоннелей метро предполагает обустройство эффективной защиты от воздействия влаги. Конструктивные решения сооружений, гидрогеологические особенности почвы, агрессивность грунтовых источников и применяемые материалы предполагают реализацию защиты от влаги следующими способами:

• нагнетание бетонного раствора и торкретирование поверхности;
• заделка технологических отверстий, стыков и швов;
• оклеечная и/или обмазочная гидроизоляция.

Нагнетание раствора и торкретирование поверхности

При сооружении метрополитена для достижения максимальной водонепроницаемости пространство между наружной обделкой и выработкой заполняется бетонным раствором с добавлением проникающей гидроизоляции серии «Кольматекс», «Кальматрон-Д» или «Кальматрон-Эконом». Такое решение обеспечит не только надежную защиту от влаги, но и позволит повысить устойчивость сооружения к коррозии. Как правило, нагнетание раствора производится в два этапа: базовая изоляция и торкретирование.

Заделка стыков

Гидроизоляция метрополитена предусматривает зачеканку стыков и швов между отдельными элементами сборных конструкций, а также уплотнение различных технологических отверстий. Оптимальным решением для этого являются специальные гидрошпонки «Ультрабанд» и бентонитовые шнуры «Ультраплат». При гидратации объем полимерного материала увеличивается в 16 раз, что полностью исключает проникновение жидкости.

Оклеечная и обмазочная гидроизоляция метрополитенов

Нанесение на поверхность специальной мастики «Кальматрон-Эластик» позволит надежно защитить тоннели метрополитена от разрушающего действия подземной влаги и растрескивания. Двухкомпонентная смесь быстро готовится и легко наносится на очищенную поверхность.

«Кальматрон» для метрополитенов

Эффективность гидроизоляционных материалов «Кальматрон» проверена в метро Будапешта, Минска, Москвы, Петербурга, Новосибирска, Баку и многих других городов. С использованием специальных материалов проведены капитальные ремонты сводов перегонных тоннелей и станций, ликвидированы обводнения и протечки, заделаны мокрые швы, стыки и так далее.

Источник

Гидроизоляция тоннелей

Содержание:

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:

1. Ошибка проектирования – при проектировании гидроизоляционной системы был выбран неподходящей для этого материал.
2. Ошибка строительства – Гидроизоляционный материал был нанесён с нарушением технологии, что в итоге привело к возникновению протечек.

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:

• Выбор качественного и надёжного материала – У надёжности есть определённые параметры, которым должен соответствовать материал в их числе: Гарантийный срок эксплуатации материала, стойкость к агрессивной среде и химическим элементам;
• Подготовка поверхности – от качества подготовки поверхности (отчистка от пыли и грязи, удаление острых углов и т.д.) зависит качество нанесения гидроизоляции;
• Соблюдения проектных норм и технологии монтажа гидроизоляционного покрытия – От соблюдения технологии напрямую зависит срок службы гидроизоляции и отсутствие протечек в пределах гарантийного срока.

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:

1. На путях сообщения – к этому виду относятся тоннели метро, тоннели для автомобильных дорог и пешеходные тоннели.
2. Гидротехнические – их предназначение в подаче воды в населённые пункты, гидроэлектростанции и другие сооружения.
3. Коммунальные – относятся к тоннелям предназначенным для ведения коммунального хозяйства города или предприятия. Например, канализация, водопровод, коллекторы, тоннели где проходят телефонные и электрические сети и т.д..
4. Горнопромышленные – предназначены для предприятий, добывающих полезные ископаемые.
5. Специальные тоннели – Предназначены для сооружений обороны, подземных электростанций и гаражей.

Тоннели могут быть классифицированы по месту положения:

• Горные
• Подводные
• Равнинные – В основном речь идёт о тоннелях построенных в городах. Например, тоннели для метро, для автотранспорта, подземные пешеходные переходы, подземные гаражи и т.п…

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:

• Наличие швов и стыков – швы и стыки это самые слабые места в любом гидроизоляционном покрытии.
• Отсутствия адгезии к основанию – мембрана ложиться ковром и не имеет сцепления с поверхностью. В случае если где-то разойдётся шов и туда пройдёт вода, эта вода начнёт проходить под всей изоляции и изнутри будет обнаружена лишь в самом слабом месте, что не даст возможности обнаружить источник проникновения воды под мембрану.

Один из самых известных материалов сделанных из ПВХ это Sikaplan от компании Sika.
Подробную инструкцию о применении этого материала в гидроизоляции и защите тоннелей вы можете прочитать в следующем руководстве: Гидроизоляция тоннелей мембранами Sikaplan .

В последние годы была внедрена альтернатива стандартным мембранам, и она была успешно использована в нескольких практических проектах тоннелей в том числе для строительства метро. Этой альтернативой является Полиуретановая гидроизоляция и гидроизоляция жидкой резиной .

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:

• Коэффициент эластичности 800% и выше – Это значит что при динамике, деформации или подвижности конструкции материал не разойдётся, порвётся или потрескается, а растянется. При растяжении материал не потеряет свои характеристики и качества.
• Отсутствие швов – Жидкая резина напыляется и превращается в еденное покрытие без швов и стыков.
• 100% сцепление к основанию – При использовании, напыляемой изоляции в качестве гидроизоляции, при попадании потока воды источник протечки легко локализуется, так как не может быть никакой миграции воды между мембраной и подложкой бетона, так как распылённая гидроизоляционная мембрана имеет 100% сцепления с поверхностью. Эта особенность сильно отличает данный метод от обычной композитной облицовочной системы, в которой точка входа воды может отличаться от источника протечки за листовой мембраной.
• Скорость нанесения – в день с помощью напыления можно нанести от 600-900м2 изоляции.

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:

• Необходимо отчистить поверхность – Чистая поверхность бетона без пыли, грязи и отслаивающихся элементов сопутствует качественному нанесению гидроизоляции. Частицы и загрязнения на поверхности бетона могут привести к разрушению связи между жидкой резиной и самим основанием. Нанесение на чистую поверхность, без пыли и острых углов обеспечивает идеальные условия для сцепления гидроизоляции.
• Острые камни и сколы – их необходимо удалить, так как впоследствии они могут навредить целебности покрытия.
• Гладкая поверхность – Результаты испытаний и практические примеры показывают, что шероховатость бетона не оказывает прямого влияния на механические свойства гидроизоляционного покрытия, такие как прочность сцепления с бетоном. Но чем менее гладкая поверхность бетона, тем толще и больше материала будет нанесено для обеспечения заданной водонепроницаемости.
• Сухое основание – Жидкая резина, может быть нанесена только на относительно сухую поверхность.

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:

1. Если есть возможность найти повреждённые или слабые участки гидроизоляционного покрытия — то можно сделать локальный ремонт этих участков, тем самым восстановив цельность покрытия и решив проблему с протечками.
2. Если нет возможности обнаружить точное место где нарушена изоляция – Когда речь идёт о мембранном типе изоляции, по характеру протечек изнутри невозможно понять, где вода затекает снаружи, так как этот материал ложится ковром и вода может заходить через слабый шов в одном месте и переходить с места на место под изоляционным ковром. В таком случае для восстановления гидроизоляционного слоя, придётся полностью откапывать конструкцию (если она под землёй) и скорее всего, демонтировать старую изоляцию полностью, а затем заново монтировать.

Изнутри:
Восстановления и ремонт гидроизоляции изнутри можно сделать двумя способами:

1. Вуальная гидроизоляция – В стенах тоннеля бурятся сквозные отверстия, куда вставляются инъекторы. Через эти инъекторы за стену закачивается полиуретановая смола образуя гидроизоляционный экран между грунтом и стеной.
2. Инъекционная гидроизоляция – В стенах бурятся небольшие отверстия, туда вставляются пакера, через которые в тело бетона или кирпича закачивается полиуретановая или гелиевая смола. Закаченный под давлением состав заполняет все пустоты, поры и микротрещины в основании, тем самым делая эти места водонепроницаемыми.

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.

Источник