Мар
10
2013

Тонуть нельзя выкачивать

Статья на сайте компании «СЕТСО-Восток» послужившая прототипом для этой статьи.

«ГРУШЕВКА-МИХАЛОВО»: РЕШЕНИЕ НАЙДЕНО

Гидроизоляция перегонного тоннеля на новом участке Московской ветки метро в Минске

При строительстве нового участка метро специалисты столкнулись с проблемой течи грунтовых вод. Проблемный отрезок расположен между новыми станциями «Грушевка» и «Михалово». Как раз по этому месту проходит высохшее русло Грушевского ручья. Какие меры были предприняты метростроевцами? О гидроизоляции читайте в статье.

Гидроизоляции тоннелей метро уделяется особое внимание. Это стратегически важный объект, и потому ничто не должно мешать и препятствовать его безотказной работе. Попадание воды на контактный рельс – угроза для функционирования метрополитена и жизни находящихся в нем людей. Перегон между новыми станциями «Грушевка» и «Михалово» был как раз таким объектом «группы риска».
Наиболее интенсивный уровень поступления воды внутрь во время проведения строительных работ наблюдался в левом перегонном тоннеле. Устранить проблему течи пытались всеми возможными традиционными способами: результата не удалось добиться. Цементные смеси размывало водой до их затвердения. Организация водосточных лотков в этом месте также была невозможной ввиду слишком большого объема поступающей воды – порядка 13 м3 в сутки. На поверхности в этом месте проходит одна из транспортных артерий Минска – пр. Жукова. Этот факт ограничивал рабочих в средствах, доступных для устранения течи.
Открытие новых станций метро, и без того переносившееся ввиду обозначенной проблемы, грозило быть сорванным. Специалисты УП «Дирекция по строительству Минского метрополитена» стали искать возможности решения острого вопроса новыми методами, ранее не использовавшимися в нашей стране. И это был правильный подход – решение нашлось в виде бентонитовой гидроизоляции, предложенной компанией «Строительство и новые технологии», официального дилера компании CETCO на территории Республики Беларусь.

КОММЕНТАРИЙ ЭКСПЕРТА
ВИТАЛИЙ БАБКЕВИЧ, технический директор компании «СЕТСО Восток»:
– Первое серьезное применение технологии восстановления гидроизоляции подземного сооружения на территории бывшего СССР с помощью нового материала было выполнено нашим предприятием в Минском метрополитене. Разумеется, до этого уже был успешный опыт восстановления целостности фундамента, однако столь сложный объект появился перед нами впервые. Обстоятельством, усложнявшим проведение работ, было отсутствие прогресса в процессе устранения течи различными способами и материалами на протяжении последних 2 лет, а также постоянное перемещение в тоннеле техники и людей.
Прокладка нового участка осуществлялась сквозь засыпанное старое русло неподалеку от водораздела. В долинах рек и на водоразделах в Минске встречаются и заболоченные территории. Заболоченность на водоразделах обусловлена накоплением и застаиванием атмосферных осадков в замкнутых котловинах, а также высоким уровнем грунтовых вод. Заболоченность имеет большое распространение в пределах городской черты, занимая в отдельных случаях сравнительно крупные площади.
В месте течи в 6 м над сводом тоннеля метро проходит оживленный проспект. В момент изолирования течей на нем велось строительство многоярусной дорожной развязки. При возведении многотоннажных железобетонных конструкций развязки были отмечены подвижки обделки тоннелей, что и явилось причиной образования микротрещин в ее швах.
В свое время, при проходе тоннеля на этом участке со сложной гидрологией, было установлено водопонижение. Тоннели были пройдены, обустроена чугунная обделка, выполнено первичное нагнетание цементно-песчаного раствора. После была осуществлена зачеканка швов чугунных тюбингов. Однако после снятия водопонижения и возвращения грунтов в свое постоянное гидрологическое состояние на участке тоннеля длиной 150 м появились активные водопроявления по продольным и поперечным швам чугунной обделки. Общая площадь требующих ремонта стен тоннеля составила порядка 4,5 тыс. м2.
По подобным типовым проектам построены десятки станций, электродепо и тоннелей на территории бывшего СССР и за рубежом. Однако конкретно на этом объекте в Минске известные методы гидроизоляции (проведение контрольного нагнетания цементным раствором, применение бентонитовой глины марки ПМБГ с добавлением цементного порошка) не помогли. Однако это был не тот материал, на который можно было рассчитывать. Раствор инъекционной суспензии получался высокой вязкости и мелкозернистым, что вызывало трудности с инъецированием.
Ситуации бывают тупиковые, но не безвыходные. Решено было начать с чистого листа: устранить течь с помощью новых технологий, ранее не применявшихся в стране. «Дирекции по строительству Минского метрополитена» нами был представлен вариант гидроизоляции проблемного участка методом инъецирования под давлением специально разработанного и уже успешно применяемого в мире именно для этих целей модифицированного бентонитового препарата.
Принятая без лишних колебаний новинка индустрии позволила получить сегодняшний результат. Констатирую, что, несмотря на новизну, масштаб (инъецировано почти 200 т материала) и тяжелые условия труда (на объекте работали круглосуточно, в условиях повышенной влажности и при температуре воздуха около 8°С), проблема полностью устранена. Водопроявления полностью остановлены, во всех видимых трещинах и текущих швах наблюдаются выходы «нашего» глиняного раствора. Процесс работы представлял собой инъецирование гидроизоляционной суспензии в технологические отверстия обделки тоннеля под давлением.
Буду откровенен: во многом 100% успех был достигнут благодаря не только классификации и слаженной работе специалистов, но и сочетанию свойств и качеств использованного для ремонта материала. Надеюсь, что прогрессивная технология гидроизоляции, примененная недавно в Минске, станет универсальным решением для устранения течи в любом эксплуатируемом подземном пространстве.
Проблемы с подземными объектами в целом встречаются нередко. Часто руководство и эксплуатационные службы пытаются устранить изъяны гидроизоляции старыми способами: цементом, раскапыванием, откачиванием и др. Но не стоит бояться рисковать! Строительная мысль не стоит на месте, и новые продукты, такие как «БентоГраут», способны эффективно и экономно решать задачи, еще вчера бывшие неразрешимыми.

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ
Обеспечение гидроизоляции на строящемся объекте или ее восстановление при повреждении (которое может произойти из-за ряда неконтролируемых факторов) возможно разными методами.

Традиционные методы
При этой методике происходит раскапывание изолируемого объекта извне. Освободившийся участок заделывается изоляционными материалами. Возможно дополнительное изолирование мест течи изнутри. В качестве материалов для такого типа изоляции выступают цементные растворы, полиуретановые смолы и др. Минусы такого метода состоят в том, что на период проведения работ открытый участок конструкции теряет процент своей несущей способности. Велик риск последующей неравномерной усадки грунта и образования трещин при резком перепаде давления на поверхности. Еще один существенный минус изоляции такого типа – в невозможности полной раскопки некоторых объектов (например, если это нижняя часть фундамента сооружения или объект, расположенный в неудобном для проведения раскопок месте).

Инновационные методы
Такой подход состоит в принципиально новом взгляде на проблему. Изоляция происходит не по внутренней поверхности объекта, не в толще его конструкции, и даже не в швах и отверстиях, проводящих воду. Изолируется наружная поверхность конструкции, но при этом не производится ее раскапывание. Постоянная откачка воды также не требуется – влага попросту не контактирует с изолируемым объектом. Разумеется, это возможно лишь при полной герметичности изоляционного слоя. Для ее обеспечения рабочий материал должен обладать рядом особых качественных характеристик: не смываться и не растворяться водой, проходить сквозь технологическое отверстие, растекаться по наружной поверхности, заполнять под давлением все пустоты.
Суть такого метода изоляции – в инъецировании изоляционного состава под давлением в пределах проблемного участка. Следует отметить, что подобные технологии успешно применяются в разных странах мира уже не первый год. Сам подход не представляет собой ничего революционного: если нельзя решить проблему снаружи, то ее следует решать изнутри. Концепция проста, но вот создание такого материала, который был бы способен отвечать всем требованиям реальных условий, – сложная задача.

ВЫДЕЛЯЮТ НЕСКОЛЬКО ВАРИАНТОВ ИНЪЕКЦИИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ СМЕСЕЙ: ПО СТЕПЕНИ ДАВЛЕНИЯ, ПО ТИПУ ИНЪЕЦИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА, ПО РЕШАЕМОЙ ЗАДАЧЕ, ПО СПОСОБУ ВВОДА МАТЕРИАЛА

ПРИЧИНЫ ТЕЧИ КОНСТРУКЦИЙ
Течи в подземных сооружениях и подземных частях наземных конструкций могут быть вызваны рядом причин, среди которых:
• трещины в конструкциях, статические проблемы несущих частей, взаимные деформационные подвижки отдельных элементов конструкций, движение окружающих конструкцию грунтов и т.п.;
• ошибки, допущенные при проектировании и строительстве;
• прерывистый контур подземного сооружения, наличие сложных узлов в нем;
• экстремальные условия эксплуатации (постоянные вибрационные нагрузки, непосредственный контакт с подземными водами, заболоченность территории и пр.);
• ошибки при выборе технологии и материалов для гидроизоляции конструкции;
• некачественный монтаж гидроизоляционных материалов, несоблюдение технического регламента, обустройство изоляции без учета климатических и погодных условий;
• повреждения слоя гидроизоляции;
• неправильная оценка гидрогеологических условий на этапах проектирования и строительства.

КОММЕНТАРИЙ ЭКСПЕРТА
АЛЕКСЕЙ МУРАЧ, главный инженер УП «Дирекция по строительству Минского метрополитена»:
– На участке между новыми станциями метро «Грушевка» – «Михалово» существовала проблема течи подземных вод. Она была связана с тем, что после снятия водопонижения через чугунную отделку пошли течи грунтовых вод, которые до этого, при прокладке тоннеля, были снижены скважиной водопонижения.
Мы пытались устранить течи путем уплотнительного нагнетания разными материалами и способами, существовавшими до этого. Однако наши действия не привели к положительному результату – течи остались.
Когда организация «Строительство и новые технологии» предложила свои материалы, мы согласились попробовать их в деле. Изначально рассматривался вариант гидроизоляции с помощью бентонитовых матов. Мы хотели использовать их при обустройстве одного из прогонов, но не успели – процесс строительства был близок к завершению.
Итак, указанная компания изъявила желание решить проблему течи в тоннеле. При помощи специалистов, приглашенных из Польши, была составлена оптимальная рецептура бентонитовой глиняной смеси для этого случая. Изначально мы взяли опытный участок длиной 14 м. Отработав на нем саму технологию, мы получили довольно хороший результат. После этого мы произвели нагнетание состава на всем проблемном участке тоннеля, полностью ликвидировав течи, проникающие сквозь швы чугунной обделки. Общая длина обработанного участка – около 90 м. Работы по нагнетанию изоляционного материала длились в течение 2,5 месяцев. Сроки были сжаты, и организация работала в три смены, без выходных дней. В итоге они выполнили поставленную задачу в нужное время, сохранив высокий уровень качества.
Говоря о стоимости продукта, нужно понимать, что это вынужденная мера для обеспечения гидроизоляции. А значит, денежный вопрос не рассматривается вообще. Вода ни в коем случае не должна попадать на контактный рельс. Это обязательное условие гидроизоляции тоннелей, и для его обеспечения могут быть привлечены любые суммы. Главное – результат.
Если бы вариант с предложенной бентонитовой гидроизоляцией не оправдал себя, мы попробовали бы осуществить изоляцию другими способами. В Минске есть компании, предлагающие подходящие гидроизоляционные материалы, однако их стоимость гораздо выше, а действие основано на химических реакциях полиуретановых смол. Выбранный нами вариант представляет собой оптимальное соотношение цены и качества.
Мы рассматриваем применение аналогичных бентонитовых материалов в будущем еще на этапе строительства тоннелей, а не тогда, когда произойдут течи. Таким образом, хотим предотвратить проникновение воды сквозь тоннельную отделку. При строительстве одного из новых ходов вместо типовых решений по гидроизоляции будут использованы бентонитовые маты. Это перспектива на продолжение Московской линии метро: между станциями «Петровщина» и «Малиновка» наблюдаются аналогичные условия. Там есть отрезок пути, где грунты имеют низкую несущую способность и высокий уровень грунтовых вод. Хотим попробовать применить изоляцию именно там.
На основе нашего опыта (компания «СНТ» выступала на международных конгрессах в Москве и Санкт-Петербурге) представители российских фирм заинтересовались в проведении аналогичных мероприятий по изоляции тоннелей своего метро. В частности, специалисты из Санкт-Петербурга проявили активный интерес. Насколько мне известно, уже заключаются контракты на проведение работ – это особенно актуально для города, который, по существу, стоит на воде.
Заявленный срок службы использованного нами гидроизоляционного материала – около 25 лет. Пока мы не можем этого проверить – время покажет. В общем, мы довольны результатом, который есть на сегодняшний день.

СВОЙСТВА БЕНТОНИТОВОЙ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ
В основе использованного изоляционного материала – бентонитовые гранулы. Это природный материал, обладающий способностью полимеризации. При контакте с водой он поглощает ее, увеличиваясь в объеме в 20–30 раз. Превращаясь в гелеобразное вещество, бентонит заполняет собой все поры и трещины материала конструкции, а также пустоты в прилегающем почвенном слое. После того как материал приобретает твердую пластичную форму, образуется полностью водонепроницаемый и водостойкий изоляционный слой.
Основное отличие методики инъецирования этого материала в том, что он вводится за поверхность конструкции, по ее периметру. BentoGrout создает внешнюю изоляцию, предотвращая непосредственное разрушительное воздействие воды на изолированный объект.
Циклы заморозки/оттаивания не влияют на его долговечность. Собственно, срок службы изоляции равен сроку службы самой конструкции, обработанной ей.
Разумеется, области применения материала не ограничиваются гидроизоляцией тоннелей метрополитена. Использовать бентонитовые глины возможно при реставрации подземных частей строений, для изоляции колодцев и резервуаров, подземных переходов, технологических швов, фундаментов и полов зданий.

ЦЕЛЬ ДОСТИГНУТА – ТОННЕЛЬ СУХОЙ
Видя положительный конечный результат, важно понимать, ценой каких усилий он был достигнут. На пути к конечной цели – идеально сухому перегонному тоннелю – специалисты встретились с серьезными трудностями:
• места инъекции материала были определены заводскими отверстиями в тюбингах, что значительно ограничивало возможности: технология предусматривала меньшее расстояние между соседними отверстиями;
• подача суспензии происходила в насыщенное водой пространство. Существовала реальная угроза вымывания материала струйчатым движением воды;
• было ограничено максимальное давление, с которым можно было производить нагнетание смеси за обделку тоннеля, – 4 атм.
Обозначенные проблемы не помешали успешно завершить ремонтные работы.
По словам Эдуарда Жукова, начальника УП «Минскметрострой», в случае успешного завершения всех практических испытаний бентонитовых материалов на новых участках путей метро рассматривается вариант полного отказа от применения чугунной обделки в пользу железобетонной в совокупности с технологией гидроизоляции BentoGrout.

ОПЫТ СОСЕДНИХ СТРАН
В 2013 г. в Москве будут открыты две новые станции метро, при строительстве которых используются инновационные технологии гидроизоляции. Станции «Лермонтовский проспект» и «Жулебино», оснащенные комплексной системой гидроизоляции, смогут исправно работать даже в самых неблагоприятных гидрогеологических условиях, которыми характеризуется район прохождения линии метрополитена.
Вся поверхность слоя гидроизоляции разделена на изолированные друг от друга сегменты (S = 150 м2). С ними взаимодействует система контрольно-инъекционных штуцеров. Благодаря этому сочетанию при повреждении целостности изолирующего слоя система ограничивает распространение проникающей воды, удерживая ее в пределах одной секции. Таким образом, появляется возможность восстановления водонепроницаемости гидроизоляции без разрытия котлована с минимальными временными и денежными затратами.
Гидроизоляция станций «Лермонтовский проспект» и «Жулебино» выполнялась при сложных условиях: необходимость обеспечения полной водонепроницаемости при сложных гидрогеологических параметрах, разница в высоте фундаментов, наличие вибрационных воздействий, высокие требования к длительности сроков эксплуатации и гарантии.

Журнал «МАСТЕРСКАЯ. Современное строительство» №06-2012, ТОНУТЬ НЕЛЬЗЯ ВЫКАЧИВАТЬ

Есть 1 комментарий. + Добавить

Оставить комментарий



МЫ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ

"Наши опросы"

Одобряете ли Вы появление разноцветных рекламных составов в Минской подземке?

Результаты голосования

Загрузка ... Загрузка ...