Гидроизоляция тоннелей

2

Министерство  образования  Республики  Беларусь

Белорусский  национальный  технический  университет

Факультет  транспортных  коммуникаций

Кафедра  «Мосты и тоннели»

Реферат

На тему: «Гидроизоляция тоннелей»

По дисциплине: «Технология производства

гидроизоляционных работ транспортных сооружений»

Минск 2009

Содержание

1.       Введение…………………………………………………………………………………..3

2.       Назначение гидроизоляции………………………………………………………………4

3.       Классификация……………………………………………………………………………5

3.1.  Инъекционная гидроизоляция………………………………………………………6

3.2.  Проникающая гидроизоляция……………………………………………………….7

3.3.Оклеечная гидроизоляция……………………………………………………………9

           3.4. Обмазочная гидроизоляция………………………………….…………………….12

           3.5. Мембраны…………………………………………………………………………...13

           3.6. Бентонитовые маты………………………………………………………………..14

           3.7. Монтируемая гидроизоляция……………………………………………………...15

     4.   Внутренняя гидроизоляция тоннелей…………………………………………………16

           4.1. Нагнетание растворов……………………………………………………………..17

           4.2. Гидроизоляция чугунных тюбингов……………………………………………..19

           4.3. Гидроизоляция сборных обделок…………………………………………………20

    5.     Заключение……………………………………………………………………………..21

    6.     Литература……………………………………………………………………………..22

Введение

При строительстве сооружений и особенно подземных, таких как тоннели, паркинги, подвальные помещения, особое внимание уделяется обеспечению надежной гидроизоляции. И это не случайно, так как влага, проникая в строительные конструкции, может стать причиной их разрушения, потому защита от ее проникновения, то есть гидроизоляция – важный фактор сохранности и долговечности подземных сооружений.

Таким образом, термин «гидроизоляция» означает защиту конструкций и сооружений от воздействия проникания воды. Гидроизоляция обеспечивает надежную эксплуатацию сооружения и его долговечность. Кроме недопущения проникновения воды к изолируемому материалу, задачей гидроизоляции также является предотвращение движения воды через ограждающую конструкцию. Это так называемая антифильтрационная гидроизоляция.

2.Назначение гидроизоляции

Гидроизоляция тоннелей, как и в общем случае, призвана решить две задачи: обеспечение надежной и долговечной работы самого тоннеля и недопущение проникновения подземных вод во внутреннее пространство тоннеля. Для этого защита должна обеспечиваться как применением специального прочного бетона для сооружения тоннелей, так и качественной защитой различными гидроизоляционными методами.

Прочный, надежный и универсальный материал бетон боится воды в силу наличия мельчайших капилляров, по которым в тело бетонной конструкции проникает влага, наполняя сначала бетон, а затем попадая внутрь конструкции. Влага может вымыть из бетона основу его прочности – кальций. Следует учитывать и то, что грунтовые воды могут содержать растворы различных солей, щелочей и кислот, особенно в силу загрязненности природы, а они еще более агрессивно воздействуют на состояние бетона.

В различные периоды эксплуатации тоннеля в нем может аккумулироваться вода, несмотря на обязательные меры по обеспечению водонепроницаемости обделки. Эту воду необходимо собрать и удалить.

Удаление воды из тоннеля и сброс ее за пределами порталов выполняется посредством водоотливных лотков, продольный уклон которых, как правило, соответствует уклону пути в тоннеле, но не должен быть менее 0,003. Поперечный уклон бетонного выравнивающего слоя в сторону лотка – не менее 0,02. Внутренние размеры лотков назначаются в соответствии с гидравлическим расчетом на максимально возможный приток воды, но не менее 30х30 см.

Для предотвращения возможности замерзания воды в лотке между ним и наружной крышкой укладывается утепляющая засыпка. В местности с суровым климатом конструкция лотка со всех сторон утепляется блоками из материала с малой теплопроводностью или листами теплоизоляции.

3.Классификация

Гидроизоляция расположенных ниже уровня земли сооружений и частей зданий важна в любом случае в связи с тем, что земля хорошо поглощает влагу из атмосферных осадков. При высоком же уровне грунтовых вод важность наличия качественной гидроизоляции многократно возрастает, поскольку при длительном воздействии агрессивной среды, коей являются грунтовые воды со всеми растворенными в них примесями, возможно даже разрушение конструкции.

Существует три типа гидроизоляции, соответствующие видам воздействия воды. При отсутствии грунтовых вод, для защиты только лишь от влажного грунта, гидроизоляция называется безнапорной. При наличии грунтовых вод, которые воздействуют на конструкции, применяется противонапорная гидроизоляция. Противонапорная гидроизоляция обычно выполняется со стороны воздействия воды (наружная) при строительстве новых объектов, когда сооружение находится в водоносном слое. Если возникает необходимость устройства гидроизоляции в существующих зданиях, то принято говорить о внутренней гидроизоляции. Для изоляции от капиллярного проникновения влаги сквозь конструкцию применяется противокапиллярная гидроизоляция.

Также специалисты отмечают два типа выполнения работ по гидроизоляции: открытый и закрытый способы. В первом случае материалы наносятся или укрепляются снаружи конструкций, во втором применяется внутренняя обмазка или внесение добавок.

Наконец, могут выполняться различные методы устройства гидроизоляции. К основным относятся оклеечная, окрасочная, обмазочная и штукатурная гидроизоляция, к дополнительным – проникающая, геомембранная, шовная и др.

Выбор системы гидроизоляции определяется как характером воздействия воды, так и особенностями защищаемых конструкций, их назначением и требованиями по допустимой влажности.

3.1.Инъекционная гидроизоляция

Конструкция тоннеля из монолитного бетона, при надлежащем подборе состава бетона и его качественном уплотнении, при укладке может быть выполнена практически водонепроницаемой. Но течи могут появляться в местах рабочих швов. Ликвидировать и предотвратить их можно при помощи нагнетация цементно - песчаного раствора через трубки, заложенные в бетон при его укладке. Раствор заполняет трещины и полости в обделке и массиве грунта, преграждая путь подземным водам. Отверстие для нагнетания можно закрыть чугунной пробкой с асбестовой шайбой, пропитанной битумом.

Такой метод гидроизоляции называется инъекционным, и для него могут применяться специальные растворы. Особенно это необходимо при гидроизоляции тоннелей, выполненных из железобетонных блоков. В этом случае после сборки и загружения колец железобетона могут образоваться трещины, через которые в тоннель проникает вода, а арматура блоков подвергается коррозии, потому нагнетание за обделку растворов приобретает особо важное значение. Применяться может не только цементно-песчаный раствор, но и специальные смеси, например растворы марок Eurolan® FK Inject / Inject 2 / Inject PU (марка Deitermann) или MC - Injekt. («MC–Bauchemie»). Изготовленные на основе полимерных составляющих, растворы эти обладают способностью к расширению и объемному заполнению трещин. Причем таким способом можно усилить гидроизоляцию, в том числе и существующих тоннелей.

3.2.Проникающая гидроизоляция

Проникающая гидроизоляция - специальные гидроизоляционные штукатурки, из высокомарочного портландцемента, кварцевого песка заданной фракции и модифицирующих химически активных добавок. Активные составляющие этих добавок распространяются в порах бетона. В результате химических реакций они образуют нерастворимые кристаллы, целиком заполняющие пустоты, поры и микротрещины. Молекулы воды в поры не проникают, но проницаемость для паров и воздуха сохраняется, т. е. бетон не теряет возможность "дышать".

Одновременно штукатурка образует на поверхности бетона высокопрочное покрытие толщиной 2–3 мм, защищающее бетон и препятствующее вымыванию активных веществ даже при значительном напоре воды. В процессе эксплуатации конструкции, при возникновении нового контакта с молекулами воды, реакция возобновляется, и процесс уплотнения материала развивается в глубину. Так же происходит и "самозалечивание" микротрещин.

Применение таких составов особо рекомендуется для внутренней гидроизоляции сооружений заглубленного или полузаглубленного типа из бетона, железобетона и других каменных материалов при постоянной инфильтрации грунтовых вод: подвалов, гаражей, овощехранилищ, тоннелей, шахт, канализационных сооружений, бассейнов, емкостей, плотин и т. п.

Эти составы позволяют проводить гидроизоляцию заглубленных помещений изнутри, без устройства дорогостоящей внешней гидроизоляции. Они наносятся как при новом строительстве, так и при ремонте в качестве добавки в бетон, для создания горизонтальных гидроизоляционных слоев в однородных плотных стенах. Обеспечивают полную непроницаемость для воды и других жидкостей при высоком давлении, морозостойки, долговечны, стойки к вымыванию, агрессивным средам, ультрафиолету, пожаро- и взрывобезопасны. Образуют единое целое с обрабатываемым материалом, пластичны, технологичны, экологически чисты, пригодны для обработки резервуаров с питьевой водой. Обработанные поверхности пригодны для облицовки кафелем, окрашивания и оштукатуривания.

Общая технология применения

Поверхности основания должны быть очищены до структурно прочного основания с открытием капиллярных пор. Снимается рыхлый поверхностный слой старого бетона с нарушенной структурой, пыль, цементные пленки. Масла удаляются растворителем или 10–30% раствором соляной кислоты. Швы кирпичной кладки, фундаментных блоков расшиваются на глубину не менее 5 мм, оголенная арматура очищается до металлического блеска, стыки конструкций, швы и трещины расшиваются и заделываются цементным раствором с добавкой гидроизоляционной смеси. Заделываются протечки. Тщательно удаляются пыль и следы очистки.

Обрабатываемая поверхность увлажняется чистой водой до насыщения, но без пленки воды и луж. Состав смешивается с водой в соответствии с рецептурой и тщательно перемешивается до получения однородного пластичного раствора. В дальнейшем его можно дополнительно перемешивать, но не добавлять воду. До готовности покрытия (2–3 суток) не подвергать нанесенный слой нагрузкам и увлажнять, не допуская его высыхания.

"Пенетрон" (ТУ 5775-001-39504194-96)

Гидроизоляционная сухая смесь в виде серого порошка. Применяется для обеспечения водонепроницаемости, как инъекционный раствор при устройстве горизонтальной гидроизоляции, как добавка к бетону. Производство ООО "Гидрокор" (Россия). Срок хранения – 1 год.

"Пенетрон". Технические характеристики

Время схватывания (ч)              0,5–2,0

Температура нанесения (град. С)              +5

Температура эксплуатации (град. С)              -32/+130

Увеличение морозостойкости (циклов)              100

Водопоглощение по массе (%)              5

Адгезия с бетоном (МПа)              5,0

Водонепроницаемость (МПа)              0,8

Увеличение прочности бетона (%)              6

Применение

Для заделки трещин, швов и сопряжений проделываются штрабы 30х60 мм, промываются водой и промазываются жидким "Пенетроном". Раствор необходимо использовать за 30 минут, при этом его следует несколько раз перемешать. Наносить в два слоя с общим расходом 1,35-1,62 кг/кв. м (второй слой наносится через 1–2 часа). Готовность покрытия – через 3 суток. Перед нанесением лакокрасочных и других защитных покрытий поверхности нейтрализовать слабым раствором уксуса или соляной кислоты.

3.3.Оклеечная гидроизоляция

Оклеечная гидроизоляция выполняется из нескольких слоев рулонных, пленочных или листовых материалов наклеиванием или сваркой в стыках. Для тоннелей такой тип гидроизоляции может применяться в качестве дополнительной меры, усиливающей основные. В первую очередь, способ находит применение при защите тоннелей из сборного железобетона.

При применении такого метода до минимума сводится предварительная подготовка поверхности, иногда требуется лишь промывка, не нужны подкладочные материалы, возможно применение гидроизоляции на влажных поверхностях. Благодаря потенциалу разбухания материалы могут «самозалечиваться», ликвидируя незначительные механические повреждения слоя изоляции, а гидроизоляционные свойства не изменяются во времени.