Надзор и уход за исправными тоннелями

Содержание сухих тоннелей с хорошей и габаритной обделкой сравнительно просто. Оно сводится к несложному надзору за состоянием тоннеля и пути в нем и нетрудоемкому уходу—предупреждению и устранению неисправностей. Для сохранения обделкипериодически возобновляют расшивку швов, обычными способами заделывают небольшие дефекты в каменной кладке и бетоне. В большей мере это требуется в припортальных кольцах, которые подвергаются более интенсивному размораживанию и выветриванию.

Для отвода водыочищают и ремонтируют водоотводные устройства: кюветы в подходных выемках, нагорные канавы в притоннельной зоне, лотки в самом тоннеле. Лотки обычно закрыты съемными железобетонными крышками. Для их очистки достаточно поднимать крышки только над колодцами. Регулярная очистка отстойников в колодцах от наносов ила исключает засорение самих лотков.

Работы по содержанию путив исправном состоянии почти такие же, как и на перегонах, хотя выполнение их в стесненном габарите и при слабом освещении несколько затруднено. Более неблагоприятны и условия службы пути в тоннелях и на подходах к ним. Повышенная влажность и тем более при наличии сернистого и других газов ведет к ржавлению рельсов ,и скреплений. Чтобы снизить коррозию, металл смазывают асфальтовым лаком, мазутом с соляровым маслом и т. п., исключая поверхность катания. Машинистам и без того приходится для преодоления буксования колес локомотива из-за сырости посыпать рельсы песком, что, однако, ускоряя истирание рельсов, сокращает срок их службы.

Одновременно с планомерной заменой износившихся рельсов и загрязненного балласта проверяют состояние обратных сводови распорных плит между фундаментами стен; в остальное время они недоступны для осмотра. Разрушенную цементную смазку обратных сводов, а также заполнение швов между ними тут же восстанавливают раствором. Цемент желателен быстротвердеющий, чтобы ускорить отвердение смазки во избежание повреждения ее сливной поверхности вскоре отсыпаемым балластом.

Остальную часть обделки(стены, верхний свод) осматривают не менее 2 раз в год. При осмотре кладку остукивают молотком, выявляя слабо держащиеся камни и пустоты за обделкой по более глухому звуку. Осмотр и ремонт верхней части обделки производят с подмостей, смонтированных на прицепе к автодрезине.

Не реже 1 раза в 5 лет проверяют габаритностьобделки, сравнивая полученные результаты с предыдущими проверками.

Самый быстрый способ приближенной проверки — это пропуск по тоннелю габаритной рамы, установленной на платформе. Раму изготовляют по габариту подвижного состава и, кроме того, снабжают поворотными крыльями, очерченными по габариту приближения строений. Но этот способ не дает действительных размеров поперечника обделки. Да и сама проверка габаритности осложняется на кривых участках пути, где необходимы уширения габарита в зависимости от радиуса кривой, чего рама не имеет.

Для выяснения размеров поперечника тоннеля с помощью той же рамы приходится (в каждом сечении на разных высотах) дополнительно измерять зазоры между рамой и обделкой. Но это медленно и невыполнимо при частом движении поездов. Не нарушая эксплуатации, поперечники тоннеля измеряют с помощью ленты и транспортира. Транспортир ставят на рельсы (рис. 194, а) и закрепляют неподвижно при горизонтальном положении его основания; конец мерной ленты, подвязанной к шесту, подводят к интересующей точке на обделке. По натянутой ленте определяют расстояние от обделки до центра транспортира.

Одновременно по транспортиру отсчитывают величину угла между горизонтом и направлением ленты. Для большей точности отсчета это направление дублируется шнуром, натянутым, как и лента, от конца шеста до центра транспортира. Переставляя шест из одной точки в другую по всему поперечнику тоннеля, всякий раз определяют расстояние до точки и угол направления на нее.

Таких

точек принимают 25—30 на поперечник. По этим данным, записанным при съемке, затем вычерчивают на бумаге с помощью обычного транспортира и линейк контур поперечника, подобный измеренному в натуре.

Значительно быстрее и точнее можно сфотографировать поперечник с помощью несложного устройства (рис. 194, б). В центре рамки и точно в одной из ее плоскостей закреплена электролампа. Этот фонарь, поставленный нормальна к пути, образует на обделке границу света и тени, которая и является контуром поперечника в плоскости светотени. Сфотографировать его можно любым фотоаппаратом. На снимке вместе с поперечником будет снят контур фонаря, который при заранее известных размерах служит масштабом для определения по снимку реальных размеров поперечника.

Этот принцип съемки поперечников тоннелей использован в передвижной установке, в которой фонарь смонтирован на прицепе к вагону. Кинокамера в вагоне фотографирует на пленку поперечники обделки по мере движения вагона. Такая установка за 15—20 мин позволяет снять любое число поперечников на всем протяжении тоннеля.

Среди измерений при эксплуатации тоннелей важно также определение расхода водыв тоннельных лотках и дренажных штольнях.

Проще всего его измерить непосредственно мерным сосудом. Для этого лоток перегораживают дощатой стенкой с отверстием, пропускающим всю воду в сосуд без ее скопления за стенкой выше уровня расположения отверстия. Объем воды в сосуде, деленный на время наполнения сосуда, и есть расход воды.

Такие измерения в тоннелях с большим притоком- (дебитом) грунтовой воды производят обычно раз в месяц и результаты записывают в виде графика. На график наносят и получаемые уближайшей гидрометеорологической станции данные о количестве осадков, выпавших в районе тоннеля за период между очередными измерениями расхода воды в лотке. Сопоставление результатов наблюденийпозволяет выяснить зависимость притокаводы в тоннель от осадков, что помогает разрабатывать эффективные меры по снижению обводненности тоннеля.

Особенности эксплуатации обводненных тоннелей и тоннелей с дефектной обделкой Содержание обводненных тоннелейсложнее, чем сухих. Вода и тем более агрессивная, проникая в тоннель, выщелачивает раствор кладки и тем ослабляет обделку. Мокрая кладка к тому же быстрее разрушается от замерзания и размораживания.

Вымывание слабых пород за обделкой снижает сопротивление обделки горному давлению, так как обделка, не подпертая породой, может легче деформироваться. Замерзание воды в пустотах угрожает выпиранием обделки.

В самом тоннеле вода ослабляет балластную призму, что особенно опасно на кривых участках пути, где на путь действуют центробежные силы идущего поезда.

Скоплению воды на пути и образованию пучин способствует загрязнение балласта. Поэтому поверхность балластного слоя периодически очищают от изгари и другого загрязнения с проходящих поездов. Сильно загрязненные участки балластного слоя требуется вырезать, т. е. удалять, заменяя чистым балластом.

Для трудоемкой околки и вывозки наледей с пути и обделки приходится выделять бригаду рабочих.

Чтобы уменьшитьвыход воды на путь и обледенение, прибегают к различным временным мерам, пока тоннель не будет осушен известными способами (стр. 202). Такими мерами являются: утепление хворостяными или соломенными матами (стр. 196) выходов из тоннеля в дренажную штольню и шахтные стволы; заделка дренажных отверстий в обделке тоннеля, утепление лотков пенопластом или шлаковой засыпкой и обогрев их паром от котельной, а еще лучше электронагревательными приборами (тенами). В районах с суровыми зимами обводненные тоннели даже закрывали у порталов воротами, открывая их для пропуска поездов. При интенсивном движении этот способ малопригоден. Более совершенно устройство тепловой завесы у обоих порталов.

Одной из первых мер осушениятоннелей, когда установлена зависимость обводнения от осадков, является приведение в порядок надтоннельной поверхности. Здесь могут оказаться эффективными вырубка леса и кустарников, засыпка глиной углублений, скапливающих воду, и общая планировка местности с устройством нагорных канав для отвода воды.

Важно, чтобы из припортальных выемок вода отводилась в сторону от тоннеля. Здесь, помимо открытых кюветов и лотков, практичны подкюветные дренажи, т. е. заглубленные лотки, закрытые шлаком или иным утеплителем.

Другой серьезный дефект, осложняющий содержание в эксплуатации — разрушение тоннельной обделки(вывалы из нее камней, выпучивание и смещение обделки, появление опасных трещин).

Вывалы камней в результате глубокого выщелачивания кладки ослабляют обделку и угрожают безопасности движения. Также опасно обрушение на путь камней и с откосов подходных

выемок. При наличии этой опасности противообвальная бригада рабочих заблаговременно спускает с

откосов неустойчивые камни. В тоннелях также требуется чаще осматривать дефектную обделку, выявляя в ней слабодержащиеся (бунящие) камни, и закреплять их, например, путем расклинки, не ожидая ремонта. Мелкие бунящие камни практичнее удалять из обделки.

В обделке из недостаточно прочного камня — слабого известняка, песчаника и т. п. — со временем разрушается самый камень. Разрушению содействуют дым, горячие газы, водяной пар. В большей мере повреждается замковая полоса свода. При капитальном ремонте ее лучше всего восстановить шприц- или торкрет-бетоном по металлической сетке, подвешенной к анкерам, заделанным в обделку. В случае неглубокого (до 5—7 см) разрушения достаточно торкретного покрытая.

Выпучивание и смещение обделки внутрь тоннеля представляют серьезную угрозу эксплуатации, так как нарушают габарит и могут привести к разрушению обделки, если своевременно не выявить эти деформации и не принять срочных мер по их прекращению. Наряду с выпучиванием стен (стр. 202) наблюдается сближение их в нижней части, когда обратных сводов нет, а боковое давление породы возросло. В таком случае неотложно устройство распорных плит между фундаментами стен.

При давлении снизу наблюдается выпирание нижней плиты. В этом случае необходимо устройство обратного свода или заделка в фундамент стен железобетонных балок, достаточно мощных против изгиба, как поперечного снизу вверх, так и несравненно более опасного сочетания его с продольным изгибом под действием осевого сжатия балок фундаментами стен с боков.

Известно и противоположное явление — просадка сливной плиты и фундамента даже с отрывом его от стены в результате местного ослабления грунта в основании, например, при насыщении грунтовой водой. При этом наблюдается под проходящими поездами выдавливание разжиженной глины из швов и образовавшихся трещин. В данном случае требуется вырезка нарушенного основания с ремонтом поврежденных частей обделки, а в зависимости от результатов гидрогеологического обследования тоннеля, возможно, другие меры, предупреждающие повторение такого явления здесь и в других местах тоннеля.

Ремонт и восстановление кладки,перекладку выпученной обделки, устройство распорных плит и обратных сводов выполняет строительная организация по проекту, составленному после детального обследования и выяснения причин деформаций. При эксплуатации важно вовремя выявить все дефекты.

Выпучивание стен в освещенном тоннеле при регулярном осмотре легко заметить визуально; выпучивание снизу и просадка заметны по рельсовому пути. Более точно различные деформации выявляются нивелировкой, съемкой плана обделки, измерением поперечников, необходимым также для проверки габаритности деформированной обделки. При наблюдении за такой обдел-

кой систематические контрольные промеры надо вести в одних и тех же точках по маркам. Их располагают обычно в точках перелома габарита: на уровне головки рельсов, а также на высоте от них 4000 и 5300 мм. Регулярно измеряя расстояние между марками (обычно путевыми костылями), вбитыми в противоположные стены, легко установить сближение стен.

Периодическая нивелировка марок в стенах и в замке свода, а также путевых рельсов позволяет определить изменение по высоте в положении пути и обделки.

Сплющивание по вертикали и сдавливание с боков обделки сопровождаются продольными трещинами (рис. 195, а). В этих случаях изнутри тоннеля видно, что трещины на сближающихся противоположных частях обделки раскрыты, а на удаляющихся, наоборот, сжаты с характерным раздавливанием кладки вдоль трещин.

Иногда разрушения внезапны, но чаще деформации нарастают медленно. Поэтому даже за малыми, трещинами в тоннелях устанавливают наблюдения (стр. 140).

Все дефекты в тоннеле для последующего сравнения надо отмечать на чертеже, представляющем развертку колец от начала до конца тоннеля. Изменение интенсивности обводнения по кольцам в различное время года отмечают на подобной развертке условно цифрами, например: 0 означает сухо; 1— сырые пятна; 2— сплошь мокрая поверхность; 3 — капеж; 4 — струйная течь.

В тоннельную книгу записывают и другие данные, например, количество вывезенного из тоннеля льда, дебит воды и результаты химического анализа ее. Пробы воды из лотков берут в различное время года и передают в ближайшую лабораторию для выяснения агрессивности.

Цель записи и самих наблюдений не только в том, чтобы помочь в дальнейшем при разработке проекта принять правильное решение по капитальному ремонту, но и вовремя оценить происходящее.

Наблюдения позволяют вернее определить характер и степень серьезности дефектов и необходимые меры обеспечения нормальной эксплуатации сооружения.

В случае значительного ослабления кладки или нарушения очертания обделки, угрожающего безопасности, временно подкрепляют дефектное кольцо кружалами на период до капитального ремонта. Внутренний габарит кружал (рис. 195, б) не должен препятствовать пропуску поездов. Для этого зазоры между габаритом подвижного состава и кружалами во всяком случае не должны быть менее минимальных величин, установленных МПС для соответствующих скоростей движения. Используемые при этом, а также для ремонтных работ кружала стальные, изготовлены как инвентарные одно- и двухпутные. Очертания и размеры кружал назначены применительно к типам обделок старых

эксплуатируемых тоннелей.

Для снижения негабаритности прибегают к сдвижке и понижению пути, к уменьшению или полному устранению возвышения наружного рельса в кривых, что, однако, ускоряет износ этого рельса.

Глава XI ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ