ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ТОННЕЛЕЙ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

В зимних условиях значительно усложняется содержание тонне­лей из-за появления таких отрицательных факторов, как наледи на поверхности кладки и верхнего строения пути, замерзание воды в пу­стотах за обделкой тоннеля и в водоотводных лотках, пучение грунтов за обделкой и загрязненного балласта в основании пути и т. д.

В тоннелях, расположенных в районах с суровым климатом, на- ледеобразование, замерзание воды и морозное пучение грунтов при­нимают угрожающие размеры.

Перечисленные факторы приводят к увеличению объемов работ по содержанию тоннелей, а иногда и нарушают статическую работу тон­нельной конструкции.

Наледи образуются на поверхности кладки и верхнего строе­ния пути в результате проникания воды через поры бетона, пустые швы каменной кладки или нарушенную чеканку швов и изоляцию бол­товых отверстий сборной обделки из чугунных или железобетонных тюбингов (рис. 30) Если в районах с умеренным климатом пути про­никания воды в тоннель перемерзают и нарастание наледей прекра­щается в первые месяцы зимы, то в районах с суровым климатом силь­ные течи и наледеобразование не прекращаются в течение всей зимы и первых месяцев весны.

Наледи создают трудности для перевозки грузов (из-за создавае­мой ими временной негабаритности), уменьшают размеры внутреннего очертания тоннеля, нарушают установленные минимальные воз­душные зазоры между очертанием обделки свода и частями подвески контактных проводов, находящихся под напряжением в электрифи­цированных тоннелях.

Замерзание воды в пустотах за обделкой приводит к разрушению элементов тоннельной конструкции, выпаданию каменных или бетонных глыб на действующий путь, т. е. к нарушению безопас­ности движения поездов.

Перемерзание водоотводных лотков приводит к выходу воды на действующий путь, увлажнению балластной призмы, т. е. к ухудше­нию состояния пути и ограничению скорости движения поездов.

Пучение грунтов вызывает деформацию тоннельной об­делки, если она не рассчитана на восприятие этих дополнительных сил. Пучение особенно опасно в основании пути как при наличии, так и при отсутствии обратного свода. Это объясняется тем, что увеличе­ние абсолютной отметки головок рельсов при получении уменьшает высоту тоннеля к свету, а на электрифицированной линии, кроме того, изменяет минимально допустимое расстояние между головками рель­сов и контактными проводами.

В эксплуатируемых тоннелях применяют различные меры борьбы с этими отрицательными факторами. Наледи, заходящие за очертание габарита, необходимо скалывать, а лед временно размещать вдоль стен тоннеля, не создавая при этом негабаритность. Для околки и вывозки льда оборудуют подмости на дрезинах, а в отдельных случаях и на железнодорожной платформе.

В электрифицированных тоннелях околку льда за пределами подвески контактных проводов и фиксирующих оттяжек выполняют со специальной дрезины, оборудованной вращающейся площадкой (рис. 31).

При значительных объемах работ по околке и вывозке наледей, продолжающихся в течение всей зимы, в графике движения поездов предусматривают технологические «окна», формируют специальный рабочий поезд, для механизации этих работ используют пневмати-

Р;ис. 30. Наледи на поверхности стен тоннеля (а) и на по­верхности обделки свода (б)

ческие инструменты, работаю­щие от воздушной магистрали тепловоза или электровоза.

Чтобы исключить замерзание воды в пустотах за обделкой, эти пустоты заполняют в летнее время цементно-песчаным раст­вором с добавкой бентонитовой глины или устраивают глубокие заобделочные дренажи за преде­лами зоны сезонного промерза­ния горных пород в данном районе.

Замерзание воды в водоот­водных лотках тоннеля устра­няют различными способами. Так, например, в районах с суровым климатом нашли широ­кое распространение трубчатые электронагреватели различной конструкции и калориферы. Для утепления лотков используют материалы, имеющие малый коэффициент теплопроводности: керамзитобетон, стекловату и пенопласт. Однако, как правило, при расходе воды в лотке от 2 до 3 л/с теплоизоляции из синтетических ма­териалов становится недостаточно для предохранения их от промер­зания. В этом случае используют искусственный электрообогрев.

В отдельных случаях замерзание воды в лотках предотвращают искусственным увеличением дебита воды из имеющихся дренажных штолен пли из источников в припортальных выемках, заменой же­лезобетонных крышек лотков деревянными, отсыревшего утеплителя сухим гранулированным шлаком или пенопластом. Замена щебеноч­ного балласта асбестовым (с обязательной засыпкой асбеста слоем тол­щиной 20—25 см поверх крышек лотка) также способствует предот­вращению замерзания воды в лотках.

В зимний период организуют наблюдения за температурой возду­ха у порталов и внутри тоннеля, за дебитом воды, в лотках и дренаж­ных штольнях.

В отдельных случаях наблюдают и за глубиной промерзания горного массива вокруг обделки тоннеля, нивелируют путь и путевые реперы, забетонированные в обделке стен тоннеля.

Особую опасность для целостности конструкции представляют мок­рые глинистые грунты за обделкой тоннеля. Для уменьшения их вред­ного влияния на обделку применяют заобделочные дренажи, а если этого мероприятия оказывается недостаточно, то заменяют ранее воз­веденную обделку более мощной.

Рис. 31. Осмотр поверхности свода тон­неля с вращающейся площадки подмо­стей, установленных на дрезине

На состояние тоннельной обделки оказывает отрицательное влия­ние попеременное замораживание и размораживание материала, из которого возведена конструкция. Особенно сильно это явление прояв­ляется на припортальных участках обделки тоннелей. Многолетние
обследования эксплуатируемых тоннелей показывают, что поверхно­стный слой каменной и кирпичной кладки в большей мере (чем бе­тонной или сборной из железобетонных тюбингов) подвержен влия­нию знакопеременных температур. С течением времени поверхностные слои разрушаются, толщина конструкции таких обделок уменьшается по сравнению с первоначальной. Ослабленную обделку приходится усиливать различными способами.

Знакопеременные температуры вызывают увеличение температур­ных напряжений в бетонных конструкциях, имеющих сравнительно большую толщину, и если при расчете обделки тоннеля не было учтено это явление, то в ней появляются деформации в виде продольных трещин.

При проектировании обделок реконструируемых тоннелей, рас­положенных в суровых климатических условиях, необходимо учиты­вать установленное Строительными нормами и правилами предельное число циклов замораживания и оттаивания бетона.

Глава II

ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ ТОННЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ И ОБУСТРОЙСТВ