ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСУШЕНИИ И ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ТОННЕЛЕЙ

Как показал длительный опыт эксплуатации железнодорожных тоннелей, появление и развитие большинства дефектов, ухудшающих в значительной мере эксплуатационные характеристики сооружения, являются следствием обводненности обделки. Вода, проникая через обделку тоннеля, приводит к выщелачиванию и вымыванию пород и цементного раствора из кладки, коррозии бетона, разжижению бал­ласта, пучению заобделочных пород, образованию наледей в зимнее время и т. п. Особенно усиливается отрицательное влияние обводнен­ности обделки на эксплуатационные характеристики тоннелей при суровых климатических условиях и неустойчивых, легко размываемых или пучинистых породах.

Если объем работ по ликвидации обводненности отдельных колец или участков тоннельной обделки не велик и может быть выполнен силами и средствами дистанции пути, то эти работы выполняют в процессе текущего ремонта. Работы, требующие значительных трудовых и материальных затрат или применения специальных машин и механизмов, выполняются специализированными строительными организациями в процессе капитального ремонта обделки или при рекон­струкции тоннельного сооружения.

В современной практике борьба с обводненностью тоннелей ведется по двум направлениям (рис. 87).

Мероприятия первого направления (осушение горного массива) предусматривают перехват и организованный отвод атмосферных осадков в районе надтоннельной поверхности, а также подземных вод как в непосредственной близости от тоннельной обделки, так и по­ступающих через тело обделки. Основными из этих мероприятий яв­ляются:

поверхностный водоотвод — осушение надтоннельной поверх­ности и защита от фильтрации атмосферных осадков в глубь массива путем создания сети открытых водоотводных канав, лотков, закрытых дренажей или покрытия фильтрующих пород на поверхности гидро­изоляционным слоем;

глубинный дренаж — перехват и организованный отвод подзем­ных вод путем сооружения различных дренажных выработок, скважин, заобделочных дренажей и каптажей;

водоулавливающие устройства — перехват и организованный отвод подземных вод, поступающих в тоннель непосредственно через тело обделки.

Мероприятия второго направления (гидроизоляция тоннелей) предусматривают обеспечение водонепроницаемости самой обделки тоннеля либо окружающих выработку пород, что достигается путем: гидроизоляции обделки — нанесения на ее внутреннюю или наружную поверхность различных изоляционных материалов; сооружения обделок из водонепроницаемых материалов;

Рис. 87. Классификация способов осушения тоннелей

тампонажа горного массива и заобделочного пространства.

Мероприятия первого направления получили широкое распрост­ранение при текущем и капитальном ремонтах, а также при рекон­струкции тоннелей. Работы в этом случае можно легко выполнять в процессе эксплуатации тоннелей, т. е. без перерыва движения поез­дов. Кроме того, они не требуют значительных единовременных ка­питаловложений, так как их можно вести постепенно в течение ряда лет на отдельных наиболее обводненных участках тоннеля.

Недостатком этих мероприятий является их недостаточная надеж­ность. В ряде случаев их применение приводит не к полному осуше­нию тоннелей, а лишь к снятию гидростатического напора и общему снижению степени обводненности.

Мероприятия второго направления являются, как правило, более надежными. Однако техническое выполнение большинства из них в условиях эксплуатации часто вызывает значительные трудности, так как требует наличия «окон» в графике движения поездов. Кроме того, эти мероприятия в основном предопределяют необходимость значительных единовременных капиталовложений, так как должны быть выполнены сразу на всем протяжении тоннеля или, по крайней мере, на всей длине обводненного участка. Этим объясняется недоста­точно широкое распространение большинства из мероприятий второго направления в практике текущего и капитального ремонтов желез­нодорожных тоннелей. Эти мероприятия, как правило, применяют лишь при реконструкции тоннелей.

В сложных гидрогеологических условиях весьма рациональным является применение комбинированных решений, т. е. мероприятий как первого, так и второго направления. В этом случае мероприятия первого направления способствуют снятию гидростатического напора с тоннельной обделки и гидроизоляционного покрытия, а при распо­ложении заобделочных дренажей, дренажных скважин и т. п. по концам обводненного участка они, кроме того, ограничивают еще пути фильтрации подземных вод вдоль оси тоннеля. Следует иметь в виду, что в каждом конкретном случае выбирать наиболее эффективный способ борьбы с обводненностью следует на основании тщательного технико-экономического сравнения различных равноценных¹ вариантов осушения, разработанных с учетом гидрогеологических условий расположения тоннеля, степени его обводненности, желаемых результатов осушения, возможности производства тех или иных работ в условиях движения поездов, конструкции обделки, степени негабаритности тоннеля и т. п. Если в одном из рассматриваемых вариантов осушение предусматривается производить постепенно, в течение ряда лет, то строительная стоимость этого варианта должна быть определена с учетом коэффициента отдаленности затрат K_0,t^:

[1] Равноценными вариантами в данном случае являются такие, которые после их проведения приводят к одинаковым результатам осушения.

где Е — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (в настоящее время для транспортного строительства принимают Е = 0,1); t — время отсрочки затрат. Общую строительную стоимость варианта S_n определяют по формуле

где S_t — стоимость строительных ежегодных затрат на осушение тоннеля.

Кроме того, при сравнении вариантов осушения необходимо учи­тывать стоимость «окон» в графике движения поездов, если предо­ставление их по данному варианту необходимо.