Требования к материалам обделок ПС

Материалы для обделок, их гидроизоляции, для внутренних конструкций, отделочные материалы должны соответствовать требованиям прочности, долговечности, пожарной безопасности, устойчивости к воздействию агрессивных факторов и микроорганизмов, не выделять токсичных соединений при строительстве и эксплуатации ПС. Гидроизоляция должна выдерживать без разрыва допускаемые проектом деформации обделок.

Изложенным требованиям в наибольшей мере соответствуют бетон и железобетон, применяемые в монолитных, сборных или сборно-монолитных сооружениях. Преимущественно используют тяжелые типы бетонов по ГОСТ 26633. Класс бетона для соответствующих конструкций рекомендуется принимать согласно табл. 1. Проектные марки бетона и конструкций по морозостойкости в зонах знакопеременных температур должны соответствовать СНиП 52-01-2003 (Бетонные и железобетонные конструкции) для первого класса сооружений.

Таблица 1

Классы бетона по прочности для подземных сооружений

№ п/п	Конструкции и их элементы	Класс бетона
	Высокоточные железобетонные блоки обделок из водонепроницаемого бетона для закрытого способа работ	В40
	Обычные железобетонные элементы обделок для закрытого способа работ	В30
	Сборные железобетонные элементы обделок для открытого способа работ (включая цельносекционные), несущих конструкций, «стен в грунте», внутренних конструкций, опускных секций подводных тоннелей.	В25
	Монолитные бетонные и железобетонные обделки метро	В20
	Монолитные железобетонные внутренние конструкции, «стены в грунте» для крепления котлованов, бетонные подготовки под гидроизоляцию, порталы, оголовки, путевой бетонный слой	В15
	Жесткое основание пути и полов, водоотводящие и кабельные лотки	В7,5

Сталь соответствующих марок допустимо применять для устройства прогонов станций метро, колонн, перемычек над проходами, сопряжений обделок разных диаметров, гидроизоляции сложных конструкций (например, в подводных тоннелях) и т.п. Для армирования бетонных конструкций и анкерования горных пород вокруг выработок широко используют стальную арматуру классов А-II, A-III, A-IV периодического профиля и A-I гладкого профиля, стальные канаты (при глубоком анкеровании) и даже «струнную арматуру» для предварительно напряженных конструкций.

Для изготовления элементов водонепроницаемых тюбинговых обделок обычно используют серый чугун (ГОСТ 1412) или высокопрочный чугун (ГОСТ 7293), нормативные и расчетные сопротивления которых представлены в СНиП II-23. Серый чугун СЧ-20, часто применяемый для изготовления тюбингов, хорошо противостоит коррозии и имеет прочность на сжатие 200 МПа, однако он хрупок и имеет невысокую прочность на растяжение (65 МПа). Высокопрочный чугун ВЧ 50-2, ВЧ 60-2, ВЧ 70-3 обладает высокой прочностью не только при сжатии, но и при растяжении (в 2,5-3 раза больше, чем серый чугун).

Наряду с широко распространенными материалами в отдельных случаях применяют и менее распространенные: полимербетон, набрызгбетон, сталефибробетон и т.п.

Полимербетон, отличающийся от обычных цементных бетонов использованием в качестве вяжущего синтетической смолы холодного твердения, обладает более высокой стойкостью к воздействию агрессивных газов и вод, хорошей удобоукладываемостью, высокой прочностью и меньшей хрупкостью, более короткими сроками твердения и набора прочности. Его применение может быть целесообразным в конструкциях подземных сооружений, работающих в агрессивных средах (например, в канализационных коллекторах). Следует, однако, учитывать, что синтетические смолы дороже цементных вяжущих, в определенной мере токсичны и требуют специально обученных рабочих и ИТР.

Набрызгбетон, отличающийся безопалубочным способом нанесения на закрепляемую поверхность при помощи сжатого воздуха мелкозернистой бетонной смеси с быстродействующим ускорителем твердения, может быть использован в качестве самостоятельного средства возведения упрочняюще-выравнивающей крепи (обделки) или элемента комбинированной обделки в сочетании с анкерной крепью или другими видами крепи.

Технологичность приготовления бетонной смеси и возведения крепи, повышенная плотность и прочность набрызгбетона, упрочняющее воздействие на приконтурную трещиноватую зону массива обеспечивают надлежащую устойчивость выработок при небольших расходе материалов и трудозатратах в породах скального и полускального типов. Набрызгбетон пригоден также для повышения водонепроницаемости обделок, в частности, в канализационных коллекторах.

Для получения высокого качества набрызгбетонного покрытия целесообразно использовать схему сухого набрызгбетонирования с затворением сухой смеси водой и ускорителем схватывания в смесительной камере в 5-7 м от сопла.

Сталефибробетон представляет собой мелкозернистый бетон, хаотично армированный мелкими стальными отрезками (фибрами) диаметром 0,1-0,9 мм и длиной 20-50 мм с расходом до 30 кг на 1 м³ смеси. Дисперсное армирование повышает трещиностойкость, прочность бетона на сжатие (15-20 %), изгиб (до 250 %), динамические нагрузки, истираемость. Такой материал может быть успешно использован для возведения монолитно-прессованной обделки тоннелей при щитовой проходке в сложных горно-геологических условиях, изготовления сборных элементов обделки, заделки различного рода швов, зазоров между конструктивными элементами, возведения монолитной железобетонной обделки и рубашки и даже нанесения фибро-набрызг­бетонного слоя. Основные способы и средства приготовления, транспортировки и укладки бетона сохраняются, при этом результаты получаются более высокие.

Дата добавления: 2014-01-06