§ 31. ЗАЩИТА ТОННЕЛЕЙ ОТ ПОДЗЕМНЫХ ВОД (ч. 1)

Для обеспечения нормальной эксплуатации и долговечности тоннеля необходима защита его внутреннего пространства от подземных вод. Решить эту задачу можно двумя принципиально различными способами: герметизацией обделки тоннеля с восстановлением режима подземных вод, существовавшего до проходки выработки, или проведением мероприятий, в результате которых в окружающем тоннель горном массиве устанавливается пониженный уровень подземных вод, а сам тоннель оказывается в осушенной зоне.

Герметизации тоннеля способствуют следующие мероприятия: увеличение плотности и водонепроницаемости обделки путем подбора состава бетона по плотности и применения специальных добавок; нагнетание за обделку цементных растворов, особенно с повышающими их водонепроницаемость добавками (например, алюминатом натрия, см. § 61); устройство гидроизоляции обделки.

Наиболее целесообразно обеспечение полной водонепроницаемости материала тоннельной обделки. Поэтому для сооружения транспортных тоннелей необходима разработка таких составов бетона, которые были бы водонепроницаемыми при обычных способах укладки.

Гидроизоляция, как наиболее надежное мероприятие, особенно необходима в тоннелях, внутреннее оборудование или облицовка которых должны быть полностью защищены от вредных воздействий воды. К таким тоннелям относятся, например, тоннели метрополитена, в которых повышенная влажность недопустима по санитарно-гигиеническим соображениям и ввиду необходимости предохранения сложного и дорогого оборудования от коррозии. При проектировании гидроизоляции стремятся обеспечить ее долговечность, возможность высококачественного выполнения и экономичность.

Гидроизоляцию создают по наружному или внутреннему контуру. В первом случае (рис. 66, а) давление воды прижимает гидроизоляцию к обделке, которая воспринимает суммарное горное и гидростатическое давление. Наружную гидроизоляцию свода выполняют в выработке 1 небольшой высоты за пределами проектного контура в чрезвычайно стесненных условиях, вследствие чего обеспечение ее хорошего качества, а также контроль последнего весьма затруднены. Наличие за сводом перебора, заполняемого породой, может быть причиной осадок и развития смещений вышележащей породы с увеличением горного давления. Стоимость наружной гидроизоляции, требующей увеличения объема выработки, очень высока. Вследствие этих недостатков наружную гидроизоляцию по описанной схеме применяют лишь при постройке тоннелей мелкого заложения, выполняемых в открытых котлованах.

Применение новых методов крепления подземных выработок и основанного на них способа ядра с податливой оболочкой по контуру выработки (см. § 60) позволяет успешно применять наружную гидроизоляцию и при строительстве тоннелей глубокого заложения.

Во втором случае гидроизоляцию устраивают по внутренней поверхности бетонной обделки (рис. 66, б); она подвергается гидростатическому давлению воды, фильтрующейся через бетон. Гидроизоляция этого типа выполняется в удобных условиях, и ее хорошее качество всегда может быть обеспечено. Однако она лишь преграждает воде путь внутрь тоннеля, а бетонная обделка пропитывается водой, что необходимо иметь в виду в случае агрессивности воды. Косвенно внутренняя гидроизоляция все же защищает и бетонную обделку, так как прекращение движения через нее подземных вод препятствует изменению их химического состава.