§ 31. ЗАЩИТА ТОННЕЛЕЙ ОТ ПОДЗЕМНЫХ ВОД (ч. 4)
В местностях с суровым климатом допуск воды в тоннель не рекомендуется из-за образования наледей, а также возможного разрушения пропитанной водой обделки при переменном замораживании и оттаивании.
Для ослабления притока воды к тоннелю и одновременного укрепления горных пород могут быть применены противофильтрационные завесы, широко используемые в гидротехнике.
Для преграждения пути движению потока подземных вод к тоннелю, залегающему на водоупоре, устраивают глубинные завесы путем нагнетания тампонажных растворов через скважины, пробуриваемые с поверхности или непосредственно из выработки.
Тип противофильтрационной завесы и характер нагнетаемых в скважины растворов выбирают в зависимости от свойств укрепляемых грунтов и в особенности от их коэффициента фильтрации. Расположение скважин должно обеспечивать непрерывность противофильтрационной завесы на всем ее протяжении, что контролируется определением водопоглощения через контрольные скважины.
Направление скважинам задают такое, чтобы они пересекли наибольшее количество трещин и контактов между пластами пород. Скважины глубинной завесы заглубляют в водоупор так, чтобы основание завесы располагалось в породах с удельным водопоглощением не более 0,01 л/мин. Диаметр скважин принимают минимально возможным по условиям нагнетания.
В зависимости от вида тампонажных растворов различают цементацию, силикатизацию, глинизацию, горячую и холодную битумизацию.
Наибольшее значение при строительстве тоннелей имеет цементация, при которой цементный раствор нагнетают в толщу пород, окружающих тоннель (глубинная цементация), или в возможный зазор между обделкой и поверхностью выработки (нагнетание за обделку).
Глубинную цементацию выполняют на глубину до 10 м через радиальные скважины под давлением от 5 до 40 ат и более, причем наибольшие давления соответствуют мелкотрещиноватым породам (размер трещин меньше 0,5 мм). Число, глубину и расположение скважин назначают в соответствии с конкретными геологическими и гидрогеологическими условиями горного массива.
Глубинная цементация обеспечивает повышение прочности и упругих свойств окружающих пород и снижает до минимума фильтрацию воды к тоннелю или из него (это относится к напорным гидротехническим тоннелям).
Нагнетание за обделку выполняют для обеспечения совместной работы обделки с окружающими породами и уменьшения водопроницаемости конструкции. Нагнетание за обделку цементных растворов возможно и необходимо во всех породах, кроме плывунных и водонасыщенных песков (см. § 61).