§ 4.3. Гидроизоляция тоннелей и других подземных выработок (ч. 1)
Транспортные тоннели. Самым распространенным видом подземных сооружений, гидроизоляция которых разработана наиболее тщательно [31, 60], являются тоннели метрополитенов. Этот вопрос выходит за рамки настоящей монографии, но мы все же кратко на нем остановимся, ибо он важен для уяснения принципов проектирования гидроизоляции подземных сооружений.
Чаще всего в тоннелях осуществляется тюбинговая облицовка из высокоплотных бетонов марок 600 и 700. В 1956 г. П.Д. Глебовым и Н.С. Покровским была обоснована возможность применения железобетонных тюбингов из бетонов марок 250 и 350, пропитанных битумом и петролатумом [Сб. Мосметростроя № 4 (8), 1957], для условий химически агрессивных грунтовых вод, однако в настоящее время тюбинговые облицовки не имеют особой гидроизоляции. В связи с тем, что такие облицовки допускают протечки, на всех эскалаторных и станционных тоннелях устраивают подвесные шатры и облицовки из асбесто- и армоцементных элементов, покрывая их с обратной стороны окрасочной гидроизоляцией; просочившуюся через тюбинговую обделку воду отводят дренажом.
Тюбинговые облицовки могут быть усовершенствованы путем установки на стяжные болты уплотняющих асбобитумных шайб, предложенных Мосметростроя. Главленинградинжстрой ставит в канализационных коллекторах уплотняющие прокладки из полимербитумного герметика битэп, разработанного ВНИИГом [65], причем с внутренней стороны тюбинговая облицовка покрывается торкретом и шприц-бетоном.
Совершенствованию тюбинговых облицовок уделяется внимание и за рубежом. Так, в Японии для обеспечения водонепроницаемости болтовых соединений тюбингов на болты надевают пластмассовые втулки, которые при затягивании болтов расплющиваются и уплотняют стык (японский патент № 50-3580, 1975 г.).
В транспортных тоннелях, проходимых открытым способом, прибегают к обычным средствам гидроизоляции (см. § 4.2), однако динамические условия работы обделок таких тоннелей вынуждают применять оклеечную гидроизоляцию как наиболее трещиноустойчивую. Например, Мосметрострой, широко использующий оклеечную гидроизоляцию, вначале применял гидроизоляцию из трех-четырех слоев гнилостойкого толя, а затем специальные рулонные материалы: борулин и металлоизол на алюминиевой фольге. В последнее время им осуществляется весьма сложный комплекс гидроизоляционных мероприятий: уплотнение стыков между тюбингами, сбалчивание их на асбобитумных шайбах, чеканка стыков освинцованным шнуром и дополнительное их уплотнение дивинилстирольным герметиком ТЭП-4, причем на участках открытой проходки железобетонная облицовка тоннеля изолируется оклеечной гидроизоляцией из трех-четырех слоев гидростеклоизола (см. табл. 1.16), наклеиваемого на резинобитумной мастике (Сб. МДНТП имени Ф.Э. Дзержинского, 1977).
Наиболее наглядное представление о развитии способов гидроизоляции тоннелей дает Берлинский метрополитен. Вначале, в 1897 г., здесь применили пропитанный войлок, наклеенный на дегте с прокладкой листов материала типа «текстолит»; в 1898—1931 гг. — оклеечную гидроизоляцию из толя на сложных клебемассах из битумов и дегтей с добавками до 50 % тринидадского асфальта и мексиканского природного битума; в 1946—1953 гг. — из усиленного рубероида и алюминиевой фольги типа «алькута», причем на вертикальные участки стен наклеивали четыре-пять слоев рулонного материала и семь-восемь слоев битумной клебемассы, с защитой кирпичной или бетонной стенкой толщиной 100—120 мм; все это укладывалось поверх мощной железобетонной облицовки из плотного бетона.
Следует отметить несколько новых и прогрессивных решений гидроизоляции транспортных тоннелей, осуществленных за рубежом. Например, в США, Австрии и Швейцарии на ряде автотранспортных тоннелей применена гидроизоляция из пластифицированного поливинилхлорида; предел прочности его при растяжении составляет 17 МПа, при сжатии — 10 МПа, наибольшая растяжимость 400 % (Proc. ASCE J. of the constr. div., 1976, v. 102, № CO1, p. 111). Пластмассовые листы шириной 50—150 см, толщиной 2 мм сваривали в стыках горячим воздухом с присадочными стержнями, а швы в бетонной обделке уплотняли профильными ПВХ-лентами сложного профиля. Сверху такую гидроизоляцию защищали железобетонной облицовкой, рассчитанной на восприятие внешнего гидростатического давления. Необходимо подчеркнуть высокое качество пластификаторов в поливинилхлориде, что позволяет применять листы и ленты в диапазоне температур от +70 до –40° С и даже после длительного воздействия воды сохранять УОЭС = 5·1011 Ом·см.
В Голландии для гидроизоляции тоннелей используют покрытия из горячего асфальта, армированные высокопрочной полиэфирной тканью «структурофос»; в частности, такая гидроизоляция успешно служит для защиты транспортного тоннеля длиной 1 км в Амстердаме, железобетонные секции которого стыковались под водой, причем особо отмечается высокая водонепроницаемость его облицовки («Bitumen, Asphalte u. s. w.», 1968, № 12, S. 497).
На транспортном тоннеле под Эльбой в Гамбурге (ФРГ) оклеечная гидроизоляция была выполнена путем окраски полиэфирной смолой, армированной стеклотканью, с дополнительным усилением покрытия над швами медной фольгой толщиной 0,1 мм и покрытием сверху тремя слоями стеклоткани на резинобитумной клебемассе с добавкой порошка «пульватекс». В Дании аналогичный тоннель под Лим-фиордом был изолирован листами толщиной 2 мм из бутилкаучука, которые наклеивали на поливинилхлоридно-цементной композиции, причем все гидроизоляционное покрытие состояло всего из одного слоя.
На ряде тоннелей в Западной Европе осуществлена гидроизоляция из поливинилхлоридной пленки, причем фирмы, ее выполняющие, гарантируют долговечность более 40 лет при условии ее защиты («Bitumen, Asphalte u. s. w.», 1974, № 1, S. 11).
В Ленинграде, по предложению ВНИИГа, на транспортных тоннелях вдоль Невы у мостов Александра Невского и Литейного в 1970—1972 гг. была применена холодная асфальтовая гидроизоляция из мастики хамаст ИАЦ-15 и БНСХА (см. табл. 1.28), с армированием стеклотканью (рис. 4.12). Эти покрытия успешно служат почти десять лет над сборными железобетонными элементами подпорных стенок в подъездах к тоннелям. Лишь в одном месте было отмечено отслоение стеклоткани, наклеенной на мастике БНСХА во время морозов [56].
