§ 4.3. Гидроизоляция тоннелей и других подземных выработок (ч. 3)

В гидротехнических тоннелях необходимо учитывать также интенсивное механическое воздействие наносов и кавитационную эрозию скоростного водного потока. Например, через строительный тоннель Нурекской ГЭС в 1967—1972 гг. пропускали паводки со скоростями потока 16—17 м/с, что привело к частичному разрушению его бетонной облицовки на глубину до 30 см с обнажением зерен заполнителя и арматуры («Энергетическое строительство», 1978, № 11) и потребовало большого ремонта облицовки.

Во ВНИИГе и НИС Гидропроекта проводились многолетние исследования антикавитационных полимерных покрытий, поскольку было установлено, что пластмассы лучше сопротивляются кавитационной эрозии, чем бетоны, уступая в этом отношении только стальной обшивке [26, 42]. Этими исследованиями было показано, что эпоксидные покрытия лучше других сопротивляются кавитационной эрозии (табл. 4.8), причем оказалось, что наивысшей кавитационной стойкостью обладают эпоксидно-каучуковые покрытия из краски ЭКК-200, т.е. чем выше пластификация покрытия, тем выше его кавитационная стойкость, а старение покрытия увеличивает его жесткость и снижает стойкость.

Таблица 4.8

Кавитационная стойкость эпоксидных модифицированных покрытий (по А.Н. Дыманту и Р.Е. Язену)

Следует отметить, что увеличение толщины пластифицированных покрытий повышает их кавитационную стойкость, а жестких покрытий, наоборот, — снижает, приводя к их адгезионному отрыву [42].

Об эффективности антикавитационных эпоксидных покрытий свидетельствует опыт их применения в водосборных тоннелях Нурекской ГЭС, где в 1972 г. при сбросе потока со скоростью 16—17 м/с бетонная облицовка была разрушена на глубину до 30 см с обнажением арматуры и щебня; после же нанесения эпоксидного покрытия никаких повреждений не возникало, несмотря на то, что скорости потока достигали 35—42 м/с («Энергетическое строительство», 1978, № 11).

При защите тоннелей, в том числе и гидротехнических, наиболее надежны эпоксидные пластифицированные покрытия, так как они отличаются не только высокой механической прочностью и трещиноустойчивостью, хорошей адгезией к бетонной поверхности, позволяющей им успешно сопротивляться отрывающему напору воды, но и гладкостью самого покрытия (коэффициент шероховатости меньше в 1,5—2 раза), что резко снижает гидравлические потери в тоннеле. Однако они требуют высокой гладкости основания, т.е. специального выравнивания и шпаклевки поверхности бетона; кроме того, при работах в тоннеле возникают дополнительные трудности из-за необходимости подсушки поверхности бетона, усиленной вентиляции вследствие вредности и пожароопасность операций по нанесению покрытия. Поэтому ведутся поиски более рациональных гидроизоляционных покрытий для защиты тоннелей и других подземных выработок, требующих повышенной водонепроницаемости [71].

При строительстве тоннелей и других сооружений в скальных выработках широко применяется штукатурная гидроизоляция из цементного торкрета, которая наносится прямо на скалу с последующим покрытием железобетонной облицовкой (рис. 4.16). Например, таким способом была осуществлена гидроизоляция камеры затворов Нурекской ГЭС (рис. 4.16, а), где поверхность скалы была тщательно выровнена и покрыта цементным торкретом толщиной до 50 мм, что потребовало многослойного его нанесения и повысило стоимость покрытия до 5 руб./м², а на некоторых участках — даже армирования торкрета металлической сеткой, с увеличением стоимости покрытия до 7 руб./м². Кроме того, возникновение протечек вызвало необходимость в дополнительной цементации скалы за облицовкой (поз. 8 на рис. 4.16).

Однако все эти дорогостоящие мероприятия не обеспечивали в полной мере водонепроницаемость облицовок, в связи с чем стали применять дополнительные «чистые» облицовки, отводя фильтрационные воды по сложной дренажной системе в межоблицовочном пространстве. Такая система общеизвестна по станционным и эскалаторным тоннелям станций метрополитенов [31].