§ 4.3. Гидроизоляция тоннелей и других подземных выработок (ч. 4)
Одним из первых примеров сочетания гидроизоляции с дренажом, осуществленного в 1946—1947 гг. по предложению П.Д. Глебова, является здание Севанской ГЭС в Армении (рис. 4.16, б). Здесь был устроен подвесной потолок, покрытый с обратной стороны окрасочной гидроизоляцией из горячей асфальтовой мастики, состоящей из 40 % битума БН 70/30, 3 % коротковолнистого асбеста, 57 % известнякового порошка и армированной мешковиной, пропитанной горячим битумом БНД 40/60.
Стены тоже были покрыты второй, чистой облицовкой, на обратную сторону которой также нанесена окрасочная гидроизоляция. Автор через 20 лет осматривал эту облицовку и убедился в высоком ее качестве; лишь в двух местах замечалось протекание битума через швы подвесного потолка, что свидетельствует о недостаточной теплоустойчивости асфальтовой мастики, так как температура в межпотолочном пространстве повышается до 30—35° С, что не было учтено составом мастики. Следует подчеркнуть, что, таким образом, непроизводительно используется значительная часть дорогостоящей скальной выемки, объем которой на Севанской ГЭС достигает 10 000 м3.
Весьма интересен опыт применения в тоннелях и подземных зданиях ГЭС эпоксидной окрасочной и цементной штукатурной гидроизоляции. Так, для защиты бетонной облицовки напорных водоводов Нурекской ГЭС от кавитационной эрозии в 1972 г. была использована эпоксидно-полиэфирная окраска поз. 3 на рис. 4.16, а) из эпоксидной смолы ЭД-20 с добавкой полиэфира МГФ-9 (60 частей массы на 100 частей массы смолы), которая не только, выдержала воздействие потока со скоростью до 40 м/с, но и обеспечила водонепроницаемость облицовки. Поэтому эпоксидная окрасочная гидроизоляция нашла применение на многих водоводах, в том числе и на ГЭС Костешты-Стынка в Румынии (рис. 4.15, б), где она работает при отрывающем напоре до 40 м, а при армировании стеклотканью над швами водоводов — и при деформациях раскрытия швов, до 2 мм. Мы еще вернемся к этому вопросу в § 6.3.
Несомненными технико-экономическими преимуществами обладают покрытия из коллоидного полимерцементного раствора (КПЦР), который рекомендован для внутренней защиты бетонных облицовок тоннелей и подземных ГЭС; его преимущества ясны из данных табл. 4.6.
Опытное покрытие из КЦР, состоявшего из портландцемента марки 500 (70 ч. м.), молотого песка (30 ч. м.) и среднезернистого песка (200 ч. м.) при В/Ц = 0,35, на водосбросном тоннеле успешно проработало шесть лет при скоростях потока до 58 м/с, что позволило в 1978 г. расширить его применение для ремонта бетонной облицовки тоннеля. Примеры использования КЦР и КПЦР для гидроизоляции подземных сооружений приведены в табл. 4.9.
Таблица 4.9
Примеры использования штукатурной гидроизоляции из КЦР и КПЦР (по И.С. Дубинину)
| Объект | Год строительства | Площадь, м2 | Состав КЦР | Расчетные условия эксплуатации |
| Аккумуляторная подстанция Поддуженской ГЭС | 1972 | 100 | КЦК+КЦР | Отрыв—напор 12 м |
| Резервуары питьевой воды в г. Кеми | 1972 | 250 | КЦК+КЦР | Отрыв—напор 5 м |
| Мазутохранилище Ленинградской фабрики фотобумаг | 1973 | 1200 | КЦК+КЦР | Мазут при 90° С |
| Береговая насосная и канализационная станции Троицкой ГРЭС | 1974 | 4500 | КЦК+КЦР | Напор до 25 м |
| Потерны Вилюйской ГЭС | 1975 | 900 | КЦР | Мороз до –63° С |
| Вагоноопрокидыватели Курганской и Павлодарской ГРЭС (ремонт) | 1975 | 2000 | КПЦР + латекс | Отрыв—напор 15 м |
| Резервуар питьевой воды в пос. Ропша | 1975 | 250 | КЦК+КЦР | Отрыв—напор 7 м |
| Подземные сооружения Кировского завода в Ленинграде | 1977 | 3000 | КПЦР + латекс | Химическая агрессия |
| Насосная станция завода «Ленинская искра» в Ленинграде | 1977 | 1500 | КПЦР + латекс | Поток — 8 м/с |
| Береговая насосная станция и вагоноопрокидывателе Гусиноозерской ГРЭС | 1977—1978 | 5000 | КПЦР+ЭКК | Отрыв—напор 17 м |
| Напорные водоводы Артемовского гидроузла | 1977 | 6000 | КПЦР+ЭКК | Снаружи водоводов |
| Транспортные галереи Троицкой ГРЭС | 1978 | 1500 | КПЦР+ЭКК | Отрыв — до 15 м |
| Насосная станция канала Днепр—Донбасс | 1978 | 2000 | КПЦР + латекс | Напор до 30 м |
Опыт применения КЦР и КПЦР в различных эксплуатационных условиях достаточно обширен. Сначала осуществляли двухслойные покрытия путем набрызга коллоидного цементного клея КЦК, состоявшего из 70 ч. м. портландцемента и 30 ч. м. молотого песка при В/Ц = 0,35, с последующим перекрытием той же композицией с добавкой песка (КЦР), а затем стали применять полимерцементные покрытия из КПЦР, содержавшего добавки латексов (авт. свид. № 537972, 1976) или эпоксидно-каучуковой эмульсионной пасты (авт. свид. № 551287, 1977).
Эти полимерные добавки резко улучшили качество покрытий, прежде всего их усадочную трещиноустойчивость, и упростили технологию их нанесения при помощи обычных растворонасосов с приставкой Марчукова и виброрастворонагнетателей высокой производительности [27, 41]. Такая штукатурная гидроизоляция отличается следующими преимуществами:
- а) покрытие из КПЦР обладает очень большой прочностью (марок 600 и даже 800), что позволяет применять его для защиты напорных граней гидротехнических сооружений без защитного ограждения;
- б) данное покрытие имеет высокую сдвигоустойчивость и динамическую прочность, хорошую износостойкость против абразивного воздействия и кавитационную стойкость, благодаря чему его можно использовать на опускных колодцах, кессонах и для защиты свай, облицовки поверхностей песколовок, золопроводов, для антикавитационной защиты тоннельных облицовок и водоводов;
- в) небольшая стоимость покрытия, составляющая менее 2 руб./м2, и низкая трудоемкость (менее 0,2 чел.-ч) при комплексной механизации с помощью вибросмесителей и растворонасосов всего производственного процесса делают его наиболее экономичным.
Исследования последних лет (Изв. ВНИИГ, т. 119, 1977) показали, что такие покрытия отличаются высокой сульфатостойкостью, а потому их можно применять для защиты сооружений от коррозии; дисперсное же армирование отрезками стальной проволоки типа «фибробетон» обеспечивает также высокую их трещиноустойчивость; вводя добавки металлических опилок, можно получить покрытие марки 1100, что гарантирует их кавитационную и абразивную стойкость. Поэтому покрытия из КПЦР следует отнести к наиболее перспективным в гидроизоляционной технике.
Высокая морозоустойчивость покрытий из КПЦР позволяет применять их в районах с суровым климатом, однако необходимость производства работ зимой в обогреваемых тепляках ограничивает область их применения.