Восстановление подземных сооружений без остановки движения
В. В. ЛАПКО, ОАО «Минскметропроект»
ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНОВ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯМИ, НЕИЗБЕЖНО СТАЛКИВАЮТСЯ С ПРОБЛЕМАМИ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ, КОРРОЗИИ АРМАТУРЫ И ПОТЕРИ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ. В ДВУХ ПРОЕКТАХ, РЕАЛИЗОВАННЫХ СПЕЦИАЛИСТАМИ МИНСКОГО ПРОЕКТНОГО ИНСТИТУТА, ПРЕДСТАВЛЕНЫ РАЗНЫЕ ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ ЭТИХ ЗАДАЧ. ПЕРВЫЙ ОБЪЕКТ — ПЕРЕГОННЫЙ ТОННЕЛЬ МИНСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА, ПОСТРОЕННЫЙ В 1984 ГОДУ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ МОНОЛИТНО-ПРЕССОВАННОГО БЕТОНА. ВТОРОЙ — СТАНЦИЯ «ВАРКЕТИЛИ» ТБИЛИССКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА, ОТКРЫТАЯ В 1985 ГОДУ, С БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫМ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМ СВОДОМ И ЧУГУННЫМ ЭСКАЛАТОРНЫМ ТОННЕЛЕМ.
В обоих случаях конструкции достигли IV категории технического состояния (неработоспособное) и требовали немедленного вмешательства. Работы выполнялись без остановки движения поездов, в ночные окна, с применением комбинации инъекционных полимерных составов и классических методов усиления.
ПЕРЕГОН МИНСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА
Первый объект — перегон между станциями «Площадь Победы» и «Площадь Якуба Коласа» Минского метрополитена, второй главный путь. Протяженность аварийного участка составила 65,35 м. Тоннель был построен в 1984 году по экспериментальной технологии монолитно-прессованной обделки — это не типовое решение, что накладывает серьезную специфику на ремонт. Бетонное кольцо имеет радиус 2,6 м, толщина стенки — 350 мм, ширина секций опалубки — 600 мм. Бетон — марки М300 (класс В25), по водонепроницаемости — W8. Геологические условия характеризуются переслаиванием песков и супесей, высоким уровнем грунтовых вод (расчетная отметка — более 2,5 м от уровня головки рельса). Высота засыпки составляет 4 м, вода неагрессивная, но создает постоянное гидростатическое давление.
При обследовании были выявлены многочисленные дефекты. Следы замокания конструкций по стыкам секций бетонирования, разрушение бетона обделки на глубину до 100 мм, течи с выносом частиц грунта, коррозия выщелачивания бетона, рыхлый плохо уплотненный бетон на глубину не менее 100 мм, а также локальные бунения (отслоения) бетона в секциях. В местах протечек был установлен временный защитный экран из оцинкованной жести. Главная задача состояла в компенсации потери несущей способности и ликвидации течей.
Работы велись исключительно в ночные «окна» движения поездов. Подготовительный этап включал в себя демонтаж банкетки, перекладку кабелей и очистку бетона гидроструйным способом. Ключевой проблемой при ликвидации течей стало наличие постоянного потока воды за обделкой, который вымывал стандартные смолы и микроцементы. Решение было найдено в применении полиуретановой пены-геля с лабораторно подобранной скоростью реакции. Методика инъектирования включала в себя сквозное бурение шпуров в зоне протечки, создание замка в верхней части шва с бурением в тело бетона, а затем комбинированную прокачку — сначала снизу вверх, затем сверху вниз с вытеснением воды в лоток. Это позволило достичь 100%-й герметизации активных течей на сложном участке.
Усиление конструкции было выполнено в два этапа. В лотке уложены распорки из швеллеров с шагом около 1,8 м. На стенах и своде выполнено армированиестержнями А500 с последующим нанесением торкретбетона — устройством внутренней железобетонной рубашки толщиной 100 мм, работающей совместно со старой обделкой. Приварка арматуры к швеллерам в лотке обеспечила замыкание контура. Проверка несущей способности выполнена в программном комплексе «Лира-САПР 2020» методом конечных элементов. Применили гидропломбу для остановки воды, полиуретановую пену-гель, антикоррозионную жидкость с ингибиторами для защиты бетона и конструкционную смесь для торкретирования. Суть проекта — комбинация инновационной химии и классической механики позволила восстановить эксплуатационную надежность уникального сооружения без остановки перевозочного процесса.
СТАНЦИЯ ТБИЛИССКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА
Станция «Варкетили» — конечная станция линии Тбилисского метрополитена, открытая в 1985 году и находящаяся в эксплуатации около 40 лет. Сооружение глубокого заложения (до 38 м) в скальных грунтах. Конструкция включает в себя большепролетный железобетонный свод шириной 16,5 м, толщиной от 80 см до 1,87 м, а также чугунный эскалаторный тоннель длиной 41 м с тюбингами СЧ-12-40. При обследовании была выявлена нарушенная гидроизоляция на площади 463 м2. Систематическое замокание привело к карбонизации бетона и коррозии арматуры. На 302 м2 зафиксировано отсутствие или разрушение защитного слоя бетона с поверхностной коррозией сетки. На 155 м2 отмечено расслоение и рыхлый бетон в зоне рабочих швов глубиной до 10 см. Единичные, но опасные участки имели потерю сечения арматуры до 10%. В чугунной обделке требовалась перечеканка швов и замена корродирующего крепежа.
Стратегия восстановительных работ базировалась на комплексном подходе, а не на косметическом ремонте. Первый этап — остановка воды: инъектирование рабочих швов полиуретановой смолой и заполнение пустот за обделкой цементными составами. Второй этап — лечение бетона и арматуры: удаление слабого бетона гидроструей и отбойными молотками, нанесение активного антикоррозионного праймера для защиты арматуры, восстановление геометрии безусадочным ремонтным составом. Для герметизации стыка чугунных тюбингов применялась специальная технология: расчистка шва на глубину 120 мм, уплотнение жгутом ПВХ, заполнение основного объема пластичным герметиком на глубину 90–100 мм и замок из быстротвердеющего цемента вровень с поверхностью. Дополнительно проведена ревизия и замена болтовых соединений со сферическими шайбами. Применялись эластичная смола для остановки активных течей через швы, праймер для пассивации арматуры, безусадочная смесь для ручного восстановления защитного слоя бетона и система для долговечной герметизации чугунных стыков. Работы производились под строгим контролем технического надзора метрополитена с предварительным проведением пробных участков. Цель работ — обеспечение безопасности пассажироперевозок и продление ресурса конструкций станции. Ожидаемый эффект — восстановление несущей способности свода, полное устранение протечек и предотвращение дальнейшей коррозии арматуры в агрессивной среде тоннеля.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Оба проекта демонстрируют эффективность комплексного подхода к ремонту подземных сооружений, находящихся в критическом состоянии. Комбинация современных полимерных материалов для гидроизоляции и традиционных методов усиления позволяет восстанавливать работоспособность конструкций без остановки эксплуатации метрополитена, что критически важно для транспортной инфраструктуры крупных городов. Опыт реализации этих проектов может быть использован при ремонте аналогичных сооружений в других городах, где подземные конструкции достигли предельного срока службы и требуют неотложного вмешательства.
