Ремонт и усиление водопропускных труб

К ремонтным работам водопропускных труб относят торкретирование поверхности кладки звеньев, устройство железобетонной «рубашки» (оболочки) и гильзы, цементацию грунта основания или насыпи в зоне трубы, замену гидроизоляции, наращивание оголовков.

Торкретирование поверхности кладки звеньев. При усилении массивных сводов труб применяют торкрет для защиты поверхности кладки от выветривания, ударного и истирающего действия льда и песка, влияния агрессивных примесей в воздухе и воде, размораживания, при восстановлении изношенных поверхностей, а также поверхностей, имеющих неглубокие раковины, сколы и трещины.

Рис. 3.29. Оболочка из торкрета по металлической сетке: 1 – анкер; 2 – слой из торкрета

Для увеличения прочности и предохранения от появления усадочных трещин торкретный слой армируют металлической сеткой.

Армирование производится сетками из арматуры диаметром 3–6 мм со стороной квадрата 50–100 мм. Сетка крепится вязальной проволокой к анкерам, заделанным в кладку. Анкера диаметром 8–10 мм с загнутыми концами заделываются на глубину 150–250 мм в отверстия диаметром 15–20 мм с помощью цементного раствора. Расстояние между анкерами 300–600 мм. Сетку уста­нав­ливают не ближе 10 мм от поверхности кладки (рис. 3.29) [16].

В состав работ по торкретирова­нию поверхности трубы входят [16]:

· очистка поверхности кладки от грязи, пыли, а также отслаивающихся частей;

· устройство насечки скребками, металлическими щетками, зубилами на поверхности кладки для придания шероховатости;

· заделка раковины глубиной более 5 см жидким цементным раствором;

· промывка водой и продувка сжа­­тым воздухом под давлением поверхности кладки трубы;

· торкретирование поверхности трубы послойно.

Толщина слоя торкрета составляет от 5 до 40 мм. Торкретирование производят горизонтальными полосами высотой 1,0–1,5 м по всей ширине поверхности трубы. Торкретирование вертикальных поверхностей производится снизу вверх. При достижении торкретным покрытием прочности 70 %, как правило, через 8–10 ч после нанесения производят увлажнение распыленной струей воды 1–2 раза в сутки до момента набора прочности [16].

Торкретирование также производят для придания кладке водонепроницаемости. Слой торкрета может быть армированным или неармированным в зависимости от характера и раз­меров повреждений, требуемой прочности и толщины. При повреждени­ях кладки на глубину до 20 мм практикуют ремонтное торкретирование без армирования. Участки поверхностей труб со значительными повреждениями торкрети­руют по металлической сетке [1].

Устройство железобетонной «рубашки» и гильзы. При повреждении кладки водопропускной трубы на глубину 100–150 мм, при выпадении отдельных камней, наличии большого количества продольных и поперечных трещин и разрушении лотка предусматривают устройство железобетонной «рубашки» или гильзование труб.

Рис. 3.30. Устройство железобетонной «рубашки» в овоидальной трубе: 1 – ремонтируемая труба; 2 – железобетонная «рубашка»; 3 – металлические штыри

Железобетонная оболочка предназначена для восприятия давления насыпи и устраивается в случаях возникновения угрозы обрушения трубы (рис. 3.30). Для связи со старой кладкой в нее заделывают анкеры диаметром 12–20 мм с шагом 0,6–0,8 м. К анкерам крепят внутренние и наружные сетки с ячейками 10´10 или 20´20 см из арматуры диаметром 12–20 мм. В зависи­мости от конст­рук­ции трубы и ее размеров сетки могут ус­та­навли­вать­ся только в один наружный ряд.

Толщину железобетонной «рубашки» (оболочки) принимают 15–30 см. Бетонируют оболочку в опалубке, класс бетона по прочности должен быть не ниже В20, а морозостойкость – соответствовать требованиям, предъявляе­мым к конструкциям данного региона, эксплуатирующимся в водной среде [1].

Гильзование труб аналогично устройству оболочки (рис. 3.31) [16].

Для гильзования используются гильзы круглого поперечного сечения из железобетонных звеньев или из металлических труб. При использовании в качестве гильз железобетонных звеньев длиной 1 м бетонную смесь укладывают после установки в проектное положение от 3 до 5 звеньев. При использовании в качестве гильз металлической трубы длина гильзы принимается в пределах 3–6 м.

Рис. 3.31. Гильзование овоидальной трубы с использованием металлической трубы-гильзы: 1 – ремонтируемая труба; 2 – металлическая труба-гильза; 3 – патрубок; 4 – заполнение из бетонной смеси; 5 – торцевая опалубка; 6 – клинья; 7 – подкос; 8 – резиновый шланг

Последовательность производства работ включает в себя [16]:

· очистку и промывку поврежденных участков внутренней поверхности трубы;

· затаскивание одной секции гильзы и подклинка;

· законопачивание щелей и устройство опалубки по торцам;

· заполнение бетонной смесью с помощью бетононасоса пространства между гильзой и старой трубой.

Устройство железобетонной «рубашки» и гильзование уменьшают отверстие трубы, что повышает скорость протекания воды, поэтому, как правило, принимают меры по усилению выходного русла для предотвращения его размыва.

Цементация грунта основания или насыпи в зоне трубы. Недостаточная прочность грунтов основания приводит к растяжке трубы или значительным просадкам.

Цементацию грунтов насыпи по периметру трубы производят при неудовлетворительной работе гидроизоляции, следствием чего является интенсивное дренирование воды через кладку. Отверстия в обделке пробуриваются на всю её толщину. Первоначально в скважины нагнетают раствор состава 1:5–1:6. Вторичное нагнетание производят раствором 1:2–1:3 за стены и своды 1:3–1:4 – в основание трубы. Нагнетание за кладку начинают с нижних концов стен с последующим нагнетанием в более высокие яруса, заканчивают нагнетанием раствора в замковую часть. Нагнетание в основание трубы начинают со средней её части и ведут в направлении к концевым участкам. Технология нагнетания раствора за кладку или в грунт основания – та же, что и при цементации кладки (см. выше) [16].

Ремонт гидроизоляции. Для ремонта гидроизоляции трубы требуется удалить грунт насыпи и в тоже время обеспечить движение поездов. Это достигается путем пропуска поездов по временно устанавливаемым пакетам. Замену гидроизоляции по всей длине трубы производят без перерыва движения поездов под разгрузочным мостиком (рис. 3.32) [16].

Рис. 3.32. Схема устройства гидроизоляции под прикрытием пакета по всей длине трубы: 1 – подушка из шпал; 2 – разгрузочный мостик; 3 – изоляция; 4 – существующая труба

Перед укладкой изоляции открытые по­верхности трубы тщательно очищают от грязи металлическими щетками и промывают водой. Установку и уборку разгрузочного мостика выпол­няют в «окно» между поездами, соблюдая соответствующие правила без­опасного ведения работ [1].

Замену гидроизоляции на концевых участках трубы производят в открытых котлова­нах с крутыми (рис. 3.33, а)или поддержанными крепью откосами (рис. 3.33, б) [1].

Рис. 3.33. Схема устройства гидроизоляции на концевых участках трубы: а – без крепления откоса насыпи; б – с креплением откоса насыпи; 1 – гидро­изоляция; 2 – слой мятой глины; 3 – раскрываемая часть насыпи над трубой; 4 – удерживающая стенка

Наращивание оголовковтруб. Ремонт оголовков производят при их сильной трещиноватости, рас­пространяющейся и на фундаменты, а также больших деформациях, угрожающих потерей устойчивости сооружения.

Наращивание оголовков производят для предотвращения осыпания грунта в трубу. Перекладку оголовка или замену его сборной конструкцией производят в открытых котлова­нах с временным креплением откоса насыпи по общим требованиям.

При незначительном удлинении трубы и сложности устройства но­вого фундамента производят наращивание оголовков и удлинение откосных крыльев (рис. 3.34, а) [1].

Рис. 3.34. Схема наращивания оголовка и удлинение трубы: а – наращивание оголовка; б – удлинение трубы; 1 – новый оголовок; 2 – новое положе­ние откоса насыпи; 3 – существующее положение откоса насыпи; 4 – сущест­вующий фундамент; 5 – новый фун­дамент; 6 – анкер

Для наращивания оголов­ков по высоте (не более 1 м) используют каменные, бетонные и желе­зобетонные сборные блоки, соединяя их с существующей кладкой ме­таллическими анкерами (рис. 3.34, б). Сложные по очертанию в плане оголовки (во­ротниковые, коридорные, раструбные) наращивают по всему перимет­ру монолитным бетоном или железобетоном [1].

Ремонт металлических гофрированных труб. В металлических гофрированных трубах наиболее распространенными дефектами являются разрушение дополнительного защитного покрытия внутренней поверхности трубы, разрушение лотков, сплющивание поперечного сечения, разрывы металла в зоне болтовых соединений и потеря устойчивости гофров [16].

Ремонт дополнительных защитных покрытий – битумных мастик и лаков производится теми же материалами, которые были использованы при строительстве. Поверхность металла очищается от грязи, остатков старого покрытия, и осуществляется послойное нанесение нового покрытия. Если старое битумное покрытие имеет сетку трещин, но не потеряло сцепления с металлом, его ремонтируют расплавлением паяльной лампой без нанесения нового материала. Если трубы эксплуатируются в суровых климатических условиях, то рационально дополнительные защитные покрытия выполнять из материалов на основе наполненных эпоксидных смол [16].

Рис. 3.35. Устройство сборного лотка в эксплуатируемой трубе: 1 – металлическая гофрированная труба; 2 – сборные блоки лотка; 3 – защитное покрытие; 4 – замена болтов

Лотки в гофрированных металлических трубах выполнены, как правило, из монолитного бетона. Как показывает опыт, ремонтировать разрушенные монолитные лотки весьма сложно и трудоемко, а долговечность отремонтированных лотков малая. Наиболее рационально заменять их комбинированными сборными лотками, изготавливаемыми в стационарных условиях. Оптимальные размеры блоков: ширина 22–25см, длина 43–45 см (рис. 3.35).

В зоне укладки сборных лотков металл трубы очищается от остатков разрушенного лотка, наносов и дополнительного защитного покрытия. Затем укладывается блок лотка по слою полимерраствора на основе эпоксидной смолы толщиной 3–5 см. При ремонте лотков труб, расположенных в районах с суровыми кли­матическими условиями и на водотоках с повышенной агрессив­ностью воды, целесообразно часть лотков, постоянно находящихся в воде, делать из полимербетонных блоков [16].

При сплющивании поперечного сечения (рис. 3.36), превышающем допускаемые значения, и разрывах металла в зоне болтовых соединений делают усиление трубы.

На дефектных участках гофрированной трубы вставляют толстостенную металлическую или железобетонную трубу меньшего диаметра, пространство между ними заполняют бетоном или раствором (рис. 3.37) [16].

Рис. 3.36. Схема деформации (сплющивания) поперечного сечения металлической гофри­ро­ван­ной трубы: D – проектный диаметр поперечного сечения; DD – величина де­формации (сплющивания); 1 – проектное положение; 2 – деформативное состояние

Рис. 3.37. Схема усиления деформированной трубы: 1 – контуры деформированной трубы; 2 – вставленная новая труба меньшего диаметра; 3 – заполнение бетоном

При установке длинных труб раствор нагнетают растворонасосом через специально установленные нагнетательные трубки [16].

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое капитальный ремонт мостов и труб?

2. Перечислите основной состав работ по капитальному ремонту искусственных сооружений.

3. Дайте краткую характеристику способов усиления опор балочных мостов.

4. Дайте краткую характеристику способов усиления железобетонных пролетных строений балочных мостов.

5. Дайте краткую характеристику способов усиления металлических пролетных строений со сплошными стенками балочных мостов.

6. Дайте краткую характеристику способов усиления и ремонта водопропускных труб.

7. Перечислите основные работы по сплошной замене мостового полотна на металлических мостах.