Блоки тоннелей (инд.)

Блоки тоннелей (индивидуальные) — это сборные железобетонные элементы, из которых монтируется обделка (постоянная внутренняя конструкция) тоннеля. Они изготавливаются на заводе с высоким контролем качества, а на строительной площадке собираются в единую конструкцию с помощью специальной техники.

Основные преимущества:

• Высокое качество: Заводское производство обеспечивает точность геометрии, прочность и однородность бетона.
• Скорость строительства: Сборка готовых элементов значительно ускоряет процесс проходки по сравнению с монолитным бетонированием на месте.
• Снижение трудозатрат: Минимизируется объем "мокрых" процессов и работ в самой зоне проходки.
• Долговечность: Железобетон обладает высокой стойкостью к нагрузкам, агрессивным средам и имеет длительный срок службы.
• Безопасность: Блоки сразу после монтажа обеспечивают надежное временное крепление выработки.

Выбор типа блока зависит от геологических условий, диаметра тоннеля, способа проходки и проектных нагрузок.

Основные типы:

1. Тюбинги: Чугунные или стальные блоки, традиционно используемые в механизированной проходке (с помощью ТПМК). Обладают высокой прочностью и точностью литья.
2. Железобетонные блоки: Наиболее распространенный тип для тоннелей метро, автодорожных и гидротехнических тоннелей. Бывают цельными или составными.
3. Блоки с плоским стыком (Universal Ring): Имеют плоские торцевые поверхности. Проще в производстве, но требуют более точного монтажа.
4. Блоки с конусным стыком (Tapered Ring): Имеют скошенные торцы, что позволяет собирать кольца, способные "подруливать" и задавать траекторию движения тоннелепроходческого комплекса (ТПК).

Критерии выбора: Инженерно-геологические изыскания (горное давление, грунтовые воды), необходимость строительства криволинейных участков, требуемая водонепроницаемость и стоимость.

Герметизация стыков — критически важная задача, от которой зависит долговечность и безопасность тоннеля. Она обеспечивается комплексной системой уплотнений:

1. Эластомерные уплотнители (Gaskets): Это основной и самый важный элемент. По периметру каждого блока в специальный паз укладывается упругое резиновое уплотнение (чаще всего EPDM). При стягивании блоков домкратами ТПК уплотнитель сжимается, создавая надежный гидробарьер, способный выдерживать высокое давление грунтовых вод.
2. Герметизация изнутри (вторичная защита): После монтажа кольца изнутри часто дополнительно герметизируют:
   • Нагнетание цементно-полимерных растворов в полость за обделку (затюбинговое пространство). Это создает дополнительный внешний барьер и равномерно распределяет нагрузку на блоки.
   • Уплотнение швов специальными герметиками или установка гидроизоляционных профилей с внутренней стороны тоннеля.

Контроль качества ведется на всех стадиях — от завода до укладки в тоннеле.

На производстве:

• Входной контроль: Проверка качества цемента, заполнителей, арматуры и уплотнителей.
• Операционный контроль: Контроль геометрии опалубки, точности установки арматурного каркаса и закладных деталей, соблюдение режимов виброуплотнения бетонной смеси.
• Приемочный контроль: Испытание контрольных образцов на прочность, проверка точности готовых блоков (габариты, масса, расположение пазов и отверстий), визуальный осмотр на отсутствие трещин и раковин.

На строительной площадке:

• Входной контроль: Проверка паспортов и сопроводительной документации на каждую партию блоков, внешний осмотр на предмет повреждений при транспортировке.
• Контроль монтажа: Проверка правильности сборки кольца (порядок укладки блоков, "замкового" элемента), усилия стягивания домкратами, качество сопряжения стыков.
• Геодезический контроль: Постоянный мониторинг положения собранной обделки в плане и профиле для соблюдения проектной траектории.

Наиболее частые проблемы и методы их предотвращения/решения:

1. Повреждение блоков при транспортировке и монтаже.

   • Предотвращение: Строгое соблюдение правил погрузки/разгрузки, использование мягких строп, контроль усилия домкратов ТПК.

2. Негерметичность стыков.

   • Предотвращение: Тщательный визуальный контроль уплотнителей перед монтажом, очистка стыковочных поверхностей от грязи, соблюдение проектного усилия стягивания.
   • Решение: Дополнительная инъекционная герметизация шва с внутренней стороны.

3. "Ступенчатость" (смещение блоков в кольце).

   • Предотвращение: Использование высокоточных блоков, квалифицированный персонал, правильная последовательность монтажа.
   • Решение: Выравнивание поверхности шлифовкой или нанесением выравнивающего слоя.

4. Отклонение трассы тоннеля от проектной.

   • Предотвращение: Использование конусных колец для "подруливания", постоянный геодезический контроль положения ТПК и собранной обделки.

5. Неравномерная передача нагрузки на блоки из-за неправильного заполнения затюбингового пространства.

   • Предотвращение/Решение: Своевременное и равномерное нагнетание раствора под давлением через специальные отверстия в блоках с контролем заполнения всех пустот.