Руководство мостовому мастеру
 Скачать 12.88 Mb.
|
|
2.9 Ремонт водопропускных труб В каменных и железобетонных трубах встречаются такие же не- исправности, как и в мостах из этих материалов: выкрашивание расшивки швов, выветривание облицовки, различные трещины в кладке, выщелачивание раствора, сколы бетона, оголение арматуры. Значительная часть этих неисправ- ностей и повреждений устраняется с применением материалов и способов, ис- пользуемых при ремонте каменных и железобетонных опор (п.2.7, 2.8). Однако, ряд неисправностей и повреждений характерен только для кон- струкций водопропускных труб. К ремонтным работам для их исправления от- носятся наращивание оголовков, ремонт стенок и лотка на постоянно дейст- вующих водотоках, устройство внутренних железобетонных оболочек, ремонт гидроизоляции. 2.9.1 Расшивка швов и заделка раковин Все выветрившиеся и растекавшиеся швы кладки очищаются от старого раствора, грязи, пыли и промываются. Если имеются камни, которые после уда- ления старого раствора могут вывалиться из кладки, то их следует расклинить до начала очистки. Расшивка швов производится цементным раствором состава 1:1 – 1:2. При ручном способе раствор укладывается в шов на максимально возмож- ную глубину с уплотнением; после твердения первого слоя производится даль- нейшее заполнение шва также с уплотнением. Поверхность шва разделывают расшивником и придают ему вогнутую форму глубиной 5-6 мм. Для заделки швов могут быть использованы растворонасосы со специаль- ными укладочными наконечниками. Особенно эффективны растворонасосы при заделке швов в верхней части сводов. Заделка раковин, сколов при небольших площадях и глубинах поврежде- ний производится вручную цементным раствором 1:2 – 1:3. Первый слой нано- 258 сится на подготовленную поверхность без заглаживания. После начала схваты- вания первого слоя наносится второй и тоже без заглаживания. Только послед- ний слой уплотняется и тщательно заглаживается мастерком. Отдельные вывалившиеся камни устанавливаются на место, расклинива- ются и производится заделка швов вокруг них. Если камней нет, то ниши от них заполняются бетоном, укладываемым в опалубку. 2.9.2 Торкретирование Торкретирование – нанесение на ремонтируемую поверхность слоя рас- твора из цемента, песка и воды под давлением сжатого воздуха. Торкрет применяется для защиты поверхности кладки от выветривания, от ударного и истирающего действия льда и песка, от влияния агрессивных приме- сей в воздухе и воде, от размораживания; при восстановлении уже выветриваю- щихся поверхностей, а также поверхностей, имеющих неглубокие раковины, сколы и трещины, при усилении массивных сводов труб. Для увеличения прочности и предохранения от появления усадочных тре- щин торкретный слой следует армировать металлической сеткой. Армирование торкретного слоя обязательно, если торкретирование производится для защиты поверхности от ударного воздействия песка, льда или воды и при торкретирова- нии для усиления элементов существующих труб. Поверхность кладки перед нанесением торкрета должна быть счищена от грязи, пыли, краски. Выявленные путем простукивания отслаивающиеся части кладки должны быть удалены. Поверхности кладки с образовавшейся цементной пленкой, гладко затер- тые и зажелезненные следует обрабатывать для придания им шероховатости пу- тем устройства насечки скребками, металлическими щетками, зубилами или очистить пескоструйным способом. Раковины глубиной более 5 см следует предварительно заделать жидкие 259 цементным раствором состава 1:3 по массе. Армирование торкрета производится сетками из арматуры диаметром 3-6 мм со стороной квадрата 50-100 мм. Сетка крепится вязальной проволокой к ан- керам, заделанным в кладку. Анкера диаметром 8-10 мм с загнутыми концами заделываются на глубину 150-250 мм в отверстия диаметром 15-20 мм с помо- щью цементного раствора. Расстояние между анкерами 300-600 мм. Сетку сле- дует устанавливать не ближе 10 мм от поверхности кладки. Рис.2.63. Оболочка из тор- крета по металлической сетке Перед нанесением торкрета поверхность кладки должна быть продута сжатым воздухом и промыта водой под давлением. Для устройства торкретного покрытия для восстановления несущей спо- собности кладки или для защиты её от ударного или истирающего действия применяются составы сухой смеси (1:2) – (1:3) по массе. При устройстве торкре- та для предотвращения дальнейшей коррозии кладки оптимальны составы (1:4) – (1:6). Количество воды составляет 1-18% от веса цемента. Правильно увлажнен- ная торкретная масса имеет при выходе из сопла форму «факела» из смеси оди- накового цвета, а поверхность торкретирования – жирный блеск. При недостат- ке воды в смеси на поверхности торкрета появляются сухие пятна и полосы, а у места торкретирования скапливается иного пыли. Избыток воды приводит к оп- лыванию смеси и образованию «мешков» на поверхности. 260 Торкретируется поверхность послойно. При нанесении первого слоя сопло должно находиться на расстоянии 80-100 см от торкретируемой поверхности. Последующие слои наносятся при меньшем расстоянии, но не менее 50 см. Ми- нимальная толщина слоя торкрета 5-7 мм. Оптимальная толщина слоя 20-40 мм, при этом торкретное покрытие общей толщиной более 20-25 мм необходимо ук- ладывать не менее чем в два слоя. Торкретирование ведется горизонтальными полосами высотой 1,0-1,5 м по всей ширине поверхности. Торкретирование вертикальных поверхностей произ- водится снизу вверх. Сопло при работе необходимо держать перпендикулярно поверхности. При торкретировании по арматуре сопло немного наклоняется для заполнения пустот за арматурой. Каждый последующий слой торкрета с ускорителем схватывания следует наносить не ранее, чем через 20 минут на стены и 40 минут на своды после ук- ладки предыдущего слоя. При отсутствии ускорителей схватывания и твердения интервал между нанесением слоев должен быть не менее 24 часов. Торкретирование должно производиться при температуре воздуха и кон- струкции не ниже +5 0 С. По достижении торкретным покрытием прочности 70% (через 8-10 часов после нанесения) оно должно увлажняться распыленной струей воды 1-2 раза в сутки до момента набора прочности. Работы по торкретированию поверхностей должны выполняться в соот- ветствии с проектом. 2.9.3 Устройство железобетонной рубашки или 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 необходимо предусматривать устрой- 261 ство железобетонной рубашки или гильзование труб. Железобетонная оболочка (рис.2.64) предназначена для восприятия давле- ния насыпи и устраивается в случаях возникновения угрозы обрушения трубы. Рис.2.64. Устройство железобетонной «рубашки» в овоидальной трубе: а) по всему контуру сечения, б) в нижней части сечения. 1 – ремонтируемая труба, 2 – железобетонная «рубашка», 3 – металлические штыри. 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 ячей- ками 10x10 или 20x20 см из арматуры диаметром 12 - 20 мм. В зависимости от конструкции трубы и ее размеров сетки могут устанавливаться только в один наружный ряд. Толщина оболочки должна быть 15-30 см. Бетонируют оболоч- ку в опалубке, марка бетона по прочности должна быть не ниже 200, моро- зостойкость - соответствовать требованиям, предъявляемым к конструкциям данного региона, эксплуатирующимся в водной среде. При наличии повреждений в нижней части и при удовлетворительном состоянии верхней части стенок, железобетонную оболочку сооружают только в нижней части трубы. Для обеспечения устойчивости в верхней части оболоч- 262 ки через 2 - 3 м устраивают горизонтальные распорки. На постоянно действующих водотоках в уровне воды часто происходит интенсивное разрушение бетона стенок труб, что понижает общую их несущую способность. При ремонте таких труб должны быть выполнены условия, чтобы прочность укладываемого в стены бетона была не ниже проектной прочности бетона стенок, чтобы новый бетон имел необходимую морозостойкость и был химически стойким в агрессивной воде. Дня выполнения этих условий в бетон следует вводить добавки, повышающие его удобоукладываемость, морозостой- кость и коррозионную стойкость, а также укладывать его в отсутствие проте- кающей воды. При местных дефектах, например, при разрушении кладки (рис. 2.62) лот- ковой части трубы, оболочку устраивают только на части контура внутренней поверхности трубы, обеспечивающей пропуск водотока в межень. Последова- тельность работ такая же, как и при устройстве рубашки по всему контуру. Перед бетонированием рубашки (в обоих случаях) отводят воду по вре- менной трубе и расчищают поверхность трубы от слабой кладки и грязи. Гильзование труб (рис. 2.65) аналогично устройству оболочки. Для гиль- зования используются гильзы круглого поперечного сечения из железобетонных звеньев или из металлических труб. При использовании в качестве гильз желе- зобетонных звеньев длиной 1 м бетонную смесь укладывают после установки в проектное положение 3-5 звеньев. При использовании в качестве гильз металли- ческой трубы длина гильзы принимается в пределах 3-6 м. Последовательность производства работ: - очистка и промывка 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 ме- жду гильзой и старой трубой. 263 Рис.2.65. Гильзирование 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. При гильзовании звеньями длиной 1 м кроме устройства опалубки по тор- цам крайних звеньев тщательно конопатят или забивают швы между звеньями гильзы. Устройство железобетонной оболочки (как по всему контуру, так и в его 264 части) и гильзование уменьшает отверстие трубы, что повышает скорость про- текания воды, поэтому необходимо принять меры по усилению выходного русла для предотвращения его размыва. 2.9.4 Цементация кладки Цементацию кладки бетонных и каменных водопропускных труб произво- дят с целью восстановления монолитности, увеличения прочности, повышения водонепроницаемости, устранения фильтрации через кладку и грунт основания, увеличение долговечности кладки. Цементация заключается в нагнетании цементного раствора через пробу- ренные скважины, который после твердения превращается в водонепроницае- мый и нерастворимый в воде материал, заполняющий трещины и пустоты и препятствующий фильтрации через них воды. Нагнетание цементного раствора производится гидравлическим способом – насосами и пневматическим – сжа- тым воздухом от компрессора растворонагнетателя. Работы по цементации выполняются от основания проекта, составленного по материалам обследования кладки труб. В проекте цементации должны быть решены следующие моменты: - установлены участки кладки, подлежащие цементации; - установлено количество, расположение и глубина цементационных скважин; - установлено расстояние между рядами скважин и между скважинами в ряду; - определены материалы для цементации; - определены тип оборудования для цементации. Диаметр скважин рекомендуется принимать 32-52 мм при перфораторном бурении, 73-96 мм – при колонковом. Скважины для нагнетания цементного раствора располагают по квадрат- ной или шахматной сетке. 265 Выбор вида и марки цемента зависит от агрессивности воды, но марка его должна быть не ниже М400. В случае большого водопритока следует применять тампонажный цемент. Для улучшения качества цементного раствора в каждом конкретном слу- чае необходимо вводить следующие добавки: - ускорители схватывания; - пластифицирующие добавки; - добавки, повышающие морозостойкость раствора. 2.9.5 Цементация грунта основания или насыпи Недостаточная прочность грунтов основания приводит растяжке трубы или значительным просадкам. Цементация грунтов насыпи по периметру трубы производится при не- удовлетворительной работе гидроизоляции, следствием чего является интенсив- ное дренирование воды через кладку. Отверстия в обделке пробуриваются на всю её толщину. Первоначально в скважины нагнетается раствор состава 1:5-1:6. Вторич- ное нагнетание производится раствором 1:2-1:3 за обделку стен и сводов 1:3-1:4 – в основание трубы. Нагнетание за кладку начинается с нижних концов стенок с последующим нагнетанием в более высокие яруса, заканчивается нагнетанием раствора в зам- ковую часть. Нагнетание в основание трубы начинается со средней её части и ведется в направлении к концевым участкам. Технология нагнетания раствора за кладку или в грунт основания – та же, что и при цементации кладки. 2.9.6 Бетонирование лотка Основные дефекты лотковой части трубы: 266 - разрушение стенок в уровне протекания воды; - разрушение кладки лотковой части; - неравномерная осадка секций или просадка средней части трубы с обра- зованием мест застоя воды; - растяжка трубы. Особенностью ремонтных работ является необходимость отвода воды в трубах, расположенных на постоянно или периодически действующих водото- ках. Основными способами осушения места работ в таких трубах являются: - отвод воды по вспомогательной трубе или лотку; - устройство накопителя воды перед трубой с последующей перекачкой её насосами; - применение водонепроницаемой опалубки. После осушения места производства работ производится укладка бетона. Основные требования к нему как к обычному бетону, но прочность его должна быть не менее 300 и морозостойкость – 300. При химической агрессивности водного потока должны применяться спе- циальные цементы. При укладке бетона для заделки трещин между стенкой и лотком сначала на высоту трещины укладывается слой бетона с В/Ц = 0,6. После тщательного вибрирования производится укладка более жесткого бетона с В/ц = 0,4-0,5. При выправлении продольного профиля лотка укладывается новый бетон, поверхность которого исключает возможность образования мест застоя воды. Толщина слоя нового бетона должна быть не менее 6-8 см. Его уплотнение сле- дует производить площадочными вибраторами. При наличии признаков растяжки трубы производится экранирование, ко- торое представляет собой устройство сплошной железобетонной плиты на всю длину трубы. Для этого в старом лотке пробуривают отверстия, в которые вставляются анкера диаметром 12-16 мм. Расстояние между анкерами 60-80 см. К анкерам вяжется продольная арматура диаметром 16-24 мм, расстояние между 267 арматурой 15-30 см в зависимости от величины растяжки. Укладывается бетон с уплотнением площадочными вибраторами. После укладки бетона в лотковую часть необходимо уравнять отметки подводящего и отводящего русел с отмет- ками вновь уложенного лотка. Если позволяет бытовой расход водотока, то желательно его пропускать по углублению в лотке шириной 50-7- см и глубиной 10-20 см. Рис.2.66. Заделка нишеобразных трещин в нижней части стенок. 2.9.7 Ремонт гидроизоляции Для ремонта гидроизоляции трубы необходимо удалить грунт насыпи над трубой и в тоже время обеспечить движение поездов. Это достигается путем пропуска поездов по временно устанавливаемым пакетам (рис.2.67). 268 Рис.2.67. Устройство гидроизоляции под прикрытием пакета. При ремонте гидроизоляции только на концевых участках трубы откос на- сыпи над ней может быть срезан под более крутым углом или укреплен забор- ной стенкой (рис.2.68 а, б). Рис.2.68. Укрепление насыпи под концевыми участками трубы После уборки грунта производится устройство новой гидроизоляции, ко- торая должна соответствовать требованиям действующих норм. Как правило, это два-три слоя мешковины или стеклоткани между тремя-четырьмя слоями битума на горизонтальных поверхностях и два - на вертикальных. На гидроизо- ляционный слой укладывают защитный слой из мятой жирной глины толщиной 269 20 см, бетонных или керамических блоков, а на горизонтальных поверхностях может быть сделан песчано-цементный защитный слой. Установка пакетов требует введения ограничения скорости движения по- ездов, что нежелательно. Кладку трубы можно защитить от протечек воды без производства земля- ных работ путем нагнетания за нее специальных тампонажных цементов, однако контроль качества такой изоляции затруднен, и этот способ может быть приме- нен только в случае отсыпки насыпи дренирующим грунтом. 2.9.8 Наращивание оголовков Наращивание оголовков производится для предотвращения осыпания грунта в трубу. При этом могут наращиваться кордонный камень или откосные крылья. Откосные крылья оголовков коридорного типа наращивают только на части длины, где происходит осыпание грунта. Откосные крылья оголовков раструбного типа наращивают по всей их длине. Наращивание осуществляют, как правило, на высоту не более 0,5 м. Бетон наращивания после соответст- вующей обработки бетона оголовка связывается с ним анкерами. В некоторых случаях вместо наращивания кордонного камня на крыльях устанавливают же- лезобетонную плиту. 2.9.9 Ремонт металлических гофрированных труб В металлических гофрированных трубах наиболее распространенными дефектами являются разрушение дополнительного защитного покрытия внут- ренней поверхности трубы, разрушение лотков, сплющивание поперечного се- чения, разрывы металла в зоне болтовых соединений и потеря устойчивости гофров. Ремонт дополнительных защитных покрытий - битумных мастик и лаков производится теми же материалами, которые были использованы при строи- тельстве. Поверхность металла очищается от грязи, остатков старого покрытия и осуществляется послойное нанесение нового покрытия. Если старое битумное 270 покрытие имеет сетку трещин, но не потеряло сцепления с металлом, его ре- монтируют расплавлением паяльной лампой без нанесения нового материала. Если трубы эксплуатируются в суровых климатических условиях, то раци- онально дополнительные защитные покрытия выполнять из материалов на ос- нове наполненных эпоксидных смол. Лотки в гофрированных металлических трубах выполнены, как правило, из монолитного бетона. Как показывает опыт, ремонтировать разрушенные мо- нолитные лотки весьма сложно и трудоемко, а долговечность отремонтирован- ных лотков малая. Наиболее рационально заменять их комбинированными сборными лотками, изготавливаемыми в стационарных условиях. Оптимальные размеры блоков: ширина 22-25см, длина 43-45 см. В зоне укладки сборных лот- ков металл трубы очищается от остатков разрушенного лотка, наносов и до- полнительного защитного покрытия. Затем укладывается блок лотка по слою полимерраствора на основе эпоксидной смолы толщиной 3-5 см. Для сокраще- ния сроков полимеризации и удобоукладываемости полимерраствора песок и блоки желательно нагреть до температуры 60-70°С, что позволит возобновить пропуск воды через 1-2 ч после окончания укладки. При ремонте лотков труб, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями и на водото- ках с повышенной агрессивностью воды, целесообразно часть лотков, постоян- но находящихся в воде, делать из полимербетонных блоков. При сплющивании поперечного сечения, превышающем допускаемые значения, и разрывах металла в зоне болтовых соединений делают усиление трубы. На дефектных участках гофрированной трубы вставляют толстостен- ную металлическую .или железобетонную трубу меньшего диаметра, простран- ство между ними заполняют бетоном или раствором. При установке длинных труб раствор нагнетают растворонасосом через специально установленные на- гнетательные трубки. |