Аннотация
Водопропускные трубы являются одной из самых многочисленных категорий искусственных сооружений на дорогах как регионального, так и федерального значения. Данные инженерные сооружения расположены в теле насыпи автомобильной или железной дороги и обеспечивают безопасный отвод воды, поступающей к земляному полотну. Благодаря водопропускным трубам, в системе дорожного водоотвода обеспечивается постоянный благоприятный влажностный режим грунтовых оснований дорожных одежд и предотвращается размыв дорожной насыпи.
В современном дорожном строительстве наибольшее распространение получили два типа водопропускных труб: изготавливаемые из гофрированного металла и железобетонные из сборных элементов. Для увеличения пропускной способности без повышения высоты насыпи устраивают многоочковые трубы из уложенных рядом небольших труб, что позволяет использовать конструкции диаметром до 3-х метров. В нашей стране существенная часть водопропускных труб представляет собой конструкцию из не скреплённых друг с другом железобетонных звеньев, чаще всего круглого сечения, диаметром до 3 метров, которые эксплуатируются в различных климатических условиях.
В процессе эксплуатации на сооружение оказывают воздействие статические и динамические нагрузки (от веса насыпи и проезжающего по дороге транспорта), а также перепады температур и непосредственно протекающие по трубе талая и дождевая вода, ручьи и мелкие реки. Всё это, а также геологический фактор (землетрясения, подвижки и вибрация грунта) или изначально неправильная установка трубы, приводят к неизбежному её разрушению. Этот процесс происходит также в периоды проведения капитального ремонта дороги, когда с участка над трубой снимается асфальтобетонное покрытие и тяжёлая техника перемещается непосредственно по гравийной подушке насыпи. Результатом являются снижение или частичная потеря несущей способности звеньями трубы.
Кроме того, с течением времени, установленные железобетонные секции водопропускной трубы имеют обыкновение под воздействием разного рода нагрузок смещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях, что приводит к образованию зазоров и перепадов между ними. Перепады уменьшают эффективное сечение трубы, снижая пропускную способность и приводя к заиливанию. В условиях паводка наличие зазоров между звеньями трубы приводит к значительным размывам, оставляя пустоты в насыпи, что чревато обрушением земляного полотна и дорожной одежды, а в такой ситуации нельзя говорить о возможности эксплуатации участка автомобильной дороги в целом.
Традиционным эффективным решением данной проблемы является разборка насыпи и демонтаж трубы с последующим возведением новой, однако этот метод требует разрушения вышележащего дорожного полотна. Кроме того, на трассах федерального значения для проведения подобных работ необходимо предварительно создать временный объезд, что также влечёт за собой значительные временные и материальные вложения.
Необходимость оптимизации затрат на ремонт и реконструкцию магистралей федерального и регионального значения подталкивает дорожные службы к использованию современных альтернативных методов восстановления искусственных сооружений. Одним из таких методов является гильзование — протяжка внутри ремонтируемой конструкции пластиковой или металлической трубы меньшего сечения. На первый взгляд такая технология кажется эффективной, однако весь функционал и конструктивная нагрузка, в конечном итоге, переходят к внутренней трубе, диаметр которой меньше проектного значения, что со временем может привести к деформации или даже размытию насыпи. Кроме того, пластиковая труба, используемая для гильзования, не имеет достаточной несущей способности и не может существенно укрепить восстанавливаемое сооружение.
Уменьшения сечения трубы можно избежать при применении другой технологии — ремонта методом «чулка» или полимерного рукава. Данный метод позволяет восстановить локальные сильно разрушенные участки сооружения и повторить существующий профиль конструкции, не снижая её внутренний диаметр. Тем не менее, такая технология не только является дорогостоящей, но и никак не влияет на несущую способность сооружения, а ведь именно снижение несущей способности водопропускной трубы на участке дороги является критическим фактором, приводящим к её разрушению.
Таким образом, ни один из вышеописанных способов не является оптимальным и в полной мере не решает задачу по эффективному, быстрому и малозатратному ремонту искусственных сооружений на дорогах.
Для устранения этой проблемы специалистами ГК «ТехПолимер» была разработана система ремонта водопропускных труб на основе анкерного листа V–LOCK для конструкций диаметром от 1.2 метра и более, размещённых в дорожных насыпях высотой более 2 метров. Технология заключается в восстановлении несущей способности конструкции методом бетонирования по несъемной полимерной опалубке.
Система ремонта водопропускных труб «ТехПолимер» состоит из нескольких этапов:
- Очистка внутренней поверхности водопропускной трубы
- Возведение арматурного каркаса (металлических направляющих и стеклопластиковой навивки)
- Установка и сварка анкерного листа V–LOCK
- Развёртывание пневматической опалубки
- Заливка раствора и омоноличивание конструкции
- Извлечение баллона высокого давления и оценка качества сварных соединений
- Контроль равномерности заполнения раствором
- Предлагаемая технология позволяет в сжатые сроки произвести ремонт водопропускной трубы без подготовки индивидуальной опалубки, обеспечивая проектируемый срок службы конструкции в рамках 4–5 лет с возможностью его увеличения после проведения обследования.
Мнение
канд.техн.наук, доцент кафедры «Проектирование дорог» ФГБОУ ВО «СибАДИ»
Левашов Григорий Михайлович
Сложно переоценить влияние системы дорожного водоотвода не только на транспортно-эксплуатационные качества автомобильной дороги, но и на обеспечение транспортной безопасности нашей страны в целом. Как и все искусственные объекты, она нуждается не только в правильной эксплуатации, но и в периодических и капитальных ремонтах. Как мы знаем, стоимость устройства водопропускных сооружений значительна и может составлять от 5% до 15% от стоимости строительства участка автомобильной дороги. Бесспорно, дорожная отрасль нуждается в современных технологиях ремонта железобетонных водопропускных сооружений, одной из которых является санация с помощью полимерного анкерного листа. Применение данной технологии позволяет обеспечить уменьшение сметной стоимости и сроков проведения работ, а также увеличить сроки эксплуатации железобетонных конструкций водопропускных труб круглого, прямоугольного и арочного сечений. Технологию ремонта водопропускных труб на основе анкерного листа V–LOCK можно оценить не только как наиболее экономичную, но и как самую перспективную инновацию для выполнения ремонтных работ подобного рода.
В сравнении с описанными ранее методами, система восстановления водопропускных труб «ТехПолимер» обладает рядом существенных преимуществ:
- Увеличение несущей способности. После проведения работ создаётся цельная труба, компенсирующая присутствующие в звеньях санируемой конструкции повреждения и распределяющая нагрузку с разрушенных звеньев на близлежащие. Трещины и оголённая арматура цементируются, что укрепляет сооружение и увеличивает срок его службы.
- Максимальное полезное сечение. Система лишь незначительно уменьшает диаметр водопропускной трубы, оставляя его в рамках требуемых проектных значений.
- Контролируемое заполнение раствором. В отличие от, например, гильзования, данный метод позволяет произвести проверку равномерности заполнения раствором пространства между опалубкой и санируемой трубой. Такой контроль качества важен, так как позволяет избежать образования пустот и увеличить надёжность конструкции.
- Устранение полостей в насыпи. Смещение железобетонных звеньев водопропускной трубы приводит к образованию зазоров между ними, через которые грунт может осыпаться внутрь сооружения, образуя в дорожной насыпи полости, снижающие её устойчивость. Система «ТехПолимер» обеспечивает заполнение данных полостей цементным раствором, что устраняет риск повреждения насыпи.
- Цена. Данная технология является наиболее экономически оправданной из всех, предлагаемых сегодня на рынке.
В заключение следует отметить, что необходимость повышать долговечность и надёжность существующих искусственных сооружений в дорожном строительстве является бесспорной. В частности качественный ремонт водопропускных труб способен значительно продлить срок безопасной эксплуатации искусственного сооружения, а выбор оптимального метода такой ремонта, например система санации с помощью анкерного листа V–LOCK, обеспечит технологическую и экономическую эффективность процесса.
