Logo name

Изучение состояния перегонных тоннелей Нижегородского метрополитена (статья)



Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поиск

Опыт комплексного применения виброакустического, термометрического и георадиолокационного методов контроля при изучении состояния перегонных тоннелей Нижегородского метрополитена

Проведена оценка состояния обделки из монолитно-прессованного бетона и горных пород, находящихся за обделкой тоннелей. Основная задача обследований тоннелей заключалась в выявлении различных внутренних дефектов в обделке и в закрепном пространстве с целью оценки степени нарушения гидроизоляции тоннелей.

Объектом обследования являются два перегонных тоннеля метрополитена на участке между станциями «Пролетарская» и «Автозаводская». Строительство перегонных тоннелей велось с использованием экспериментальных неапробированных технологий: монолитной пресс-бетонной обделки. Следствием этого стали проблемы как при строительстве (от задержек при проходе кривых до поднятия трамвайных путей при выдавливании бетона), так и при эксплуатации: тоннели, построенные по технологии МПБО марки М300, не выдерживают нагрузок от эксплуатации и уже через 25 лет требуют реконструкции.

Общая протяжённость тоннелей — 1550 м. Внутренний диаметр — 5,2 м, внешний — 5,55 — 5,6 м.

Гидрогеологические условия трассы тоннелей характеризуются наличием мощного водоносного горизонта в аллювиальных четвертичных отложениях, мощность которого изменяется от 24 до 29 м. Водовмещающие породы — пески мелкие, пылеватые, средние с содержанием гальки, гравия и валунов в нижней подошвенной части горизонта. Грунтовые воды — безнапорные. Территория предполагаемого строительства относится к потенциально опасной в карстово-суффозионном отношении.

На данный момент функционируют лишь 3 скважины водопонижения, в результате уровень грунтовых вод в течении всего года находится выше отметки свода тоннелей. Кроме того, тоннели перегораживают пути стока в р. Ока, то есть имеет место барражный эффект.

Все эти факторы в совокупности повлияли на практически полное разрушение монолитной прессбетонной обделки, и всего за 30 лет перегонные тоннели из МПБО находятся не в просто плохом, а в аварийном состоянии.

В связи со сложными горно-геологическими условиями на данном участке перегонного тоннеля при эксплуатации метрополитена в г. Нижний Новгород возникли серьезные проблемы, в связи с чем были проведены диагностические исследования данного объекта.

Целью исследований (с применением комплекса методов неразрушающего контроля) являлась оценка состояния обделки из монолитно-прессованного бетона и горных пород, находящихся за обделкой тоннелей. Основная задача обследований тоннелей заключалась в выявлении различных внутренних дефектов в обделке и в закрепном пространстве с целью оценки степени нарушения гидроизоляции тоннелей (наличие протечек, выявление расслоений и полостей, заполненных водой, определение зон трещиноватости и сухих расслоений и полостей и другие аналогичные задачи).

Указанные возможные внутренние дефекты имеют самые различные размеры и располагаются на различных глубинах от свободной поверхности обделки. Поэтому для их обнаружения были выбраны следующие неразрушающие методы контроля, по своим возможностям взаимно дополняющие друг друга, а также резко увеличивающие надёжность контроля при их комплексном использовании, а именно: виброакустический, георадиолокационный и термометрический методы.

Практическое применение данных методов в указанных условия осуществлялось с помощью следующей измерительной аппаратуры: прибор виброакустического контроля — «Виброзет»; георадиолокатор — «ОКО»; термограф — «ИРТИС-2000 М».

Измерения выполнялись по измерительным сеткам, разбиваемым индивидуально для каждого метода с учётом его особенностей и возможностей.

Так, в случае георадарных исследований наблюдения проводились по профилям, намеченным по верхнему полупериметру и располагавшимся с шагом 2 м друг от друга. Два профиля располагались в своде, два — по краям верхнего полупериметра.

Общая протяжённость профилей составила 6500 м. Для измерения использовалась экранированная антенна с центральной частотой 1200 МГц, что обеспечило глубинность исследований в данных условиях порядка 3 м. Профилирование выполнялось со специально оборудованной платформы, передвигаемой мотодрезиной, при скорости движения около 4—6 км/час. Антенны устанавливались на расстоянии 2 см от бетонной обшивки тоннеля.

При виброакустическах съёмках сетка разбивалась вдоль линейных профилей, располагавшихся вдоль протяжённости тоннелей. Точки измерений размечались с интервалом 1,0 метр и привязывались к существующим пикетам.

Термографические исследования привязывались к сетке для георадарных съёмок.

Измерения, обработка результатов и их интерпретация выполнялись по общепринятой методике.

Рис. 1. Радарограмма
Рис. 2. Спектрограмма
Рис. 3. Термограмма

На рис. 1, 2 и 3 представлены типичные радарограммы, спектрограммы и термограммы, полученные на дефектных участках исследованных тоннелей.

По результатам проведённых исследований были выявлены участки с различными видами обводнённости, а также зоны с обнаруженными внутренними дефектами и расслоениями как внутри самой обделки, так в заобделочном пространстве. Фрагменты карт обводнённых проницаемых зон в обделках тоннелей, построенные по результатам георадиолокационного профилирования по верхнему полупериметру, а также распределение внутренних дефектов в обделке, полученных по данным виброакустических и термометричких исследований, представлены на рис. 4 и 5.

Рис. 4. Карта обводнённых проницаемых зон в обделках тоннелей
Рис. 5. Распределение внутренних дефектов в обделке

Для удобства, по полученным картам были составлены таблицы, примеры таких таблиц представлены в табл. 1 и 2.

Результаты были положены в основу проектирования ремонтных работ в перегонных тоннелях метрополитена, которые были проведены в 2008 г.

Таблица 1
Таблица 2

На основании выполненного неразрушающего контроля тоннелей метрополитена была составлена общая дефектовочная карта, которая в дальнейшем была использована при проведении капитального ремонта объекта и при разработке мероприятий по дополнительной гидроизоляции обделок тоннелей.

А. А. СЕМЁНОВА, М. А. СУПИЛИН, А. Е. РОДИОНОВА, М. Е. РОДИОНОВА, студенты физико-технического факультета, Московский государственный горный университет

Источник

  • «Опыт комплексного применения виброакустического, термометрического и георадиолокационного методов контроля при изучении состояния перегонных тоннелей Нижегородского метрополитена», научно-технический журнал «Горный информационно-аналитический бюллетень», № 8, 2011


[1 наблюдающий участник] 
Эта страница последний раз была изменена 1 мая 2015 в 18:57, автор изменения — участник Энциклопедия нашего транспорта Anakin. В создании приняли участие: участник Энциклопедия нашего транспорта Workweek
info2008 ≤co-бa-кa≥ nashtransport.ru
«Наш транспорт» © 2009—2017
Rambler's Top100