ПРИЧИНЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА И РЕКОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ

Нормальная эксплуатация тоннелей не всегда может быть обеспе­чена проведением ремонтных работ в процессе текущего содержания. В ряде случаев указанные выше в § 3 факторы, влияющие на состоя­ние тоннельной конструкции, могут вызвать потерю ее устойчивости и несущей способности, увеличить деформации и привести к необхо­димости капитального ремонта, а в некоторых случаях даже к пре­ждевременной реконструкции всего тоннельного сооружения.

Для тоннельной обделки, как и для других несущих конструкций искусственных сооружений, может наступить три вида предельного состояния:

по несущей способности — прочности и устойчивости; по развитию чрезмерных деформаций; по чрезмерному раскрытию швов или трещин. При достижении обделкой хотя бы одного из этих трех видов пре­дельного состояния ее дальнейшая эксплуатация без принятия спе­циальных мер по временному подкреплению, ремонту или усилению конструкции становится опасной.

Появление серьезных дефектов в тоннельном сооружении и дости­жение несущей конструкцией предельного состояния может быть вы­звано рядом причин, важнейшими из которых являются следующие: недостатки изысканий, вызванные неполной изученностью внешних природных условий строительства тоннеля, т. е. инженерно-гео­логических и гидрогеологических условий прорезаемого горного мас­сива, результатом чего являются неправильные или неполноценные исходные данные, которые в дальнейшем закладываются в проект;

недостатки проектирования, являющиеся, как правило, следстви­ем недостаточного учета основных факторов, влияющих на эксплуа­тационные, статические и динамические условия работы тоннельных конструкций. В некоторых случаях дефекты проектирования могут быть результатом и прямых ошибок в расчетах, приводящих к устрой­ству обделок, не отвечающих фактической величине горного давле­ния, отсутствию соответствующей гидроизоляции и т. п.;

недостатки строительства, появляющиеся в результате несоблю­дения технических условий или нарушения правил производства ра­бот в процессе сооружения тоннеля. Такие недостатки могут быть также следствием низкого качества или неправильного подбора строи­тельных материалов, применяемых в несущих конструкциях;

недостатки эксплуатации, возникающие при неудовлетворитель­ном текущем содержании тоннельных сооружений и плохом техничес­ком надзоре за ними. Так, например, неудовлетворительная работа водоотводных лотков и дренажей способствует деформациям обратных сводов и стен обделки, неудовлетворительная работа надтоннельного водоотвода увеличивает обводненность тоннеля, неудовлетворитель­ный надзор за состоянием обделки и несвоевременно проведенный текущий ремонт могут привести к появлению весьма серьезных неисправностей самой несущей конструкции.

Следствием этих недостатков является появление трещин и выпучиваний отдельных мест в обделке, расслоение и выщелачивание бетонной кладки, образование вывалов, появление недопустимых деформаций, чрезмерное раскрытие швов, просачивание подземных вод через обделку и образование наледей в зимний период, т. е. различные локальные повреждения и даже разрушение отдельных тоннельных сооружений.

Появление подобных дефектов требует немедленного выяснения причин их возникновения и принятия необходимых мер для ликвида­ции. Как правило, такие дефекты не могут быть устранены силами дистанции пути в процессе текущего ремонта и требуют привлечения специализированной строительной организации для капитального ремонта или реконструкции тоннельного сооружения.

При капитальном ремонте сооружения восстанавливают раз­рушившиеся по тем или иным причинам конструкции до своего перво­начального вида, размеров и состояния. Такое восстановление целе­сообразно в случаях, когда причиной появления тех или иных разру­шений является «физическое старение» сооружения, т. е. когда в ре­зультате длительного воздействия' ряда неблагоприятных факторов долговечность конструкции исчерпана и наступает ее предел. Необ­ходимость в капитальном ремонте может возникнуть также тогда, ког­да разрушения произошли вследствие отступлений от проекта и на­рушений технических условий в процессе строительства или вследст­вие неудовлетворительного текущего содержания, т. е. когда причи­нами разрушений являются недостатки строительства или эксплуата­ции.

При реконструкции тоннельного сооружения существенно меняют конструктивные детали или параметры обделки, обделку усиливают или заменяют существующую конструкцию более мощной, удлиняют тоннель или заменяют отдельные его участки, а в некоторых случаях и все сооружение выемкой. В случае если объем указанных работ нез­начителен, то при любом характере их выполняют в процессе капи­тального ремонта. Необходимость в таких работах появляется в тех случаях, когда в процессе изысканий и проектирования не были учтены определенные факторы, которые в дальнейшем оказали суще-

ственное влияние на целостность сооружения, т. е. тогда, когда нали­цо имеются недостатки изысканий или проектирования.

Опыт эксплуатации многих железнодорожных тоннелей показал, что в ряде случаев нарушение нормальной эксплуатации тоннельного сооружения происходит не только при разрушении тоннельных со­оружений, т. е. при наступлении одного из трех основных видов пре - дельного состояния, а в результате появления особых специфических для подземных сооружений факторов, не связанных с целостностью несущей конструкции.

Такими факторами могут быть (временная или постоянная) нега- баритность (причины которой весьма многообразны) или недостаточ­ная пропускная способность однопутного тоннеля, при переустрой­стве однопутной железнодорожной линии в двухпутную.

В связи с этим для железнодорожных тоннелей большое значение имеет их нормальная и предельная эксплуатация. В условиях нор­мальной эксплуатации тоннельное сооружение используется без ка­ких-либо ограничений, в то время как в условиях предельной экс. плуатации оно может быть использовано с весьма существенным ограничением.

Предел эксплуатации тоннеля часто наступает раньше пределов его прочности, устойчивости, деформаций, трещиноватости и связан с «моральным старением». В этих случаях также возникает необходи­мость в реконструкции тоннельного сооружения, так как оно может оказаться непригодным для дальнейшей эксплуатации при еще дос­таточной несущей способности самой обделки.

Как правило, в процессе капитального ремонта выполняют рабо­ты по перекладке отдельных элементов обделки, осушению тонне­лей, ремонту верхнего строения пути и другие работы, не связанные с переустройством тоннельного сооружения или изменением его кон­струкции.

При реконструкции железнодорожных тоннельных сооружений выполняют работы по усилению обделки или замене ее более мощной, возводят обделку в безобделочных тоннелях, устраняют негабарит- ность, переустраивают однопутные тоннели в двухпутные, удлиняют тоннели или, наоборот, раскрывают в выемку, выполняют осушение и гидроизоляцию тоннелей и т. п., т. е. ведут работы, связанные с коренным переустройством тоннеля.

Специфической особенностью работ по капитальному ремонту и реконструкции тоннелей является крайне стесненный фронт и в боль­шинстве случаев неизбежность их ведения в условиях движения по­ездов, поэтому эти работы являются весьма трудоемкими и требуют затраты значительных материальных средств.

Рассматривая вопросы капитального ремонта и реконструкции, следует иметь в виду, что тщательно проведенные изыскания, хорошо составленный проект и выполнение его при строительстве без отступлений, а также своевременное устранение при текущем ремонте неисправностей, выявленных в процессе содержания тоннеля, исклю­чают необходимость его капитального ремонта и реконструкции, выз­ванных недостатками изысканий, проектирования, строительства и

эксплуатации. В этом случае необходимость в капитальном ремонте тоннельного сооружения появляется лишь при наступлении предела долговечности. Необходимость в реконструкции связана с наступле­нием предела эксплуатации.

При эксплуатации железнодорожных тоннелей необходимость в их капитальном ремонте или реконструкции вызывается, как правило, не какой-либо одной причиной, а зависит от целого ряда обстоятельств. Например, наряду с устранением негабаритности может быть одновременно выполнена замена существующей конструкции более мощной, сооружение обделки в безобделочном тоннеле может преследовать также цель его осушения и т. п. Поэтому для простоты изложения ниже рассмотрены отдельные виды работ, хотя они могут осуществляться в комплексе и быть направлены на ликвидацию различных дефектов и преследовать разные цели.