Специальные способы работ

5.7.6.1 Строительство транспортных тоннелей мелкого заложения в слабых неустойчивых водонасыщенных грунтах при расположении уровня грунтовых вод выше подошвы выработки может потребовать применения специальных способов осушения и закрепления грунтового массива: водопонижения, замораживания, химического закрепления, струйной цементации и др.

Водопонижение целесообразно при строительстве тоннелей открытым или полуоткрытым способами в несвязных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0, 3 до 100 м/сут.

Искусственное рассольное и безрассольное (низкотемпературное) замораживание следует применять при наличии разнородных пластов водоносных грунтов с коэффициентами фильтрации не более 10 м/сут., а также в трещиноватых скальных грунтах, залегающих над толщей неустойчивых водоносных грунтов, с притоком подземных вод более 50 м³/сут.

При строительстве тоннелей мелкого заложения в открытых котлованах искусственное замораживание может быть использовано также для создания водонепроницаемого ограждения стен в сочетании со свайной крепью, либо выполнять функции самостоятельной крепи.

Необходимость в закреплении неустойчивых грунтов (цементация, силикатизация, смолизация) возникает при строительстве тоннелей вблизи фундаментов зданий, инженерных коммуникаций или рядом с другими подземными сооружениями, а также для создания надежного основания котлованов.

При строительстве тоннелей в слабоустойчивых песчаных, песчано-гравелистых, суглинистых и глинистых грунтах, содержащих каменистые включения размером не более 150 мм, для закрепления массива может быть использован метод струйной цементации. Этим методом можно устраивать грунтоцементные сваи или «стены в грунте», противофильтрационные завесы, опережающие экраны из стабилизированного грунта по контуру тоннеля.

5.7.6.2 Применяя те или иные специальные методы осушения и закрепления грунтового массива, необходимо в процессе строительства тоннеля вести систематические наблюдения за соответствием фактических геотехнических условий проектным данным.

В случае необходимости должны быть приняты технические меры инженерной защиты территории над строящимся тоннелем: компенсационный долив воды в грунт при водопонижении, искусственное оттаивание грунта при замораживании, предотвращение загрязнения подземных и поверхностных вод вредными веществами при химическом закреплении грунтов, уплотнительное или компенсационное нагнетание в грунт стабилизирующих составов и другие меры.

5.7.6.3 Отдельные участки тоннелей, а также притоннельные подземные сооружения (шахтные стволы, вентиляционные и дренажные камеры и другие), имеющие ограниченные размеры в плане и запроектированные под свободной городской территорией, могут быть возведены опускным способом.

Наиболее эффективна технология опускания тонкостенных облегченных конструкций в тиксотропной рубашке. Ее можно применять практически в любых нескальных грунтах. Площадь поперечного сечения опускных сооружений может достигать 500 м², а глубина погружения – 30 м и более.

В процессе опускания сооружения во избежание прорыва глинистого раствора под ножевую часть необходимо устройство глиняного замка из мятой глины или уплотнительной манжеты. Соответствующие меры должны быть приняты для устранения возможных кренов и зависаний оболочек.

Опускание участков тоннельных конструкций или камер в слабых водонасыщенных грунтах может оказаться целесообразным в сочетании с применением водопонижения, искусственного замораживания или сжатого воздуха.

5.7.6.4 Для сооружения железнодорожных тоннелей под протяженными водными преградами эффективно применение строительства с помощью опускных секций.. Его возможно применять при глубине воды в водотоке (водоеме) от 6 до 40 м при наличии в основании грунтов, способных обеспечить устойчивость откосов и дна подводного котлована. Эффективность способа повышается при строительстве протяженных многополосных тоннелей, а также при наличии в районе строительства тоннеля доков или стапелей, на которых могут быть изготовлены тоннельные секции.

С использованием способа опускных секций могут быть построены подводные тоннели, заглубленные в дно водотока, а также тоннели на искусственных дамбах, на опорах типа мостовых (тоннели-мосты) и плавающие тоннели, заякоренные в дно водотока или удерживаемые на понтонах.

Сооружение подводных тоннелей способом опускных секций предусматривает выполнение комплекса сложных и трудоемких технологических операций по изготовлению, транспортированию, опусканию и подводной стыковке тоннельных секций, а также по вскрытию подводного котлована, подготовке основания под секции, их обратной засыпке и устройства сопряжения подводного участка из опускных секций с береговыми участками тоннеля.