УДК 004

Современные методы ремонта железобетонных водопропускных труб на автомобильных дорогах

Гатиятуллин Мухаммат Хабибуллович – доктор педагогических наук, профессор кафедры Дорожно-строительных машин Казанского государственного архитектурно-строительного университета.

Асфандияров Ильнур Рамилевич – магистр кафедры Автомобильных дорог Казанского государственного архитектурно-строительного университета.

Аннотация: Трасса автомобильной дороги, пролегая по местности пересекает водные преграды, овраги, ущелья, болота и др. На местах пересечения строятся мостовые сооружения и водопропускные трубы, которые имеют наибольшую численность в составе искусственных сооружений. Многие из труб служат более полувека, что привело их к разрушениям в виде трещин, продавливания и просадок. Целью исследования является изучение отечественного и зарубежного опыта ремонта труб, проанализировать способы проведения ремонта и сравнения их по времени выполнения, качества работы для рекомендаций на практике.

Ключевые слова: Водопропускная труба, автомобильные дороги, мостовые сооружения, искусственные сооружения, ремонт труб, ускорение срока ремонта трубы.

Актуальность проблемы ремонта водопропускных труб связана с их широким распространением на автомобильных дорогах, согласно статистике на 1 км их насчитывается 1,35 шт.

Водопропускные трубы – дорожное сооружение, возводимое в тело насыпи земляного полотна (ЗП) автомобильной дороги и выполняющее ряд функций: пропуск воды рек, ключей, где отсутствует ледоход, карчеход, наледь, а так же пропуск скота, диких животных и различных коммуникаций.

Простата в технологии строительства самого сооружения и изготовления звеньев железобетонных труб, главное, отсутствие прерывания тела ЗП, что обеспечивает комфортное и равномерное движение по трассе, низкая стоимость и трудоемкость при возведении, незначительные эксплуатационные расходы стали причиной преобладания водопропускных труб по сравнению с мостовыми сооружениями.

Согласно паспортам автомобильных дорог, водопропускные трубы прослужили уже более 50 лет, и большинство из них требует восстановления и усиления конструкции с капитальным ремонтом в большинстве с заменой железобетонных труб, причем большинство труб имеет круглое сечение. Как показало изучение опыта транспортников, занимающихся ремонтом труб, на практике применяется несколько методов ремонта и замены звеньев водопропускных труб: с полной разборкой ЗП и организацией движения по временной дороге, с частичной разборкой и без нарушения целостности ЗП. Наиболее эффективным является метод замены звеньев железобетонной трубы без разрушения целостности ЗП и дорожной одежды.

Рассмотрим характеристики применяемых водопропускных труб. По материалам изготовления трубы бывают:

металлические;
бетонные;
железобетонные (ЖБИ изделия);
из композиционных (полимерных) материалов.

Поперечные сечения, в зависимости от их формы бывают:

прямоугольные;
круглые;
овальные.

Трубы по количеству очков в сечениях бывают:

одноочковые;
двухочковые;
многоочковые.

Существует подразделение водопропускных труб по работе поперечного сечения. Однако такой параметр берут во внимание только в том случае, если проводится гидравлический расчёт труб.

По режиму потока воды в трубе водопропускные трубы подразделяются на:

безнапорные;
полунапорные;
напорные.

Изделия при напорном режиме работают всей площадью своего сечения, тем самым создавая максимальные пропускные показатели. Полунапорные работают всем сечением только во входе трубы. Безнапорные постоянно работают только частью своего сечения.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся железобетонные трубы с круглым сечением. Для удобства при строительстве водопропускные трубы с круглым сечением, монтируемые в теле ЗП унифицированы и могут иметь следующие диаметры:

500 мм — длина таких труб зависит от конкретного случая и рассчитывается исходя из ширины автомобильной дороги;
750 мм — такие трубы могут иметь длину до 15 м;
1000 мм — конструкция, имеющая такой диаметр, не должна иметь длину выше, чем 30 м.

Конструкция для внутрихозяйственного типа дорог, может обладать сечением 500 мм и длиной до 10 м [4].

Одним из удобных и эффективных способов при реконструкции трубы считается продавливание трубы через насыпь, если грунт ЗП позволяет провести операцию. Технология следующая: рядом с реконструируемой трубой продавливают новую, в основном металлическую, с помощью домкратов и опорных устройств. Звенья трубы или металлическая труба вдавливается в грунт ЗП, грунт внутри трубы выбирается и удаляется шнеком. Для обеспечения сохранности тела трубы при вдавливании в насыпь между трубой и домкратами устанавливают прокладки, длина которых равна длине выдвигаемого штока домкрата. При перемещении трубы на длину шток домкрата, прокладка убирается, в освободившееся пространство производят укладку новой прокладки. Направляющая секции трубы имеет вид ножевого кольца. Комплекс для продавливания звеньев через насыпь состоит из щита и мощных гидравлических домкратов. Как показывает практика, за смену можно вдавливать в насыпь тело трубы длиной до 2-х метров и, что примечательно, можно продвигать трубу диаметром до 2-х и более метров при высоте насыпи до 12 метров [2].

Следующий способ - ремонт водопропускной трубы под насыпью и он включает работы по временному отведению водотока, установке новой трубы во внутреннее очертание дефектной трубы, заполнению бетонным раствором полостей между дефектной и новой трубой. Перед установкой новой трубы возводят временную опору с верхней плитой внутри дефектной трубы на месте ее дефекта и фиксируют ее. Производят установку частей новой трубы в дефектную трубу с двух ее противоположных сторон до упора торцов встречных частей новой трубы друг в друга, при этом обе эти части выполнены с освобождениями под временную опору. Производят объединение торцов встречных частей новой трубы между собой и с временной опорой, заполняют бетонным раствором полости между дефектной и новой трубой и удаляют временную опору. Технический результат состоит в уменьшении трудоемкости работ при ремонте водопропускной трубы без ее разбора.

Недостаток способа заключается в высокой его трудоемкости, вызванной необходимостью разборки существующего пролетного строения и грунтовой насыпи с последующей ее засыпкой после укладки водопропускной трубы [3].

Одним из коротких по времени и с легкой технологией является способ «гильзования». Способ заключается в проталкивании новой трубы (металлические, стеклопластиковые или полимерные трубы) с меньшим диаметром в ремонтируемую трубу и заполнение бетонной смесью межтрубного пространства после ее фиксации. На месте производства ремонта должны быть бетоновоз или бетономешалка для ускорения и повышения качества работ. При данном методе рекомендуется заклеивать участки железобетонной трубы с трещинами или сеткой трещин приклеиванием материала из пенополиэтилена.

Протаскивание «гильзы» с меньшим диаметром вовнутрь ремонтируемой трубы выполняется петлями, после фиксации трубы в межтрубное пространство подается бетон. Диаметр разрушенных труб может дойти до 3-х метров.

При использовании «гильзы» с большим на один сортамент диаметром производится разрушение (пневмо-, гидростатическими методами) ремонтируемой трубы методом или непосредственно протаскиваемой трубой), что позволяет протаскивать или проталкивать новую трубу или ее сегменты большего размера, чем внутренний диаметр ремонтируемой трубы. Межтрубная пустота заполняется бетонной смесью [1].

Современным методом является применение способа «пакер чулок», который состоит из резинового пакера резинового «пакера», композиционного материала с клеящим полимерным составом, резиновых манжет, клей, сшитый пенополиэтилен с клеящей поверхностью, мобильный комплекс для ремонта трубы, включающий оборудование подачи сжатого воздуха, электрогенератор, лебедку и другое оборудование.

Метод заключается в нанесении на специальный резиновый «пакер», повторяющий сечение трубы, композиционного материала с клеевым полимерным составом, после чего «пакер» помещают в ремонтируемый участок трубы и путем подачи сжатого воздуха во внутреннюю полость «пакера» производят прижатие композиционного материала к восстанавливаемой поверхности.

После полимеризации клеевого состава «пакер» убирают, а на внутренней поверхности трубы остается армированный композиционным материалом клеевой полимерный состав [1].

Таким образом, для ускорения ремонта водопропускных труб с заменой разрушенных звеньев в зависимости от грунта, высоты ЗП, степени дефектов можно выбирать эффективные способы, которые были исследованы на опыте дорожников, занимающихся ремонтом труб и мостовых сооружений.

Список литературы

1.ОДМ 218.3.046-2015Рекомендации по технологии ремонта водопропускных труб с использованием композиционных материалов , -26-27 с.
2. Содержание, реконструкция, усиление и ремонт мостов и труб / В.О. Осипов [и др.] ; под ред. В.О. Осипова и Ю.Г. Козьмина. – М. : Транспорт, 1996. – 471 с.
3.Способ ремонта водопропускной трубы под насыпью. [Электронный ресурс]. –URL:http://www.findpatent.ru/patent/226/2265692.html(дата обращения: 4.11.2019)
4. СП 35.13330.2011 Мосты и трубы. [Электронный ресурс]. –URL:http://docs.cntd.ru/document/1200084849 (дата обращения: 4.11.2019).
СП 46.13330.2012 Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 3.06.04-91. [Электронный ресурс]. –URL: http://docs.cntd.ru/document/1200093425 (дата обращения: 4.11.2019).