Монофлекс френкеля: результат превзошел ожидания

...До пуска новой ветки столичного метро на участке "Парк Победы" - "Славянский бульвар" по меркам метростроевцев оставалось уже не так много времени, а с протечками воды в тоннеле никак не удавалось справиться. Новые технологии болтового соединения блоков тюбингов, разработанные фирмами "Herrenknecht" и "Lovat" и прекрасно зарекомендовавшие себя на участках с нормальными, сухими грунтами, здесь, в сложнейших геологических условиях, когда тоннель практически "плавал" в пульпе из воды и грунта, оказались не самыми подходящими...

Суть проблемы в том, что при использовании новой технологии соединения блоков тюбингов между двумя соседними блоками находится резиновая прокладка, которая за счет сдавливания блоками должна по идее предотвращать попадание воды из грунта внутрь тоннеля. Однако, вероятно, для тех водянистых грунтов, где проходит этот участок метро, сила прижатия оказалась недостаточной, и давление воды смогло преодолеть сопротивление резины.

Но фильтрации - то есть протечки -наблюдались не только в районе стыков, но и в районе прохождения болтов и даже монтажных отверстий. И это несмотря на то, что монтажные отверстия - то место, за которое блок захватывается проходческим щитом и устанавливается на место - выполнены лишь на половину толщины тюбинга и не являются сквозными! Вероятно, это вызвано образованием микротрещин из-за силового воздействия при установке тюбинга в проектное положение - ведь на эти точки во время подъема и установки блока приходится вся тяжесть железобетонной конструкции.

Впрочем, в чем бы ни была причина, картина выглядела удручающе: все ближе пуск новой линии, а тоннель протекает!

Специалисты метростроя, чтобы решить проблему, пытались бурить в стенках тоннеля отверстия и закачивать туда полиуретановые смолы. Но это решение оказалось бесполезным, более того - сквозь эти отверстия тоже пошла вода.

И тогда заказчики - "СМУ "Ингеоком" и ООО "Тоннель-2001" (последний сооружал левый перегонный метротоннель от ст. Строгино до Серебряноборского тоннеля, а также сервисный тоннель в Серебряном Бору, где также столкнулись с аналогичными проблемами) - пригласили на помощь руководителя НПК "Монофлекс Френкеля" Давида Яковлевича Френкеля.

ГИБКАЯ МОНОЛИТНОСТЬ

Материалы и технологии "Монофлекс Френкеля" применялись на различных объектах при строительстве Московского метрополитена на протяжении почти двадцати лет - вначале, с 1987 по 1997 г., в качестве экспериментального апробирования, а впоследствии осуществлялось более широкое их внедрение. Они пришли на смену старым технологиям заделки стыков между тоннельными тюбингами - зачеканке свинцом, которая была и дорогой, и трудоемкой.

Новая на тот момент технология, которую разработал кандидат технических наук, ныне - руководитель ООО "НПК "Монофлекс Френкеля" Давид Яковлевич Френкель, предусматривала использование двух основных материалов - "Монофлекс А Френкеля" и "Монофлекс Е Френкеля".

"Монофлекс А" - это сухая безусадочная смесь, изготавливаемая из модифицированного цемента, песка и специальных химических добавок. Сегодня она широко используется для ремонтных, восстановительных, гидроизоляционных работ, заделки трещин, раковин, отколов, разрушений бетонных и железобетонных конструкций в дорожном строительстве, метростроении, тоннелестроении, мостостроении, в строительстве при ремонте железобетонных водоводов, станций аэрации и очистных сооружений, портовых конструкций, при строительстве могильников био - и радиоактивных отходов, в реставрационных работах.

"Монофлекс Е" - это герметизирующий состав, предназначенный для использования в качестве адгезионного подслоя, который действует как связующий материал между существующим основанием и новой смесью "Монофлекс А", а также для устройства наружной гидроизоляции железобетонных конструкций и тоннелей, фундаментов, труб, антикоррозийного покрытия, заделки микротрещин в металлоконструкциях и железобетонных изделиях. Это олигомерный материал, он не просто склеивает, а вступает в химическое взаимодействие со старым и с новым бетоном.

Сегодня к этим двум добавился третий материал - "Монофлекс N".

"Монофлекс N" - это текучая смесь, которая сама по себе не имеет большой прочности, однако очень хорошо поглощает ту воду, содержащуюся, например, в полости стыка. "Монофлекс N" имеет и постоянно сохраняет резиноподобную консистенцию. Он может долго и надежно изолировать заполненную им полость, он медленно затвердевает, он хорошо адгезирует с поверхностями и не пропускает воду.

Как же эти материалы позволили решить проблемы метростроевцев на важной пусковой ветке?

Рассказывает генеральный директор ООО "НПК "Монофлекс Френкеля" Давид Френкель:

- Мы установили в тоннеле специальные инъекторы и зачеканили пустоты и щели в стыках тюбингов "Монофлексом А". А затем в стык подавали смесь, которую я создал относительно недавно - "Монофлекс N". Эта текучая смесь поглощает воду, которая находится в полости стыков, хорошо адгезирует с поверхностями и не пропускает воду.

Что касается изначально установленных в стыках резиновых прокладок, то они контактируют с наружным грунтом тоннеля, а среда там весьма агрессивная. Поэтому нетрудно предположить, что эти прокладки там прослужат недолго. Заменить же их при эксплуатации тоннеля невозможно, потому что они остались с его наружной стороны. Поэтому нам пришлось решать и эту проблему: та изоляция, которую мы сделали с помощью составов "Монофлекс", надежно защитит стыки даже в том случае, если "штатная" резина выйдет из строя.

Кроме того, мы выкручивали стыковочные болты, сквозь которые текла вода, ставили туда резиновую прокладку, которую промазывали в "Монофлексе Е", сверху устанавливали дополнительную металлическую прокладку и зажимали до упора.

Непросто оказалось решить проблему протечек монтажных отверстий. Сначала попытались заделать их "Монофлексом А" - быстросхватывающимся раствором с добавкой ускорителя твердения. Блокировать поступление воды поначалу удалось. Однако через три-четыре часа эта уже застывшая смесь вдруг начинала "оживать" - вздувалась и с треском вылетала из отверстия1 под напором водопесчаной смеси.

Пришлось искать другие решения. Так, для одного типа монтажных отверстий - круглых - я заказал резиновые пробки из стойкой резины, диаметр которых был на 2 - 3 мм больше монтажных отверстий. Рабочие забивали их в отверстия, а последние 2 см между границей поверхности тоннеля и краем пробки (заглубленным на эти 2 см) смазывали "Монофлексом Е" и сверху торкретировали быстросхватывающимся цементом.

В отверстиях другого типа (технология другой фирмы) в монтажные отверстия были вмонтированы гильзы, в которые по резьбе закручивались полиэтиленовые пробки, которые, по замыслу создателей технологии, должны были держать проникающую в тоннель воду. Однако между полиэтиленом и бетоном остались микрощели, сквозь которые вода интенсивно протекала. А отдельные полиэтиленовые пробки просто вышибало водопесчаной смесью.

Часть таких пробок мы выкрутили, обмотали специальным льном, пропитанным "Монофлексом Е", и ввернули обратно, зажимая шайбами из сырой резины. Таких текущих отверстий было около полутора тысяч, тем не менее эту проблему мы полностью решили.

Много проблем было и в местах сбойки тоннелей. Там устанавливаются стальные тюбинги и места примыкания стальных тюбингов к железобетонным также давали протечки воды. Все эти проблемы также легли на плечи нашей фирмы. И мы их сумели решить.

Кроме того, по новой технологии монтажа и соединения тюбингов был сделан сервисный тоннель, который проложен между двумя автомобильными в Серебряном Бору. И там также было множество аналогичных проблем с фильтрацией воды. Эти проблемы также успешно решили материалы и технологии ООО "НПК "Монофлекс Френкеля".

МНЕНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ

Для того чтобы полнее оценить эффективность применения материалов и технологии "Монофлекс Френкеля" в решении проблем на пусковых участках метро, мы обратились к специалистам-метростроителям - главному инженеру "СМУ Ингеоком" Тенгизу Шургая и главному инженеру ОАО "Мосметрострой" Борису Яцкову и попросили ответить на наши вопросы.

- Оправдали ли технологии, примененные фирмой "НПК "Монофлекс Френкеля" на проблемных участках, ваши ожидания?

Главный инженер "СМУ Ингеоком" Тенгиз Шургая:

- Проблема воды в подземных сооружениях - всегда серьезная проблема. И в сложившейся ситуации я впервые столкнулся с такой технологией, которая действительно ее решила.

Те материалы, которые использовались для изоляции стыков, нам были неизвестны по срокам их работы, по долговечности. А та технология, которая применена по остановке течи, показала очень большую эффективность. Сама задумка оказалась очень изящной, равно как ее исполнение.

Когда Давид Яковлевич рассказывал, что и как он предполагает сделать, мне с трудом верилось, что это поможет. Но результат превзошел все ожидания!

- Если бы не эта технология, каким образом вы выходили бы из создавшегося положения?

Главный инженер ОАО "Мосметрострой" Борис Яцков: :

- Честно говоря, других способов, которые смогли бы адекватно решить эту проблему, я не вижу, думаю, их попросту нет. Многие фирмы предлагали нам свои способы ликвидации протечек, но увидев те водопроявления, которые там были, отказывались что-либо делать. А фирма "Монофлекс Френкеля" взялась и выполнила те задачи, которые мы перед ней поставили.

- Насколько перспективны такие разработки, которые применяет Френкель в таких ситуациях, которые произошли на пусковых линиях?

- Технологии "МонофлексФренкеля" еще до распада СССР успешно применялись не только в России, но и в Белоруссии, в Украине и в США. Эта технология помогает не только в метро, но и при других видах транспортного строительства. Поэтому я думаю, что "Монофлекс Френкеля" будет распространяться и дальше, по всей России. Сейчас, насколько мне известно, Френкель работает с новой строящейся веткой екатеринбургского метрополитена - его приглашают для того, чтобы возвести тоннель без протечек.