Гидроизоляционные системы на основе полимерных мембран

В мире (преимущественно в европейских странах, но в том числе и в России) все большее распространение приобретают системы для подземной гидроизоляции на основе полимерных мембран ПВХ (пластифицированного поливинилхлорида) и ТПО (термопластичного полиолефина). Эта популярность связана с целым рядом преимуществ подобных мембран:

- долговечность (срок службы более 60 лет);

- хорошие физико-механические характеристики и химическая стойкость;

- высокая прочность;

- эластичность;

- высокая прочность сварного шва;

- ремонтопригодность;

- возможность инструментального контроля качества сварки;

- сварка автоматическим оборудованием с контролируемыми параметрами, что минимизирует возможность ошибки;

- высокая скорость монтажа и минимальное количество швов;

- свободная укладка (способность системы компенсировать подвижки и деформации конструкции);

- возможность укладки на влажное слабое основание;

- относительно простые требования к подготовке основания;

- возможность монтажа при отрицательных температурах.

Применение ПВХ-мембран часто обусловлено их способностью адаптироваться к неровной поверхности без нарушения целостности в условиях высокого давления напорных подземных вод. По этому показателю они превосходят другие полимерные мембраны. Кроме это ПВХ-мембраны удобны в работе, обладают высокой эластичностью и свариваемостью, характеризуются пониженной пожароопасностью.

Однослойная гидроизоляционная система на основе ПВХ-мембран, применяется в простых гидрогеологических условиях в тоннелях, сооружаемых закрытым способом. В качестве гидроизоляции используется ПВХ-мембрана, которая устраивается на внутренней поверхности бетонной крепи по слою геотекстиля. Гидроизоляция из ПВХ не имеет сплошной приклейки к основанию, поэтому хорошо выдерживает воздействие неравномерных осадок и давления грунта. Крепление гидроизоляции на стенах и в сводчатой части тоннеля осуществляется точечно, путем приварки к ПВХ-ронделям, которые, в свою очередь, механически закрепляются в бетонной крепи. Швы мембран скрепляются и герметизируются с помощью сварки горячим воздухом. В качестве защиты гидроизоляции применяется специальная защитная ПВХ-мембрана, которая точечно приваривается к гидроизоляционной мембране по всей площади. Полотна защитной мембраны скрепляются между собой горячим воздухом автоматическим или ручным сварочным оборудованием.

Для разных гидрогеологических условий, а также способов сооружения тоннелей следует применять различные системы с использованием ПВХ-тоннелей.

В тоннелях, сооружаемых закрытым способом в сложных гидрогеологических условиях система представляет собой двухслойную гидроизоляцию. Зонирование гидроизоляции на замкнутые сектора осуществляется с помощью профилированных гидроизоляционных шпонок (ПВХ-полос). При возникновении протечек оно предотвращает распространение протечек по всей конструкции. Также предусмотрено устройство ремонтной инъекционной системы. Как и в предыдущем случае, мембрана крепится по стенам и своду к первичной обделке с помощью ПВХ-ронделей и свободно укладывается в лотковой части. Гидроизоляционное поле делится на сектора площадью 100-150 м2 гидроизоляционными шпонками.  Шпонки привариваются к мембране и замоноличиваются во вторичную обделку бетоном. В случае повреждения гидроизоляции встроенные в бетон анкеры гидрошпонки не дают воде свободно распространяться между конструкцией и гидроизоляционной мембраной и локализуют протечку в пределах поврежденной секции. В случае возникновения протечки через инъекционную систему к поврежденному участку гидроизоляции могут подаваться полимерные ремонтные составы, которые заполняют поврежденную секцию, полимеризуются с образованием плотного водонепроницаемого геля и, таким образом, восстанавливают целостность гидроизоляции. В качестве защиты гидроизоляции применяется специальная защитная ПВХ-мембрана, которая укладывается в секции между шпонками и точечно приваривается к гидроизоляционной мембране по всей площади.

Рисунок. 1. Гидроизоляционная система тоннеля

Гидроизоляционная система с вакуумным контролем качества также применяется в сооруженных закрытым способом тоннелях при строительстве в обводненных грунтах. В состав системы входят два гидроизоляционных материала: мембрана с сигнальным слоем и мембрана с фактурной поверхностью или аналогичная прозрачная мембрана (рис. 2).

Рисунок. 2. Различные виды ПВХ-мембран

Из мембран выполняются две гидроизоляционные карты размером до 150 м2. Гидроизоляционный слой из мембраны с текстурной поверхностью укладывается на мембрану с сигнальным слоем текстурной поверхностью вниз. Два слоя свариваются между собой по периметру, образуя герметичную карту площадью до 1 50 м2. Рельеф текстурной поверхности ПВХ-мембраны предотвращает слипание мембран при вакуумном тесте. При выполнении гидроизоляции по своду первый слой подвешивается на ПВХ-рондели, а второй, кроме приварки по периметру, точечно приваривается к первому слою по всей площади карты. После сваривания двух гидроизоляционных слоев в текстурной мембране вырезаются отверстия, на эти места привариваются штуцера и подсоединяются трубки для вакуумного контроля качества. При вакуумном тесте из гидроизоляционной «карты» (пространства между двумя гидроизоляционными мембранами) через подсоединенные трубки откачивается воздух и измеряется уровень вакуума. Критерием герметичности карты является со хранение вакуума в «карте» в течение 5 минут. В случае отсутствия герметичности выполняется поиск повреждений и производится ремонт «карты». При необходимости ремонт гидроизоляции осуществляется путем закачивания специального инъекционного состава в пространство между двумя мембранами через подсоединенные трубки. Ремонтный состав после полимеризации восстанавливает герметичность гидроизоляции. Основным преимуществом такой системы является возможность контроля целостности гидроизоляции на всех этапах строительства и эксплуатации конструкции.

В тоннелях, сооружаемых закрытым способом, когда возможен эффективный отвод воды через дренажную систему, применяется однослойная гидроизоляционная система. Система не предполагает устройства замкнутого гидроизоляционного контура по всему периметру тоннеля, а монтируется только на его стены и свод. В качестве гидроизоляционного слоя используется ПВХ-мембрана с сигнальным слоем, которая монтируется по предварительно уложенному слою геотекстиля на внутреннюю поверхность бетонной крепи. При интенсивном притоке воды вместо геотекстиля следует предусмотреть укладку дренажной профилированной мембраны. Как и геотекстиль, дренажная мембрана фиксируется на первичной обделке механически, при по мощи дюбель гвоздя и ронделя. Гидроизоляционная мембрана приваривается к ронделям, а после монтажа защищается при помощи защитной ПВХ-мембраны, которая точечно приваривается к ней по всей площади. После устройства гидроизоляционной системы выполняется армирование и заливка постоянной обделки. В такой дренажной системе вода, собираемая со стен, свода и лотка поступает в систему перфорированных дренажных труб и выводится из тоннеля.