Гидроизоляция грунтовых сооружений
Данный вид гидроизоляции служит прежде всего для противофильтрационного экранирования плотин, водохранилищ, бассейнов и каналов, а в последние годы — шламоотвалов, золоотвалов и других сооружений по охране природы. Именно массовое строительство очистных бассейнов для обезвреживания промышленных стоков, отвалов для хранения вредных промышленных отходов вызвало особенно острую необходимость в создании надежных и экономичных противофильтрационных экранов. Традиционные же экраны в этом случае малоэффективны, ибо тонкие суглинистые экраны толщиной 0,5— 0,8 м трудно уложить и уплотнить так, чтобы экран большой площади имел средний коэффициент фильтрации менее 2- Ю-5 см/с, т. е. фильтрационный расход вредных веществ с каждого гектара составит 20 л/с, что очень опасно для окружающей территории. На откосах же толщина экрана достигает 3—4 м. Кроме того, такие экраны весьма многодельны и дороги; например, по расчетам Укрводоканалпроекта, наиболее экономичный грунтовой экран шламохранилища из двух слоев суглинка с промежуточным дренажным слоем из песка обходится более 4 руб/м2.
Поэтому начали применять асфальтобетонные покрытия, которые достаточно широко используются за рубежом. Асфальтобетон на основе природных асфальтов и песка был известен еще в глубокой древности: в древнем городе Мохенджо - Даро (Пакистан) имеется ритуальный бассейн, облицованный асфальтом, который существует уже свыше 5 тыс. лет; сирийским природным асфальтом укреплены берега Тигра (рис. 6.8, а) И Евфрата, висячие сады Семирамиды в Вавилоне («Наука и жизнь», 1974, № 2). Эти примеры иллюстрируют удивительную долговечность асфальтовых покрытий. И среди современных сооружений уже имеются такие, где литой и уплотняемый асфальтобетоны служат 50—100 лет (рис. 6.8, б—д), однако для противофильтрационного экранирования определилась конструкция:
|
Рис. 6.8. Наиболее старые асфальтовые облицовки гидросооружений А — крепление берега р. Тигр у Ассура в Месопотамии (1300 г. до н. э.); б — мол Гук-Ван Голланд в Нидерландах (1864 г); в — канал в Голодной степи (Узбекистан, 1927 г.); г — водохранилище г. Лос-Анджелеса в США (1924 г.); 0 — водохранилище Брннгсхаузен в Германии (1932 г.) / — кладка природным камнем (60 см); 2 — кладка тесаным кирпичом (40X12 см) на сирийском асфальте; 3 — кладка на асфальтовом растворе; 4 — литой асфальт слоем 5 см; 5 — уплотняемый асфальт; 6 — бетонная подготовка; 7 — асфальтовые армированные маты «кальт-эластик»; 8 — песок н щебень |
Распрстранена гидроизоляция, состоящая из экранов двух слоев уплотняемого асфальтобетона общей толщиной 12—15 см. Такие экраны эффективно работают на ряде бассейнов ГЭС и водохранилищ.
Например, в бассейне ГАЭС Глемс (ФРГ) при площади облицовки 70 000 м2 и напоре до 21 м средний коэффициент
Бассейн Белоярской АЭС
|
Асфальтобетонные экраны, выполненные в Советском Союзе
1959 70 ООО |
|
3—12 |
|
1963 |
|
20 ООО |
Порт Рени на Дунае. .
|
1—1,5 |
|
1962—1965 |
|
І ООО |
|
1968 |
|
35 ООО 264 ООО |
|
1969 |
|
2—3 |
Оросительный канал «Тумак» и др
Шламоотвал Конаковской ГРЭС
Копетдагский канал (Туркмения)
|
20 лет без течи 15 лет без ремонта + 15 лет + 10 лет; растения + 10 лет; растения |
АБ (5 см) + ЧЩ (10 см) + АБ (10 см); сверху грунт (120 см)
Сборные тюфяки (7 см) на сетке 20x15 см, 0 6 мм
Асфальтобетон (4—6 см); протравливание грунта
Песчаный асфальт (6 см) без подготовки
Асфальтобетон (6 см) без подготовки
|
+ 8 лет; мелкий ремонт |
|
1970 |
|
30 ООО |
|
5—6 |
|
5, ООО |
|
Трещины и просадки |
|
1971 |
Шламоотвал Лукомльской ГРЭС
Шламоотвалы Среднеураль- ской и Ириклинской ГРЭС
А Б (6 см) + щебень (15 см) АБ (5—6 см) + Щ (15 см)
|
Продолжение табл.6.8
Условные: обозначения: АБ — асфальтобетон; этилен. ЧЩ — черный щебень; Щ — щебень; АПБ — асфальтополнмербетон; ПЭ — поли- |
Фильтрации через асфальтобетонную облицовку составил 7-Ю-9 см/с, суммарно — менее 0,01 л/с. На всех крупных объектах, где удавалось наблюдать за фильтрацией, ее коэффициент не превосходил Ю-7 см/с, причем протечки отмечались лишь через случайные трещины или неуплотненные сменные швы.
В Советском Союзе накоплен обширный опыт устройства асфальтобетонных экранов различных бассейнов и каналов (табл. 6.8), который позволяет сделать некоторые выводы.
1. Для облицовок и экранов гидротехнических сооружений следует применять гидротехнический асфальтобетон, отличающийся повышенным содержанием битума и наполнителя, добавками коротковолокнистого асбеста и ПАВ, а в районах с более суровыми климатическими условиями надо применять асфаль - тополимербетон на основе полимербитумных вяжущих, придающих ему высокую трещиноустойчивость на морозе.
Рекомендуемые составы асфальтополимербетона для районов с абсолютным минимумом температуры воздуха не ниже —40° С приведены в табл. 6.9.
2. Покрытия из гидротехнического асфальтобетона правильно подобранного состава [17] и уплотненные до конечной пористости менее 3% обладают практически полной водонепроницаемостью (испытаны при давлении 1 МПа) и очень высокой водоустойчивостью— через 10 лет пребывания в воде водопогло - щение их не превысило 6%, набухание 3%, а прочность снизилась не более чем на 5%. Такие покрытия толщиной 6—8 см не оплывают на откосе с заложением даже 1 : 1 и надежно противодействуют волновым и ледовым нагрузкам (испытаны при высоте волны 2 м и толщине льда 1,5 м).
3. Оптимальной конструкцией асфальтобетонного экрана является многослойное покрытие, состоящее из протравленного гербицидами и гидрофобизированного разжиженным битумом или битумной эмульсией грунта основания, подготовительного слоя пористого уплотняемого асфальтобетона (черный щебень или биндер) и собственно водонепроницаемого слоя плотного гидротехнического асфальтополимербетона с поверхностной обработкой полимербитумным вяжущим и посыпкой каменной крошкой или крупным песком.
Состав асфальтополимербетона нужно подбирать в зависимости от климатического района строительства, а толщины слоев экрана — на основании инженерного расчета, учитывающего температурные напряжения, действия льда и волн, свойства асфальтобетона [17, 34, 54, 55, 59]. Оптимальные толщины экрана — от 6 см (150 кг/м2) до 8 см (200 кг/м2) асфальтополимербетона, что требует подвоза только 15—20 кг/м2 дорожного битума и 1 —1,2 кг/м2 каучука или 2—2,5 кг/м2 латекса (рис. 6.9).
Продолжение материала: Асфальтобетонные экраны
