CC BY
193
5/2011 ВЕСТНИК
_МГСУ
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ АЛМАЗНОЙ РЕЗКИ И СВЕРЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ В г. МОСКВЕ
CONCRETE DRILLING AND SAWING FOR BUILDING AND RECONSTRUCTION OF UNDERGROUND STRUCTURES IN
MOSCOW
Д.С. Конюхов, А.В.Косолапов
D. Konyukhov, A.Kossolapov
ГОУ ВПО МГСУ
Описываются примеры использования технологии алмазной резки и сверления на подземных объектах г. Москвы.
There are examples of the use of concrete drilling and sawing for underground facilities in Moscow.
При строительстве, ремонте и реконструкции подземных сооружений появляются задачи связанные с частичным, а иногда и с полным демонтажем железобетонных конструкций. Возникает необходимость изготовления как сквозных, так и несквозных проемов. Одним из важных факторов при выборе технологии ремонтных работ в подземных сооружениях является сохранение сплошности конструкций и полное исключение трещинообразования. Применение алмазного метода полностью исключает динамические и вибрационные нагрузки на конструкции, что очень важно для дальнейшей эксплуатации сооружения. Полное отсутствие пыли также является немаловажным фактором при производстве работ под землей. Мобильность и компактность оборудования позволяет проведение работ в стесненных условиях.
Для производства работ в подземных условиях производителями выпущена отдельная линия специализированной алмазной техники. Это и многодисковая машина для изменения геометрии профиля тоннеля смонтированная на железнодорожных платформах (рис. 1), и многодисковая машина для прокладки штроб и специальная машина для вырезки вентиляционных отверстий в верхней части тоннеля (рис. 2) и проч.
Указанная технология может применять, как при строительстве подземных сооружений, так и при их ремонте, реконструкции и ликвидации. Технология алмазной резки широко использовалась при строительстве автотранспортных тоннелей в составе Третьего транспортного кольца (ТТК) Москвы. Одной из первых, была решена задача по формированию проема аварийного выхода в районе пересечения ТТК с Кутузовским проспектом. Работы проводились в отделанном помещении с окрашенными стенами, уложенной напольной плиткой, стена в которой должен был быть аварийный выход, была заштукатурена и покрашена. Конструкция стены сформированной из бу-
росекущих свай диаметром 800 мм, с внешним и внутренним облицовочными слоями имела в общей сложности толщину более 1200 мм. С помощью канатной стенорезной машины были вырезаны шесть блоков, что диктовалось грузоподъемностью механизмов, задействованных при демонтаже элементов, которые были вывезены для дальнейшей утилизации. Срок выполнения работ по изготовлению проема составил два дня, вместе с подготовительными работами и демонтажем.
Рис.1. Оборудование для изменения геометрии Рис.2. Оборудование для изготовления
профиля тоннеля вентиляционных проемов в своде тоннеля
Другим примером стал демонтаж балки в выходной камере проходческого щита Лефортовского тоннеля в точке «Б». Размеры данной балки, имевшей ширину 3,0 м и высоту 5,5 м, не позволяли осуществить демонтаж без предварительной ее разделки на элементы меньшего веса. Решение этой задачи было найдено с помощью алмазных технологий. Изначально дисковыми стенорезными машинами были нарезаны бруски сечением 0,5 на 0,5 метра, длиной 6 метров. Шесть слоев таких брусков были демонтированы. В результате высота балки стала 2,5 метра, то есть ее разгрузили почти вдвое. Это позволило перейти ко второй части проекта - канатной резке. Оставшуюся часть конструкции канатными машинами разрезали на элементы весом до 80 тонн и демонтировали 400-тонным краном. Аналогичная работа была выполнена на точке А.
Особый интерес представляет опыт демонтажа железобетонных конструкций при реконструкции автомобильного тоннеля на пересечении Беговой ул. и Ленинградского проспекта. Существовавший тоннель с двумя полосами движения в каждую сторону превратили в восьмиполосный. Если балки покрытия демонтировались обычными методами, то конструкции колон, стенового ограждения и аппарели можно было удалить только с помощью алмазной резки.
При подготовке площадки для строительства гостинично-делового центра «Лоттэ Плаза» предусматривался демонтаж массивного железобетонного фундамента (табл. 1, рис. 3).
Технологический процесс демонтажа фундамента включал в себя:
- сверление технологических отверстий для запасовки алмазного каната;
- проведение земляных работ под подошвой фундамента (изготовление проколов в грунте) для запасовки алмазного каната;
- алмазная канатная резка (рис. 4);
- демонтаж отрезанного элемента.
5/2011
ВЕСТНИК _МГСУ
Таблица 1.
Объём работ по демонтажу массивного железобетонного фундамента при
Технические параметры Единицы измерения Количество
Габариты плиты:
длина м 23,30
ширина м 0,70-4,90
толщина м 1,00-1,10
Общий объем фундаментного блока м3 70,10
Общий вес фундаментного блока т 177,28
Форма фундаментного блока неправильная
Марка бетона М 400
Диаметр арматуры мм 12,00-36,00
Степень армированности средняя
Грузоподъемность крана т 10,00
Максимальный вес отрезаемого элемента т 8,00
Максимальный объем отрезаемого элемента м3 3,20
Количество отрезаемых элементов шт. 23
Рис. 3. Проведение подготовительных работ по освобождению железобетонного фундамента гостинично-делового центра «Лоттэ Плаза» от грунта
Рис. 4. Внешний вид отрезанных блоков перед демонтажем
При проведении работ использовалась специализированная универсальная канатная машина марки «БК-ББ/СР-З» производства компании «Нуёго81ге88», оборудованная алмазным канатом марки ВБ421 производства компании «ТугоШ;» (Австрия).
Весь комплекс работ по демонтажу фундамента был выполнен за 15 рабочих дней.
В связи с внесением корректировки в проект аквапарка и высотного гостинично-офисного комплекса на четвертом участке строительства ММДЦ «Москва-Сити» возникла необходимость усиления фундаментов с частичным изменением их конфигура-
ции. Весь объем работ, начатых весной 2006 г., был разделен на 3 этапа, каждый из которых по-своему уникален.
I этап: Разрезка стен бассейна по уровню днища на блоки весом до 20т (рис. 5). Основная сложность работ заключалась в том, что демонтируемые стены характеризовались высокой степенью армированности (арматура 032 - 36 мм с шагом 100 мм). Содержание металла в железобетоне в среднем достигало до 12 % от плоскости реза. Толщина некоторых стен доходила до 5м, а высота - до 7 м. С применением методов алмазной канатной резки стены отделялись от плиты фундамента и боковых стен и делились на блоки объемом по 6 - 8 м3. В условиях сильной стесненности работы проводились с применением канатных автоматов СБА-1001 немецкой фирмы СЕБША, позволяющих накапливать петли алмазного каната длиной до 21 м. Для вывоза блоков из бассейна был построен пандус из насыпного грунта общим объемом 3 000 м3. По пандусу в котлован спускались трейлеры и другая техника. Для погрузки блоков использовались 150-тонные и 300-тонные автокраны. Общее количество вывезенных блоков составило 196 штук общим весом 2 700 т.
Рис. 5. Разрезка стен бассейна аквапарка на четвертом участке строительства ММДЦ «Москва-
Сити»
II этап: Устройство проемов в днище бассейна (рис. 6). Для этого в железобетонной плите днища с размерами в плане 97х50 м и толщиной 1,8 м было выполнено 280 проемов размером 1,4x1,4 м в плане и глубиной 1,5 м каждый, а также несколько углублений сложной формы. Работы можно было вести только по технологии глубинного канатного пиления, чтобы не допустить изменения прочности фундаментной плиты в целом.
Рис. 6. Внешний вид вырезанного проема в днище бассейна аквапарка на четвертом участке строительства ММДЦ «Москва-Сити»
5/2011 ВЕСТНИК
_МГСУ
Для решения этой задачи была разработана технология, по которой сначала три стороны каждого проема отрезались канатными машинами с погружными роликами, а четвертая - перфорировалась отверстиями диаметром 130 мм на глубину 1.5 м. После этого куски сдвигались в горизонтальном направлении с помощью гидроклиньев. Перфорация и сверление отверстий 0 250 мм на глубину 1.8 м под погружные колонны осуществлялись набором коронок длиной 50, 100, 150 и 200 см. Сверление производилось гидравлическими и электрическими машинами фирм Се&ша и ШШ.
Основная сложность заключалась в том, что работы велись одновременно с вывозом вырезанных блоков, выбуриванием грунта и устройством буронабивных свай с армокаркасом диаметром 1 200 мм на глубину до 30 м.
Кроме того, значительно затрудняло работу то обстоятельство, что вода и эмульсия не могли вытекать из замкнутого бассейна или впитываться в землю. Для откачки воды из высверливаемых под погружные колонны отверстий 0 250 мм постоянно работало несколько насосов. С учетом того, что проектный объем канатного пиления по II этапу составлял около 2700 м2, для соблюдения установленных генподрядчиком сроков выполнения работ одновременно было задействовано до 10 канатных машин.
Достигнутое, в результате выполнения работ усиление фундаментной плиты бассейна, позволило увеличить проектную этажность здания с 30 до 65 этажей.
III этап: Демонтаж фрагмента здания, примыкающего к бассейну, высотой 30 м, шириной 6 ми длиной 89 м (рис. 7).
Рис. 7. Демонтаж части здания, примыкающей к бассейну
Толщина перекрытий и стен составляла от 200 до 600 мм, а сечение колонн 500x800 мм. Фундамент под этой частью здания имел общий объем 1 300 м3 и толщину 2.5 м. Для канатной резки значительной части фундамента применялись специально изготовленные погружные колонны длиной до 3 м. Главная сложность состояла в том, что эту часть фундамента нужно было удалить так, чтобы не было деформации сохраняющейся части здания. Для этого была применена технология, по которой сначала в железобетонном массиве делалась штроба шириной 0,8 м и длиной 100 м. В эту штро-бу через каждые 10-20 см на глубину 16 м устанавливались ограждающие металлические трубы диаметром 30 см. И только после этого можно было выполнять работы по демонтажу удаляемой части фундамента.
Таким образом, непосредственно на объекте за 4 месяца (в пересчете на рабочие человеко-смены) в общей сложности было пропилено 6 500 м2 и просверлено более
6 000 пог.м отверстий различных диаметров. При этом общий вес демонтированного и вывезенного за этот период железобетона составил более 10 000 т (или около 1 000 блоков).
В заключение необходимо сказать, что метод алмазной резки и сверления имеет высокую эффективность при использовании в подземном строительстве. Приведённые примеры наглядно демонстрируют технологическую и экологическую безопасность, а в некоторых случаях и уникальность данного метода.
Ключевые слова на русском языке: алмазная резка и сверление, демонтаж, реконструкция, алмазное оборудование и инструмент, искусственные алмазы, сверлильные машины, стенорез-ные машины, швонарезчики, подземные конструкции.
Ключевые слова на английском языке:concrete drilling, sawing, reconstructing, demolition, undergrounds construction.
Тел., e-mail авторов:
Конюхов Дмитрий Сергеевич: (903)-162-06-21, gidrotehnik@inbox.ru Косолапое Андрей Владимирович: (916)-007-45-15, andreykossolapov@yahoo.com
Рецензент: Щекудов Е.В. - канд. техн. наук, доцент, директор НИЦ «Тоннели и метрополитены», Филиала ОАО ЦНИИС,
