Одним из активно развивающихся направлений в подземном строительстве является строительство метро. В условиях растущей плотности городской застройки и увеличения трафика движения в Москве метро становится почти единственным решением для соединения отдалённых жилых районов и центральной части города. Обеспечивая кратчайшее время поездки, линии метро позволяют сохранить историческую застройку и привлекательный ландшафт столицы.
В строительстве метро можно выделить следующие направления работ: проходка тоннелей с прокладкой путей для поездов и строительство станций. В тоннельной проходке применяют специальное оборудование – тоннеле-проходческие механизированные комплексы. При проходке грунт или горные породы срезаются и подаются на транспортёр для перемещения наружу. Существуют различные модификации тоннеле-проходческих комплексов. В одной из них механизированная разработка грунта происходит с использованием раствора на основе бентонитовых глинопорошков. Во время проходки бентонитовая суспензия подается на рабочий инструмент и выполняет несколько функций: от снижения трения в работе режущих инструментов до удержания грунта от обрушения во время рабочего процесса.
В строительстве станций метрополитена также применяется бентонит. Он используется в процессе сооружения ограждений котлована, выполняемых по технологии «стена в грунте». Прежде, чем начинать разработку котлована в условиях близко расположенных зданий и жилых домов, необходимо предотвратить возможные движения грунтов в зоне, прилегающей к строительной площадке. Для этого по периметру строительства будущей станции возводят монолитную стену из железобетона. После устройства монолитной стены, внутри её периметра начинают разработку и вывоз грунта. В процессе дальнейших работ грунт надежно удерживается возведенной монолитной стеной, а прилегающая территория не испытывает каких-либо движений грунта в сторону котлована.
Масштабы земляных работ при строительстве станций метро весьма впечатляющие. Глубина котлована доходит до пятидесяти метров, с поперечными размерами в несколько сотен метров. Конечно требования к качеству работ, а особенно к бетонным работам по технологии «стена в грунте» очень высокие.
При строительстве метро предъявляют высокие требования и к качеству материалов, в том числе к бентонитам. Для достижения лучших результатов и стабильности в работе наиболее подходят глинопорошки изготовленные по международным стандартам. Таким стандартом, используемым для оценки качества бентопорошков является стандарт API-13A. По этому стандарту определяют не только исходные характеристики бентонитов. Преимуществом стандарта является оценка качества приготовляемых растворов, для чего измеряют вязкость, динамическое напряжение и объем фильтрата. Расширенные возможности позволяют не только контролировать стабильность качества продукции, но и подбирать оптимальные параметры для различных условий.
К бентонитам, соответствующим международным стандартам относится бентонит марки ПБМА/API изготовленный по ТУ 20.59.59-001-66968482-2017. Он изготовляется из натриевой бентонитовой глины Иранского месторождения с высоким содержанием породообразующего минерала — монтмориллонита. Сберегающий режим сушки в процессе производства глинопорошка сохраняет полезные свойства минерала, а сверхтонкий помол увеличивает их показатели. Дополнительным преимуществом бентопорошков из натриевой глины Иранского месторождения является отсутствие добавок при производстве базового продукта. Это значит, что материал имеет высокие показатели и стабильность исключительно за счет природных свойств. Также качество бентонита по всем характеристикам соответствует марке ПБМА, что подтверждается в паспортах качества.
Производство бентонтовых растворов осуществляется непосредственно на строительной площадке. Для этих целей на период строительства сооружается мобильный бентонитовый завод. Он позволяет выполнять работы «стена в грунте» в течении всего года, даже в зимний период. Задачей завода является приготовление и хранение готового раствора, его подача на производственную площадку и регенерация отработанных растворов. В процессе регенерации из раствора выделяется твердая фаза и осуществляется обновление суспензии до необходимых параметров.
Для обеспечения бесперебойной работы, помимо необходимой вязкости и плотности бентонитовый раствор должен иметь высокую стабильность в течении нескольких суток. Применение бентонитов марки ПБМА/API показало преимущество в процессе приготовления раствора. Наряду со стабильностью качественных характеристик раствора, снижается расход бентопорошка по сравнению с другими марками бентонитов. Монолитная стена возводимая на основе бентонитов ПБМА/API обладает более чистой поверхностью и повышенными прочностными характеристиками.