Работы по нагнетанию за обделку. Назначение нагнетания. Виды нагнетания. Применяемые машины и механизмы.

Нагнетание растворов за обделку тоннелей производится с целью заполнения остающихся за ней в процессе строительных работ пустот и зазоров твердеющими растворами, обеспечивающими совместную работу обделки с окружающим грунтом.

Нагнетание растворов улучшает статическую работу, уменьшает деформации обделки, предупреждает осадки земной поверхности, обеспечивает повышение водонепроницаемости конструкций и, как следствие, уменьшает их коррозию и повышает долговечность сооружений.
Нагнетание должно производиться в два этапа - первичное и контрольное.

Первичное нагнетание надлежит производить за обделки всех типов, кроме монолитно-прессованных бетонных обделок, сборных обделок, обжатых в породу и возводимых методом продавливания.

Контрольное нагнетание следует производить за обделки всех типов, кроме монолитно-прессованных, и обделок, возводимых при проходке тоннелей щитами с бентонитовым пригрузом.
Для производства работ по нагнетанию растворов за тоннельную обделку применяется смесительное и насосное оборудование, раствороводы, инъекторы и контрольно-измерительная аппаратура.

Технологическое оборудование и его размещение должны обеспечивать:

высокие темпы производства работ при минимальных трудовых и материальных затратах;

наименьшее загромождение тоннеля, и безопасное обслуживание машин и механизмов, а также удобство транспортирования материалов и растворов.
4.2. Приготовление раствора следует производить в растворомешалках периодического и непрерывного действия, производительность которых должна обеспечивать непрерывную работу насосов, подающих раствор за обделку.

Для приготовления растворов на основе цемента и песка рекомендуется использовать растворомешалки лопастные типа СО и турбулентные смесители типа СБ, для приготовления растворов на основе цемента - растворомешалки турбинные типа РМ и лопастные типа ЛРМ (приложение 5).

Пневморастворонагнетатели (приложение 6), а также штукатурные агрегаты (приложение 7) осуществляют как приготовление, так и подачу раствора за обделку.

4.3. При больших расходах растворов на основе цемента и песка и давлении нагнетания до 0, 5 МПа рекомендуется применять диафрагменные и поршневые насосы типа СО, при небольших расходах раствора на основе цемента и давлении нагнетания до 1, 0 М па - плунжерные и винтовые растворонасосы (приложение 8).

4.4. Раствор от насоса к инъектору подается по гибким раствороводам или металлическим трубопроводам.

В качестве гибких раствороводов напорной линии используются рукава:

резиновые напорные с нитяными оплетками (ГОСТ 10362-76);

резинотканевые напорные (ГОСТ 18698-79);

буровые оплеточные (ТУ 38-10358-81).

Для транспортирования раствора по металлическим трубопроводам применяются стальные бесшовные горячедеформированные трубы (ГОСТ 8732-78).

4.5. Стыковые соединения рукавов и металлических труб раствороводов должны обеспечивать свободное прохождение раствора и быструю их сборку и разборку.
4.6. Присоединение раствороводов к отверстиям в обделке должно осуществляться с помощью инъекторов, оснащенных обратным клапаном или запорными (пробковыми или шаровыми) кранами, которые обеспечивают герметизацию отверстий. Диаметр проходного отверстия крана должен соответствовать диаметру раствороводов.
4.7. Измерительная аппаратура - манометры, водомеры, ареометры, термометры, часы-секундомеры и т.п. - должна обладать требуемой точностью. Манометры, водомеры и весы должны иметь соответствующие удостоверения о проверке.
Первичное нагнетание

6.1. Перед нагнетанием раствора торцевые зазоры между сборной обделкой и грунтом при горном способе герметизируются уплотняющим материалом или специальным устройством, не пропускающим раствор (приложение 10).

При щитовой проходке для герметизации зазоров между сборной обделкой и оболочкой щита следует применять специальное металлическое кольцо с резиновым фартуком, подвешиваемое на щитовые домкраты, или уплотнительное торовое устройство, размещаемое в хвостовой части оболочки (приложение 11).

Перед нагнетанием за сборную обделку все трещины и неплотности в швах тщательно законопачивают.

6.2. Первичное нагнетание раствора за сборную обделку тоннеля должно производиться за каждое последнее смонтированное кольцо.

При горном способе проходки допускается в устойчивых грунтах нагнетание производить до уровня горизонтального диаметра последнего собираемого кольца, а на всю высоту кольца - с отставанием не более трех колец.

6.3. При щитовой проходке рекомендуется (а при проходке под сооружениями метрополитена необходимо) осуществлять нагнетание раствора в последнее смонтированное кольцо непосредственно в процессе передвижки щитового комплекса.

6.4. Процесс нагнетания должен осуществляться непрерывно до полного заполнения пустот. Нагнетание должно осуществляться снизу вверх по кольцу во все отверстия в спинках блоков или тюбингов по обе стороны вертикальной оси обделки тоннеля.

6.5. Первичное нагнетание раствора за монолитную обделку тоннеля должно производиться на участках длиной 20 - 30 м по достижении бетоном обделки проектной прочности.

Допускается производить нагнетание раствора за обделку по достижении бетоном 75% проектной прочности при наличии соответствующего обоснования, тщательного контроля за процессом нагнетания и согласования с проектной организацией.

6.6. Первичное нагнетание за монолитную обделку стен необходимо производить последовательно по обе стороны тоннеля в скважины, расположенные продольными рядами (рис. 4). Работы по нагнетанию следует производить одновременно по обе стороны вертикальной оси обделки в два симметрично расположенных отверстия.

Нагнетание за монолитную обделку, сооружаемую с применением пневмобетоноукладчиков или бетононасосов в устойчивых плотных грунтах, не производится на участках тоннелей ниже пяты свода при отсутствии временной крепи с забутовкой или деревянной затяжкой.

6.7. Нагнетание за сводовую часть обделки надо производить после завершения нагнетания за стены тоннеля, переходя от нижерасположенных к вышерасположенным скважинам.

6.8. Нагнетание за обделку шахтных стволов следует производить снизу вверх отдельными захватками, высота которых устанавливается проектом производства работ в зависимости от инженерно-геологических условий и метода возведения обделки.

6.9. При сооружении стволов методом погружения в тиксотропной рубашке должны устраиваться пояса из цементно-песчаного раствора состава 1: 1, сооружаемые в пределах двух нижних и двух верхних колец обделки.

Подача цементно-песчаного раствора должна производиться растворонасосами по металлическому раствороводу, погружаемому через тиксотропный раствор до заданного уровня. По мере вытеснения тиксотропного раствора растворовод укорачивается. Подача цементно-песчаного раствора через отверстия в тюбингах не допускается.

6.10. Нагнетание за обделку должно производиться при температуре в тоннеле не ниже 5°С. При температуре ниже 5°С и нагнетании раствора за обделку тоннелей, сооружаемых в вечномерзлых или искусственно замороженных грунтах, следует выполнять дополнительные требования, согласно специальным указаниям проекта и приложения 12.

6.11. Окончание нагнетания за сборные и монолитные обделки следует определять по появлению раствора в вышерасположенных отверстиях (скважинах) или при наступлении «отказа». Максимально допустимое давление на обделку не должно превышать 0, 5 МПа.

6.12. Отверстия, в которых нагнетание уже произведено, после снятия инъекторов следует закрывать деревянными или полиэтиленовыми пробками. Пробки из отверстий извлекаются только после схватывания раствора.

6.13. При перерыве нагнетания более полутора часов необходимо производить промывку растворомешалок, растворонасосов и раствороводов.

6.14. Дефекты в беконе обделки (раковины, трещины и т.д.) должны быть ликвидированы до начала контрольного нагнетания.

Контрольное нагнетание

6.15. Контрольное нагнетание раствора за сборные обделки необходимо производить по всему периметру. Контрольное нагнетание не производится за лотковую часть монолитных обделок.

6.16. Контрольное нагнетание за сборные обделки производится вне действия проходческого комплекса (щита) на расстоянии 30 - 50 м от забоя. Контрольное нагнетание на участке с притоннельными сооружениями должно осуществляться после завершения их строительства.

При сооружении станций контрольное нагнетание за обделку боковых тоннелей должно быть полностью закончено до приближения забоя среднего тоннеля к соответствующим кольцам боковых тоннелей на расстояние не менее 10 м.

6.17. Контрольное нагнетание за обделку шахтных стволов следует производить снизу вверх отдельными захватками. От места контрольного нагнетаний в направлении забоя должно быть не менее 6 м обделки, за которую произведено первичное нагнетание.

Допускается выполнять контрольное нагнетание после завершения первичного нагнетания на длине всего ствола.

Контрольное нагнетание не должно производиться, если за обделкой ствола, сооруженного методом погружения в тиксотропной рубашке, оставлен тиксотропный раствор.

6.18. Контрольное нагнетание за обделки из сборного железобетона производится после чеканки швов и отверстий для первичного нагнетания, а также после гидроизоляции болтовых отверстий и отверстий для установки шпилек в ребра блоков. Чеканка швов сборных железобетонных блоков, в конструкции которых предусмотрены резиновые уплотнения (прокладки), не производится.

6.19. Контрольное нагнетание за обделку из чугунных тюбингов производится до переболчивания и чеканки швов.

6.20. Нагнетание за сборные обделки производится в каждое кольцо по обе стороны вертикальной оси тоннеля снизу вверх во все пробуренные отверстия.

6.21. Скважины для контрольного нагнетания за сборные железобетонные обделки, следует бурить до грунта в местах пересечения швов (в крестовинах).

6.22. Скважины для контрольного нагнетания за обделки из чугунных тюбингов необходимо бурить до грунта через пробковые отверстия в спинках тюбингов.

6.23. Порядок производства работ по контрольному нагнетанию за монолитную обделку тоннеля аналогичен порядку первичного нагнетания и должен соответствовать схеме, представленной.

6.24. Скважины для контрольного нагнетания за монолитную обделку следует бурить до грунта между скважинами для первичного нагнетания в шахматном порядке.

6.25. Контрольное нагнетание раствора за обделку производится до прекращения поглощения раствора при предельном давлении, измеренном на устье скважины.

Давление нагнетания ограничивается допустимой нагрузкой на обделку, условием предотвращения гидроразрыва окружающего грунта и определяется проектом.

При чугунной обделке контрольное нагнетание следует производить при давлении не более 1, 0 МПа (10 кгс/см²), при монолитной бетонной - не более 0, 4 АПа (4 кгс/см²).

Величина давления при контрольном нагнетании раствора за сборную железобетонную обделку устанавливается проектом в пределах 0, 2 - 0, 5 МПа (2 - 5 кгс/см²).

Величина предельного давления нагнетания уточняется для конкретных условий строительства по результатам гидроопробования скважин (приложение 13) и согласовывается проектной организацией.

6.26. Отверстия после окончания контрольного нагнетания должны быть изолированы (заполнены и зачеканены) уплотняющим составом.