Производство работ при заполнительной цементации

При устройстве обделки туннелей не всегда удается обеспечить плотное прилегание ее к породе. Зазоры между обделкой и по­родой могут возникнуть вследствие усадочных деформаций бетона или осадки свежеуложенного бетона. Оставленная за обделкой временная крепь также приводит к образованию пустот. Заполнительная цементация, выполняемая под давлением, обеспечивает заполнение всех этих зазоров и пустот, улучшая статическую работу обделки.

Заполнительную цементацию осуществляют путем нагнета­ния раствора или через скважины, пробуриваемые в бетонной обделке, или через металлические трубки соответствующей длины и диаметра, закладываемые в обделку в процессе ее бетонирования.

При монолитной обделке заполнительную цементацию вы­полняют, как правило, выше горизонтальной оси поперечного сечения туннеля и лишь при больших пустотах и вывалах реко­мендуется выполнять ее ниже этой оси. При сборной обделке заполнительную цементацию выполняют по всему ее внешнему периметру.

Скважины располагают по длине туннеля рядами в плос­костях, перпендикулярных продольной оси туннеля, с чередо­ванием в шахматном порядке. Не следует размещать скважины в плоскостях строительных.швов.

Расстояние между вертикальными рядами скважин для туннеля, пройденного в трещиноватых породах, где возможны вывалы, рекомендуется принимать от 1,5 до 3 м, а для туннеля, пройденного в плотных или слабо трещиноватых породах, - от 3 до 6 м.

Количество скважин в вертикальном ряду для туннеля с мо­нолитной обделкой ориентировочно можно принимать по табл. 2.17.

 

В местах крупных вывалов пород глубиной более 1 м на каждую скважину должна приходиться площадь поверхности обделки не более 3 м2. Диаметр скважин зависит от их глуби­ны, расхода раствора и принимается обычно в пределах 38- 56 мм.
 
Обработку скважин в каждом вертикальном ряду начинают с нижних, постепенно поднимаясь к своду. При этом вышеле­жащие скважины все время остаются открытыми. Такая схема исключает образование воздушных мешков в своде, обеспечи­вает отжатие воды, выделяющейся из раствора, и позволяет контролировать процесс. Инъекцию можно вести одновременно в две симметрично расположенные скважины или в большее их число. Инъекцию проводят до получения отказа или до появле­ния раствора из соседней вышерасположенной скважины, ко­торую после этого оборудуют нагнетателем, и начинают пода­вать в нее раствор. Так продолжают обработку скважин до свода, забивая нижерасположенные скважины деревянными пробками.
 
Заполнительную цементацию выполняют методом последо­вательного сближения рядов скважин. При этом очередность обработки рядов скважин может быть самой разнообразной. Так, можно инъецировать в первую очередь четные ряды сква­жин, а во вторую - нечетные или сначала каждый пятый ряд, затем каждый третий и в третью очередь промежуточные ряды между ними.
 
Скважины первой очереди заполнительной цементации заглубляют в скалу на 10-15 см, а скважины второй и после­дующих очередей - на 30-40 см.
 
Перед нагнетанием раствора с обделки снимают опалубку, скважины продувают сжатым воздухом и промывают водой. Инъекцию производят лишь после достижения бетоном обдел­ки прочности, достаточной для восприятия давления цемента­ционного раствора. Значение этого давления, зависящее от формы поперечного сечения и режима работы туннеля, а также от типа его обделки, устанавливают на основе опытных работ. В безнапорных туннелях при инъекции в скважины первой оче­реди в боковых частях обычно принимают давление до 0,2 МПа и в своде - до 0,4 МПа. В напорных туннелях инъекцию в сква­жины первой очереди производят под давлением 0,3-0,5 МПа. Скважины второй и последующих очередей напорных и безна­порных туннелей обрабатывают через 24-36 ч после оконча­ния нагнетания раствора в скважины предыдущей очереди при больших в 1,5-2 раза давлениях.
 
Вначале инъекцию обычно проводят нажимным способом, и лишь при резком повышении давления переходят на циркуля­ционный.
 
Расход раствора, необходимого для заполнительной цемен­тации, зависит от размеров туннеля и пустот за обделкой, ко­торые в свою очередь зависят от геологических условий по трассе туннеля, культуры производства проходческих и бетон­ных работ,  типа  применяемой  временной  крепи   (табл. 2.18).
 
Заполнительную цементацию проводят участками длиной не менее 30-40 м, а при больших вывалах и пустотах, когда раствор распространяется на большие расстояния, - участками не менее 70-100 м. При этом участок нагнетания раствора должен располагаться с отставанием не более 50-60 м от мес­та устройства обделки.