Метрополитены (стр. 24 )

6.7.3.2 Способы закрепления грунтов по типу используемых инъекционных материалов подразделяются на цементацию, силикатизацию и смолизацию, по методу введения раствора в грунт – на обычную инъекцию и струйную цементацию.

6.7.3.3 Способ закрепления грунтов следует выбирать на основании инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, требований экологии и технико-экономического сравнения вариантов закрепления.

В зависимости от инженерно-геологических условий, цели и принятого метода инъекции для обработки грунтов следует применять инъекционные растворы на основе минеральных вяжущих или полимерных материалов, обладающих широким диапазоном реологических и физико-механических характеристик и обеспечивающих повышение прочности, водонерпоницаемости грунтов или водоподавление.

Границы применения различных способов приведены в таблице 6.7.2.

Таблица 6.7.2

Способ закрепления грунтов	Характеристики закрепляемого грунта	Рекомендуемый тип и вид инъекционного раствора
Тип (вид) грунтов	Коэффициент фильтрации, м/сут
Цементация	Скальные, трещиноватые выветренные и закарстованные, крупнообломочные, крупно - и среднезернистые пески	20-100	Цементные	Различные виды цемента, с инертными и химическими добавками разного назначения, аэрированные растворы, растворы на вибродомолотых цементах
Цементно - глинистые	Цемент, глина, добавки разного назначения
Скальные малотрещинова-тые, нескальные грунты, включая мелкозернистые и пылеватые пески, супеси	От 0,3-5	На основе тонкодисперсных вяжущих	Различные марки тонкодисперсных вяжущих с пластификаторами и ускорителем схватывания
Струйная цементация	Несвязные грунты от крупнозернистых до связных грунтов	Не регламенти-руется	Цементный для струйной цементации	Цементные, цементобентонитовые, с силикатом натрия и химическими добавками
Силикатизация	Скальные трещиноватые, крупно-обломочные, пески, лессы	5-80	Двухрастворная силикатизация	Силикат натрия, хлористый кальций
Скальные малотрещинова-тые, пески средне - и мелкозернистые и пылеватые, лессы	0,5-20	Однорастворная силикатизация	Мягкие и твердые гели силиката натрия с отвердителями - растворами кислот и окисей металлов
Смолизация	Скальные малотрещинова-тые, пески средне - и мелкозернистые и пылеватые, супеси	От 0,3-5	Растворы смол	Карбамидные и другие виды полимерных смол

6.7.3.4 Для выбора способа закрепления грунтов и получения исходных данных для проектирования инъекционных работ в дополнение к основным инженерно-геологическим изысканиям необходимо проводить специальные изыскания и исследования.

На первом этапе получают подробные данные о геологическом строении грунтов, гидрогеологических условиях участка и физико-механических характеристиках грунтов на основании исследований, выполненных согласно 5.1.1, или проведенных дополнительно для уточнения инженерно-геологических условий применительно к особенностям ведения инъекционных работ.

На втором этапе выполняют лабораторные исследования с назначением вида и состава инъекционного раствора и опытные работы по закреплению грунтов в натурных условиях для проверки и уточнения параметров и технологии закрепления грунтов.

6.7.3.5 Опытное закрепление грунтов в обязательном порядке необходимо проводить для особо ответственных сооружений или в особо сложных инженерно-геологических условиях, а также при необходимости гарантированного получения заданных характеристик закрепленного грунта.

При проведении опытных работ определяются расчетный объем и радиус закрепления, физико-механические характеристики закрепленных грунтов, уточняются технологические приемы и параметры инъекции (давление нагнетания, расход инъекционных материалов), время инъекции единицы объема грунта, а при струйной цементации давление нагнетания раствора и воздуха, скорость подъема и вращения монитора, количество и диаметр сопел, расход раствора на 1 м скважины.

Если опытная инъекция не проводится, то не менее 10% инъекционных скважин считаются опытными.

По результатам проведения опытных работ выполняется корректировка проектной документации на инъекционное закрепление грунтов.

6.7.3.6 В процессе производства работ технологические параметры инъекционных работ следует корректировать в зависимости от изменений геологических и гидрогеологических характеристик грунтов, выявляемых в процессе ведения работ.

6.7.3.7 Рабочую документацию инъекционного закрепления грунтов должна разрабатывать специализированная проектная организация. Документация должна содержать следующие технические решения и данные:

-  технико-экономическое обоснование выбора способа закрепления грунтов;

-  решение о назначении типа (вида) основания или другой конструкции из закрепленных грунтов и конструктивной схемы закрепления в соответствии с решаемой технической задачей;

-  масштабные инженерно-геологические планы и разрезы с нанесением расчетных контуров и размеров закрепляемых массивов грунта, а также требования к прочностным, деформационным и другим свойствам закрепленных грунтов;

-  данные об объемах закрепления грунтовых массивов и общем количестве необходимых для выполнения работ материалов;

-  расположение в закрепляемом массиве грунтов инъекционных и контрольных скважин в плане и по глубине с указанием их глубин, наклонов, диаметров, допускаемых отклонений;

-  данные о номенклатуре, характеристиках и количестве необходимых для выполнения работ механизмов и оборудования (бурового, забивного, насосного, инъекционного, компрессорного, емкостей и др.);

-  порядок обработки грунтов инъекционными растворами, их удельный расход, давление нагнетания, порядок приготовления инъекционных растворов;

-  технологические карты или схемы с описанием способов и технологической последовательности проводимых работ, трудозатрат и потребностей в механизмах и материалах по этапам, скорости вращения и подъема монитора при струйной цементации грунтов;

-  объемы работ по контрольному закреплению грунтов и указания по их выполнению;

-  дополнительные указания к мероприятиям по контролю качества работ, технике безопасности, охране окружающей среды;

-  календарный план работ, в котором на основе объемов работ, технологии и наличия механизмов и оборудования устанавливаются последовательность и сроки выполнения отдельных видов работ;

-  другие данные общестроительного характера (вспомогательные устройства, мероприятия при работах в зимних условиях и т. п.).

6.7.3.8 Работы по инъекционному закреплению грунтов должны выполняться строительной организацией или участком, имеющим опыт ведения буровых и инъекционных работ.

6.7.3.9 Организация работ по закреплению грунтов должна предусматривать:

-  подготовку стройплощадки к работам, в том числе, сооружение (при необходимости) специальных камер, выработок при проходке зон неустойчивых водонасыщенных грунтов, ограждение рабочих участков, устройство временных бытовок, складов, навесов, утепление растворных узлов;

-  обеспечение участка электроэнергией, водой, сжатым воздухом;

-  геодезическую выноску оси и контура тоннеля при проведении работ с дневной поверхности;

-  доставку, размещение, подключение и проверку технологического оборудования; доставку и складирование строительных материалов;

-  организацию лабораторного поста.

6.7.3.10 Инъекционные работы подлежат обязательному документированию с указанием времени начала и окончания вида работ, номеров скважин и границ участков, в пределах которых ведутся работы, основных технических характеристик используемого оборудования, составов растворов. Необходимо также фиксировать данные о режимах и расходах растворов, их характеристиках, результаты гидроопробования скважин, отклонения от требований ППР и вызвавшие их причины.

При выполнении инъекционных работ следует вести общий журнал работ, а также журналы бурения и гидроопробования скважин, нагнетания и контроля параметров инъекционного раствора и тампонажного камня.

6.7.3.11 В случае изменения инженерно-геологических условий, способов производства работ и в других обоснованных случаях работы необходимо выполнять только после внесения в проектную документацию соответствующих изменений и дополнений.

6.7.3.12 К инъекционным растворам предъявляются следующие требования:

-  высокая проникающая способность;

-  обеспечение максимального выхода тампонажного камня;

-  возможность регулирования технологических (реологических) параметров (вязкости, сроков схватывания или отверждения и др.);

-  механическая прочность и противофильтрациоцная плотность закрепленного грунта, соответствующая цели инъекции.

Основные типы инъекционных растворов и их краткая характеристика представлены в таблице 6.7.3.

Таблица 6.7.3

Вид инъекционного раствора	Характеристика инъекционного раствора	Характеристики закрепленного грунта
Состав раствора	Плотность раствора, г/см3	Весовое или объемное соотно - шение компо - нентов	Время схваты- вания (начало - конец), ч	Подвиж - ность, см (вяз - кость, сПз)	Проч - ность, МПа	Водонепро- ницаемость Кф, см/с
Суспензии стабильные и неста - бильные	Цементные	Различные виды цемента, в том числе с инертными и активными минеральными и химическими добавками и с тонкодисперсными добавками	1,2-2	В:Ц=0,5-1	0,75-12	18-24	До 30	10-4
Цементно- глинистые	Цемент, глина, добавки разного назначения	1,5-1,65	Ц:Г=1:1-1:4 В:Ц=0,5-5	4-24	То же	До 25
Цементные для струйной цементации	Цементные, цементобен - тонитовые, с силикатом натрия и химическими добавками	1,5-1,6	В:Ц=0,8-1	2-4	18-24	До 30
На основе тонкодисперсных вяжущих	Тонкодисперсное вяжущее с пластификатором и ускорителем схватывания	1,1-1,5	В:Ц=6-1	2,5-4	20-30	0,5-30
Растворы силикатов и смол	Двухрастворная силикатизация	Силикат натрия	1,35-1,44	1	0-0,01	(25-50)	1,5-3,5
	Хлористый кальций	1,26	1
	Однорастворная силикатизация (мягкие гели)	Силикат натрия	1,04-1,19	1	0,5-16	(1,5-3)	2-4
	Отвердители:
	фосфорная кислота	1,025	3-4
	серная кислота	1,06	0,87
	сернокислый алюминий	1,06	0,47
	алюминат натрия	1,05	2-0,35
	кремне - фтористо - водородная кислота	1,037	0,01-0,02
	То же (твердые гели)	Силикат натрия	1,3	1	0,5-1	(3-5)	20-40
	Кремне - фтористо - водородная кислота	1,08-1,1	0,2-0,3
	Растворы смол	Карбамидная смола марки КМ	1,08-1,16	1	0,07-4	(3-14)	До 30
	Отвердители:
	щавелевая кислота	1,03-1,04	0,03-0,15
	соляная кислота	То же	0,04-0,1
Примечание - В:Ц - водоцементное отношение; Ц:Д - соотношение цемент:добавка.

При выборе типа и состава инъекционного раствора следует учитывать: