Zařízení pro tunelování a jet grouting

Jet grouting při tunelování představuje specializovanou techniku stabilizace podloží a úpravy půdy, která se používá ve výstavbě podzemních objektů, zejména v uzavřených prostředích, kde jsou konvenční metody hlubokých základů nebo cut-and-cover stěn nepraktické nebo ekonomicky nevýhodné. Tato kategorie zařízení zahrnuje specializované stroje a systémy navržené k provádění operací jet grouting pod vysokým tlakem v pracích na výkopu tunelů, kde je přesná úprava půdy nezbytná pro udržení stability čela, kontrolu poklesů a zlepšení celkových vlastností půdy před nebo současně s postupem tunelu. Provozní princip jet grouting při tunelování zahrnuje kontrolovanou injektáž cementové nebo chemické suspenze pod vysokým tlakem—typicky 300 až 700 bar—prostřednictvím monitoru jettingu nebo injektážní pistole umístěné na vrtném zařízení. Vysokorychlostní jetový proud, jehož výstupní rychlosti často překračují 200 m/s, řeže a míchá okolní půdu, současně odstraňuje materiál a posouvá injektáž do dutin. Tento proces vytváří sloupcovou nebo síťovou strukturu injektované půdy, která zvyšuje soudržnost, snižuje propustnost a stabilizuje čelo tunelu. Aplikace zahrnují předběžnou injektáž před čelem tunelovacího stroje (TBM) v slabých geologických formacích, následnou injektáž pro kontrolu poklesů půdy a utěsnění dutin za segmentovými obklady a úpravu zón postižených poruchami, průnikem vody nebo nepředvídanými geologickými anomáliemi. Konfigurace zařízení obvykle zahrnuje vrtné zařízení vybavené specializovanými systémovými mastmi schopnými přesné vertikální a horizontální kontrola jettingu, vysokotlakou injektážní stanici s odstředivými čerpadly určenými pro nepřetržitý provoz při 500–700 bar, filtrační a míchací jednotky, systémy pro transport suspenze a injektážní pistoli s více tryskami (jednoduché, dvojité nebo trojité konfigurace). Tripodové nebo chůdové systémy poskytují polohovou kontrolu a umožňují rychlé přeorientování napříč průřezem tunelu. Systémy pro recyklaci a likvidaci kalu nebo suspenze jsou nedílnou součástí, protože jet grouting při tunelování generuje značné objemy kapaliny s jemnými částicemi, které musí být odděleny a spravovány v souladu s environmentálními předpisy. Výběr zařízení pro jet grouting při tunelování závisí na několika faktorech, včetně in-situ stratifikace půdy a charakteristik pevnosti, podmínkách podzemní vody, hloubce nadložení a režimu napětí, požadovaném průměru sloupce a rozestupu, dostupném pracovním prostoru a výškových omezeních uvnitř tunelu a specifikaci složení injektáže (cementová suspenze versus mikrojemný cement nebo chemické injektáže). Monitor jettingu musí být schopen kontrolované vertikální a radiální rotace, aby dosáhl správného umístění otvoru a zajistil dostatečné překrytí mezi injektovanými sloupy pro kontinuitu ošetřované zóny. Operace jet grouting v tunelu jsou řízeny evropskými normami EN 14679 (Provádění speciálních geotechnických prací—Jet grouting) a EN 12716 (Provádění speciálních geotechnických prací—Injektáž), stejně jako specifikacemi specifickými pro projekt odvozenými z geotechnických vyšetřovacích zpráv. Zařízení musí prokázat shodu s předpisy o tlakových systémech a poskytnout dokumentované certifikace pro kapacitu čerpadel, tlakové hodnocení a bezpečnostní systémy. Operátoři vyžadují školení v oblasti řízení tlaku, reologie injektáže a hodnocení stability čela, aby zajistili efektivní a bezpečné provádění v náročném podzemním prostředí.