Doppelflüssigkeitsanlagen

Doppelfluid-Rigs stellen spezialisierte Geräte dar, die für die Durchführung von Doppelfluid-Jet-Grouting, einer Bodenverbesserungstechnik, die zwei unterschiedliche Fluidströme verwendet, konzipiert sind, um stabile unterirdische Strukturen und Permeabilitätsbarrieren zu schaffen. Diese Rigs sind grundlegend für den Bau von Schlitzwänden, Sperrvorhängen, Sekantenpfahlwänden und anderen Elementen der Tiefgründung, die eine präzise Bodenstabilisierung und Abdichtung erfordern. Die Technologie dient als entscheidender Ermöglicher für Tiefgründungsauftragnehmer, die in wasserüberfluteten, kontaminierten oder instabilen Bodenbedingungen arbeiten, wo traditionelle Methoden unzureichend oder unwirtschaftlich sind. Doppelfluid-Jet-Grouting-Systeme arbeiten nach dem Prinzip der gleichzeitigen Injektion eines primären Mörtelstroms und einer sekundären Erosions-/Transportflüssigkeit, typischerweise Wasser oder Luft-Wasser-Kombinationen, durch speziell gestaltete Düsen, die innerhalb des Bohrlochs positioniert sind. Die Hochgeschwindigkeitssekundärflüssigkeit erodiert die umgebende Bodenmatrix, während der Mörtel die entstandene Hohlräume füllt und sich im gelockerten Boden setzt. Dieser Dual-Stream-Ansatz ermöglicht es den Auftragnehmern, größere Säulendurchmesser, verbesserte Homogenität und eine bessere Qualitätskontrolle im Vergleich zu Einzelfluid-Systemen zu erreichen. Die Jets werden von oben nach unten eingesetzt, entweder in einer statischen Anwendung zur Bildung vertikaler Wände oder in einem rotierenden Muster, um zylindrische Säulen zu schaffen, die als ineinandergreifende Sperrbarrieren oder tragende Elemente dienen. Die Anwendungen erstrecken sich über mehrere Szenarien der Tiefgründung. Bei Grundwasser-Sperrvorhängen schaffen Doppelfluid-Rigs kontinuierliche oder überlappende Jet-Grouting-Säulen, die das Eindringen durch Aquiferen und kontaminierte Zonen minimieren. Für den Bau von Schlitzwänden verbessern vorläufige Jet-Grouting-Säulen die Bodenfestigkeit und reduzieren den Grundwassereintritt während der anschließenden Ausgrabung von Schlitzwandpaneelen. In Sekantenpfahlwänden dienen jet-groutete Elemente als Primärpfähle, die sowohl strukturelle Unterstützung als auch Permeabilitätskontrolle bieten. Diese Rigs adressieren auch die Bodenstabilisierung unter bestehenden Strukturen und mindern das Risiko von Setzungen und Absenkungen in städtischen Umgebungen. Die Gerätekonfigurationen variieren je nach Betriebsanforderungen. Standard-Doppelfluid-Rigs bestehen aus Hochdruckpumpeneinheiten (typischerweise 20–40 MPa für Mörtelleitungen und 10–20 MPa für Wasserleitungen), dualen Fluidverteilungssystemen mit unabhängiger Messung, rotierenden Bohrköpfen mit integrierten Jetdüsen und Hebe-/Positionierungsmaschinen. Einige Systeme integrieren eine Dreifluideinheit, die komprimierte Luft als dritten Strom für verbesserte Erosion und Optimierung des Säulendurchmessers einführt. Fortschritte umfassen automatisierte Tiefenkontrollsysteme, Echtzeitüberwachung von Druck und Durchfluss sowie computerassistierte Überprüfung der Säulenüberlappung, um eine kontinuierliche Barrierenbildung sicherzustellen. Die Auswahlkriterien konzentrieren sich auf mehrere technische Parameter. Der maximale Betriebsdruck bestimmt den erreichbaren Säulendurchmesser und die Eindringtiefe; höhere Drücke ermöglichen größere Säulen, erfordern jedoch ein robustes strukturelles Design. Die Mörtel-Durchflussraten müssen die Injektionsgeschwindigkeit mit der Kapazität der Ausrüstung und den unterirdischen Bedingungen in Einklang bringen. Die Rotationsgeschwindigkeit und die Positionierungsgenauigkeit beeinflussen die Säulengeometrie, was besonders kritisch für überlappende Wandanwendungen ist. Die Klassifizierung des Bodenprofils – einschließlich Bodentyp, unkonfiniertem Druckfestigkeit und Grundwasserbedingungen – beeinflusst direkt die Düsenwahl, die Fluidkombinationen und die Betriebsparameter. Umweltauflagen, wie Vibrationsgrenzen und Lärmvorschriften in städtischen Gebieten, begünstigen ruhigere Doppelfluid-Systeme gegenüber luftbasierten Alternativen. Die Branchenstandards, die das Doppelfluid-Jet-Grouting regeln, umfassen DIN EN 12716 (Ausführung von speziellen geotechnischen Arbeiten), die Anforderungen an Design, Ausführung und Qualitätssicherung festlegt, sowie ISO 15702-1, die die Terminologie und Klassifikation des Jet-Groutings behandelt. Zusätzliche Leitlinien ergeben sich aus nationalen Standards (französische NF P94-155, deutsche DGGT-Richtlinien) und spezialisierten technischen Empfehlungen von ICOLD und Berufsorganisationen. Vertragliche Spezifikationen verlangen typischerweise Versuchssäulen, Festigkeitsprüfungen und fotografische Dokumentationen der Säulenpositionierung, um die Kontinuität der Barriere und die strukturelle Angemessenheit zu überprüfen.