Tunnel Jet Grouting-Ausrüstung

Tunnel-Jet-Grouting stellt eine spezialisierte Technik zur Untergrundstabilisierung und Bodenbehandlung dar, die im Untergrundbau eingesetzt wird, insbesondere in eingeschränkten Umgebungen, in denen konventionelle Tiefgründungs- oder Cut-and-Cover-Wandmethoden unpraktisch oder wirtschaftlich ungünstig sind. Diese Gerätekategorie umfasst die spezialisierten Maschinen und Systeme, die entwickelt wurden, um Hochdruck-Jet-Grouting-Operationen in Tunnel-Aushubarbeiten durchzuführen, wo eine präzise Bodenbehandlung entscheidend ist, um die Stabilität des Gesichts zu gewährleisten, Setzungen zu kontrollieren und die allgemeinen Boden Eigenschaften im Voraus oder gleichzeitig mit dem Tunnelvortrieb zu verbessern. Das Betriebsprinzip des Tunnel-Jet-Grouting besteht in der kontrollierten Injektion von zementbasiertem oder chemischem Schlamm unter hohem Druck – typischerweise 300 bis 700 bar – durch einen Jetting-Monitor oder eine Monitorpistole, die auf einem Bohrgerät montiert ist. Der Hochgeschwindigkeits-Jetstrom, dessen Austrittsgeschwindigkeiten häufig 200 m/s überschreiten, schneidet und mischt den umgebenden Boden, entfernt gleichzeitig Material und verdrängt den Grout in die Hohlräume. Dieser Prozess schafft eine säulenartige oder netzartige Struktur aus verpresstem Bodenmaterial, die die Kohäsion erhöht, die Durchlässigkeit verringert und das Tunnelgesicht stabilisiert. Anwendungen umfassen das Vorverpressen vor dem Gesicht einer Tunnelbohrmaschine (TBM) in schwachen geologischen Formationen, das Nachverpressen zur Kontrolle von Bodensetzungen und zum Abdichten von Hohlräumen hinter segmentierten Auskleidungen sowie die Behandlung von Zonen, die von Verwerfungen, Wasserinfiltration oder unvorhergesehenen geologischen Anomalien betroffen sind. Die Gerätekonfiguration umfasst typischerweise ein Bohrgerät, das mit spezialisierten Mast-Systemen ausgestattet ist, die eine präzise vertikale und horizontale Jetting-Kontrolle ermöglichen, eine Hochdruck-Verpressanlage mit Zentrifugalpumpen, die für den Dauerbetrieb bei 500–700 bar ausgelegt sind, Filtrations- und Mischanlagen, Schlammtransport-Systeme und eine Jetting-Monitorpistole mit mehreren Düsen (einzelne, doppelte oder dreifache Jet-Konfigurationen). Dreibein- oder Geh-Systeme bieten Positionskontrolle und ermöglichen eine schnelle Neupositionierung über den Tunnelquerschnitt. Schlamm- oder Schlammrecycling- und Entsorgungssysteme sind integraler Bestandteil, da das Tunnel-Jet-Grouting erhebliche Mengen an feinkörniger Rückflussflüssigkeit erzeugt, die gemäß den Umweltvorschriften getrennt und verwaltet werden müssen. Die Auswahl der Tunnel-Jet-Grouting-Ausrüstung hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der in-situ Bodenstratifikation und der Festigkeitsmerkmale, der Grundwasserbedingungen, der Überburdenhöhe und des Spannungsregimes, des gewünschten Säulendurchmessers und -abstands, des verfügbaren Arbeitsraums und der Kopfhöhenbeschränkungen innerhalb des Tunnels sowie der Spezifikation der Groutzusammensetzung (Zement-Schlamm gegenüber mikrofeinem Zement oder chemischen Grouts). Der Jetting-Monitor muss in der Lage sein, kontrollierte vertikale und radiale Drehungen durchzuführen, um eine ordnungsgemäße Lochplatzierung zu erreichen und eine ausreichende Überlappung zwischen den verpressten Säulen für die Kontinuität der Behandlungszone sicherzustellen. Tunnel-Jet-Grouting-Operationen unterliegen den europäischen Normen EN 14679 (Ausführung spezieller geotechnischer Arbeiten – Jet-Grouting) und EN 12716 (Ausführung spezieller geotechnischer Arbeiten – Verpressen) sowie projektspezifischen Spezifikationen, die aus geotechnischen Untersuchungsberichten abgeleitet sind. Die Ausrüstung muss die Anforderungen der Drucksystemrichtlinien erfüllen und dokumentierte Zertifikate für Pumpenkapazität, Druckbewertung und Sicherheitssysteme bereitstellen. Die Betreiber benötigen eine Schulung in Druckmanagement, Grout-Rheologie und Gesichtsstabilitätsbewertung, um eine effektive und sichere Ausführung in der herausfordernden unterirdischen Umgebung sicherzustellen.