Εξοπλισμοί Γεώτρησης Τούνελ με Τζετ

Οι τριπλές ροές τζετ γκράουτινγκ για τούνελ είναι εξειδικευμένα συστήματα εξοπλισμού σχεδιασμένα για την εκτέλεση ελεγχόμενων λειτουργιών τζετ γκράουτινγκ υψηλής πίεσης σε υπογείους χώρους, ιδιαίτερα για την κατασκευή τούνελ, την υποστήριξη εκσκαφών και τη σταθεροποίηση εδάφους σε περιορισμένους υπόγειους χώρους. Αυτά τα συστήματα εγχέουν πιεσμένο γκράουτ μέσω ακριβών ακροφυσίων σε εδάφη και γεωλογικούς σχηματισμούς, θρυμματίζοντας και μερικώς αναμειγνύοντας το in-situ υλικό με τσιμεντοειδές συνδετικό για τη δημιουργία ενισχυμένων στήλων εδάφους με αυξημένη ικανότητα φόρτωσης, μείωση διαπερατότητας και μηχανική συνοχή. Στη μηχανική βαθιών θεμελίων, οι τριπλές ροές τζετ γκράουτινγκ για τούνελ χρησιμεύουν ως κρίσιμα εργαλεία για την προεπεξεργασία εδάφους πριν την κατασκευή, τη σταθεροποίηση μετά την εκσκαφή και τη δημιουργία κουρτινών κοπής για τον έλεγχο της ροής υπόγειου νερού μέσω αδύνατων ή διαπερατών στρωμάτων. Οι τριπλές ροές τζετ γκράουτινγκ για τούνελ χρησιμοποιούνται σε διάφορες υπογείες εφαρμογές. Οι κύριες χρήσεις περιλαμβάνουν το τζετ γκράουτινγκ για τη σταθεροποίηση της όψης του τούνελ και τις πιλότους εγχύσεων, τη δημιουργία κατακόρυφων και κεκλιμένων στηλών τζετ γκράουτινγκ για την υποστήριξη των τοίχων του τούνελ και την πρόληψη κατάρρευσης κοιλοτήτων, την εγκατάσταση αδιαβροχοποιητικών κουρτινών γύρω από υπόγειες εκσκαφές, τη βελτίωση κακής ποιότητας βράχου γύρω από τμήματα τούνελ και φραγμούς διαπερατότητας σε καρστικά εδάφη. Αυτοί οι εξοπλισμοί είναι απαραίτητοι στην αστική διάνοιξη τούνελ όπου οι εξωτερικές δονήσεις και θόρυβοι πρέπει να ελαχιστοποιηθούν, και σε κορεσμένο έδαφος όπου οι παραδοσιακές τεχνικές τοίχων διαφραγμάτων παρουσιάζουν λογιστικά προβλήματα. Οι εφαρμογές εκτείνονται στην γκράουτ κάτω από υπάρχουσες επιφανειακές δομές κατά την πρόοδο του τούνελ και την ενίσχυση του εδάφους πριν από τις λειτουργίες διάνοιξης με ασπίδα. Η λειτουργική αρχή βασίζεται σε ένα σύστημα γκράουτ υψηλής πίεσης, που συνήθως περιλαμβάνει μια αντλία εμβόλου ή φυγοκεντρική αντλία ικανή να παρέχει πίεση 350–800 bar, παραδίδοντας γκράουτ μέσω ενός τηλεσκοπικού ιστού γεώτρησης σε μια περιστροφική μονάδα παρακολούθησης εξοπλισμένη με ένα, δύο ή τρία ακροφύσια έγχυσης. Ο ιστός γεώτρησης τοποθετεί τη διάταξη ακροφυσίων σε ακριβείς χωρικές συντεταγμένες εντός του τούνελ, και η περιστροφική ικανότητα της μονάδας παρακολούθησης επιτρέπει την οριζόντια και κατακόρυφη προσαρμογή των ακροφυσίων για τη δημιουργία κολωναρίων. Καθώς ο ιστός αποσύρεται συστηματικά, το τζετ υψηλής ταχύτητας (συχνά 200+ m/s κατά την έξοδο του ακροφυσίου) θρυμματίζει το γύρω έδαφος και βράχο ενώ ταυτόχρονα τα αναμειγνύει με το γκράουτ, με αποτέλεσμα μια συμπιεσμένη στήλη εδάφους-τσιμέντου. Η πίεση και ο ρυθμός απόσυρσης ελέγχουν τη διάμετρο της στήλης, που κυμαίνεται συνήθως από 0,8–2,5 m ανάλογα με τον τύπο εδάφους και τη διάταξη του ακροφυσίου. Οι διατάξεις εξοπλισμού ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με το πλαίσιο εγκατάστασης. Συστήματα με μονό ακροφύσιο προσφέρουν ακριβή έλεγχο για στοχευμένη επεξεργασία; διπλές και τριπλές διατάξεις ακροφυσίων επιταχύνουν τη δημιουργία στήλης και μειώνουν τον χρόνο λειτουργίας. Οι ιστοί γεώτρησης τοποθετούνται συνήθως σε ερπυστριοφόρους ή τροχοφόρους φορείς για να επιτρέπουν κινητικότητα εντός των τμημάτων του τούνελ, ενώ στατικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται επαναλαμβανόμενη πρόσβαση σε σταθερές ζώνες επεξεργασίας. Εξειδικευμένοι συμπαγείς εξοπλισμοί σχεδιάζονται για τούνελ με χαμηλό ύψος κεφαλής; οι αρθρωτές διατάξεις επιτρέπουν την αποσυναρμολόγηση και επανασυναρμολόγηση σε περιορισμένα θαλάμους εκκίνησης. Οι μονάδες ανάμειξης γκράουτ είναι αναπόσπαστο μέρος, συχνά εξοπλισμένες με κολλοειδείς αναμικτήρες ή συσκευές υψηλής διάτμησης για την επίτευξη ομοιογενούς γκράουτ με καλή συγκράτηση λεπτών αδρανών και κατάλληλη ιξώδη για υπογείες διεισδύσεις τζετ. Τα κριτήρια επιλογής για τις τριπλές ροές τζετ γκράουτινγκ για τούνελ τονίζουν τη μέγιστη λειτουργική πίεση, τη ελάχιστη διάμετρο ακροφυσίου, το βάθος γεώτρησης και την εμβέλεια εντός της γεωμετρίας του τούνελ, την ακρίβεια και την επαναληψιμότητα της περιστροφής της μονάδας παρακολούθησης, τη συνέπεια της παροχής γκράουτ και την προσαρμοστικότητα σε περιορισμένα περιβάλλοντα κεφαλής. Η υψηλή αυτοματοποίηση—συμπεριλαμβανομένου του υπολογιστικά ελεγχόμενου καθορισμού θέσης του ιστού, της ρύθμισης ταχύτητας απόσυρσης και της παρακολούθησης πίεσης—είναι ολοένα και πιο τυπική, επιτρέποντας ακριβή γεωμετρία στήλης και τεκμηρίωση της εκτέλεσης της επεξεργασίας. Η αξιοπιστία του εξοπλισμού υπό εκτεταμένους κύκλους λειτουργίας και οι δυνατότητες έκτακτης διακοπής είναι κρίσιμες σε ενεργά περιβάλλοντα τούνελ. Σχετικά πρότυπα περιλαμβάνουν το EN 12715 (εκτέλεση ειδικών γεωτεχνικών εργασιών: γκράουτ), το EN ISO 13286 (μη δεσμευμένα και υδραυλικά δεσμευμένα υλικά—Μέρος 3: τζετ γκράουτινγκ), και το DIN 4093 (τζετ γκράουτινγκ), τα οποία καθορίζουν απαιτήσεις απόδοσης, συμβατότητα υλικών και πρωτόκολλα διασφάλισης ποιότητας. Η ειδική επεξεργασία εδάφους για τούνελ διέπεται από το EN 14679 (εκτέλεση βαθιού τζετ γκράουτινγκ) και σχετικούς εθνικούς οικοδομικούς και μεταλλευτικούς κανονισμούς.