Εξοπλισμός Jet Grouting για τούνελ

Η τεχνική jet grouting κατά την εκσκαφή τούνελ αντιπροσωπεύει μια εξειδικευμένη μέθοδο σταθεροποίησης υπογείων και προετοιμασίας εδάφους που χρησιμοποιείται στην υπόγεια κατασκευή, ιδιαίτερα σε περιορισμένα περιβάλλοντα όπου οι συμβατικές μέθοδοι βαθιών θεμελίων ή κοπής και κάλυψης είναι μη πρακτικές ή οικονομικά δυσμενείς. Αυτή η κατηγορία εξοπλισμού περιλαμβάνει τις εξειδικευμένες μηχανές και τα συστήματα που σχεδιάζονται για την εκτέλεση λειτουργιών jet grouting υψηλής πίεσης σε έργα εκσκαφής τούνελ, όπου η ακριβής θεραπεία του εδάφους είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της σταθερότητας της όψης, τον έλεγχο των καθιζήσεων και τη βελτίωση των συνολικών ιδιοτήτων του εδάφους πριν ή ταυτόχρονα με την πρόοδο του τούνελ. Η λειτουργική αρχή του jet grouting κατά την εκσκαφή τούνελ περιλαμβάνει την ελεγχόμενη έγχυση τσιμεντοειδούς ή χημικού πολτού υπό υψηλή πίεση—τυπικά 300 έως 700 bar—μέσω ενός παρακολουθητή jetting ή πιστολιού παρακολούθησης τοποθετημένου σε γεωτρύπανο. Η ροή του τζετ υψηλής ταχύτητας, με ταχύτητες εξόδου που συχνά υπερβαίνουν τα 200 m/s, κόβει και αναμειγνύει το περιβάλλον έδαφος, αφαιρώντας ταυτόχρονα υλικό και εκτοπίζοντας το grouting στα κενά. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί μια στήλη ή δίκτυο από στοιχεία εδάφους που έχουν υποστεί grouting, που ενισχύουν τη συνοχή, μειώνουν τη διαπερατότητα και σταθεροποιούν την όψη του τούνελ. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν το προ-grouting μπροστά από την όψη της μηχανής διάτρησης τούνελ (TBM) σε ασθενείς γεωλογικούς σχηματισμούς, το post-grouting για τον έλεγχο των καθιζήσεων του εδάφους και τη σφράγιση κενών πίσω από τις τμηματικές επενδύσεις, και την επεξεργασία ζωνών που επηρεάζονται από ρήγματα, εισροές νερού ή απρόβλεπτες γεωλογικές ανωμαλίες. Η ρύθμιση του εξοπλισμού περιλαμβάνει συνήθως ένα γεωτρύπανο εξοπλισμένο με εξειδικευμένα συστήματα μαστού ικανών για ακριβή κάθετη και οριζόντια ρύθμιση jetting, ένα εργοστάσιο grouting υψηλής πίεσης με φυγοκεντρικές αντλίες που είναι κατάλληλες για συνεχή λειτουργία σε 500–700 bar, μονάδες φιλτραρίσματος και ανάμειξης, συστήματα μεταφοράς πολτού και ένα πιστόλι παρακολούθησης jetting με πολλαπλές μύτες (μονές, διπλές ή τριπλές ρυθμίσεις jet). Τα τρίποδα ή τα συστήματα βάδισης παρέχουν έλεγχο θέσης και επιτρέπουν γρήγορη επανατοποθέτηση σε όλη τη διατομή του τούνελ. Τα συστήματα ανακύκλωσης και απόρριψης λάσπης ή πολτού είναι αναπόσπαστα, καθώς το jet grouting κατά την εκσκαφή τούνελ παράγει σημαντικούς όγκους επιστρεφόμενου υγρού γεμάτου σωματίδια που πρέπει να διαχωριστούν και να διαχειριστούν σύμφωνα με τις περιβαλλοντικές κανονιστικές ρυθμίσεις. Η επιλογή του εξοπλισμού jet grouting κατά την εκσκαφή τούνελ εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της εντός του εδάφους στρωματογραφίας και των χαρακτηριστικών αντοχής, των συνθηκών υπόγειων υδάτων, του βάθους του υπερκείμενου εδάφους και του καθεστώτος πίεσης, της επιθυμητής διαμέτρου και απόστασης των στηλών, του διαθέσιμου χώρου εργασίας και των περιορισμών ύψους μέσα στο τούνελ, και της προδιαγραφής της σύνθεσης του grouting (πολτός τσιμέντου έναντι μικροφινών τσιμέντου ή χημικών grouts). Ο παρακολουθητής jetting πρέπει να είναι ικανός να εκτελεί ελεγχόμενη κάθετη και ακτινική περιστροφή για να επιτύχει τη σωστή τοποθέτηση οπών και να διασφαλίσει επαρκή επικαλυπτόμενη περιοχή μεταξύ των στηλών grouting για τη συνέχεια της ζώνης θεραπείας. Οι λειτουργίες jet grouting τούνελ διέπονται από ευρωπαϊκά πρότυπα EN 14679 (Εκτέλεση ειδικών γεωτεχνικών έργων—Jet grouting) και EN 12716 (Εκτέλεση ειδικών γεωτεχνικών έργων—Grouting), καθώς και από ειδικές προδιαγραφές έργου που προκύπτουν από εκθέσεις γεωτεχνικής έρευνας. Ο εξοπλισμός πρέπει να αποδεικνύει συμμόρφωση με τις οδηγίες συστημάτων πίεσης και να παρέχει τεκμηριωμένες πιστοποιήσεις για την ικανότητα αντλίας, την πίεση και τα συστήματα ασφαλείας. Οι χειριστές απαιτούν εκπαίδευση στη διαχείριση πίεσης, τη ρεολογία του grouting και την εκτίμηση της σταθερότητας της όψης για να διασφαλίσουν αποτελεσματική και ασφαλή εκτέλεση στο απαιτητικό υπόγειο περιβάλλον.