Korkeapaineinjektiopumput

Korkeapaineiset injektointipumput ovat olennaista kalustoa syväperustustekniikassa, ja ne toimivat ensisijaisena toimitusmekanismina sementtipitoisten ja kemiallisten injektointimateriaalien käytössä maaperän stabiloinnissa ja läpäisevyyden hallinnassa. Nämä erikoispumput mahdollistavat injektointimassan hallitun ruiskuttamisen maaperään ja kallioperään paineilla, jotka vaihtelevat tyypillisesti 200:sta 600 bariin, riippuen sovelluksen vaatimuksista ja maaperän olosuhteista. Korkeapaineisten injektointipumppausjärjestelmien ensisijainen tehtävä on saavuttaa tasainen injektointimassan jakautuminen kohdeformaatiossa, varmistaen tehokkaan maaperän stabiloinnin, rakenteellisen vahvistamisen ja pohjaveden katkaisun suurilla käsittelyalueilla. Korkeapaineisia injektointipumppuja käytetään useilla syväperustushankkeilla, mukaan lukien läpäisevyyden vähentäminen seinäelementeissä ja katkaisukankaissa, rakenteellinen vahvistaminen sekantti- ja tangenttipaaluseinissä, onteloiden täyttäminen ja konsolidoiva injektointi olemassa olevien rakenteiden alla, maaperän ja sementin sekoitusoperaatiot, suihkuinjektointiohjelmat sekä halkeamien injektointi kallioperässä. Näiden järjestelmien monipuolisuus mahdollistaa erilaisten injektointimassakoostumusten käsittelyn – hienojakoisista sementtisuspensioista viskoosiin kemialliseen yhdisteeseen – tehden niistä korvaamattomia koko maaperän parantamisen ja perustusten stabiloinnin projektien spektrissä. Korkeapaineisten injektointipumppujen toimintaperiaate perustuu positiiviseen siirtoon hydraulisissa mekanismeissa, yleisimmin mäntä- tai hammaspyöräpumppuratkaisuissa, joita ohjataan diesel- tai sähkömoottoreilla. Pumppu imee esisekoitettua tai paikan päällä sekoitettua injektointimassaa säiliöstä imukollektorin kautta ja pakottaa sitten massan toimituslinjojen ja injektointiputkien läpi tarkasti säädetyllä paineella ja virtausnopeudella. Monet nykyaikaiset järjestelmät sisältävät reaaliaikaisen paineen seurannan, virtausmittauksen ja kaksipumppujärjestelmän redundanssin varmistaakseen luotettavuuden pitkien injektointijaksojen aikana. Kaksoisnesteohjelmissa (tyypillisiä suihkuinjektoinnissa) synkronoidut kaksipumppujärjestelmät ylläpitävät tarkkaa hallintaa ensisijaisen nesteen ja toissijaisen hartsin tai kemiallisen aineen suhteista. Tämän kategorian laitteistokokoonpanot vaihtelevat yksipumppujärjestelmistä, joiden kapasiteetti on 50–200 litraa/minuutti pienille katkaisuprojekteille, aina kuorma-autoon asennettuihin kaksipumppuratkaisuihin, jotka toimittavat yli 400 litraa/minuutti suurille maaperä-sementin sekoitus- tai läpäisevyyden hallintaohjelmille. Injektointimassan lämpötilan hallintajärjestelmät, paineenpurkuventtiilit ja automaattiset sammutusmekanismit ovat yhä enemmän vakiovarusteita. Materiaalien yhteensopivuus on kriittistä – pumpun kosteat osat on suunniteltava kestämään syövyttävää injektointimassan kemiaa, mikä saavutetaan tyypillisesti ruostumattomasta teräksestä tai kovaan anodisoituun alumiiniin valmistetuilla komponenteilla. Korkeapaineisten injektointipumppujen valintakriteerit sisältävät vaaditun virtausnopeuden ja paineen, jotka ovat sopivia maaperän olosuhteisiin ja injektointisyvyyteen, viskositeettialueen yhteensopivuuden määritettyjen injektointimassakoostumusten kanssa, pumpun luotettavuusmittarit ja keskimääräinen aika huoltovälin välillä, liikkuvuuden ja asennusnopeuden kenttäolosuhteissa sekä yhteensopivuuden olemassa olevan sekoitus- ja sekoituslaitteiston kanssa. Kaksoispumppujärjestelmät ovat suosittuja kriittisissä sovelluksissa, joissa injektoinnin keskeyttäminen ei ole hyväksyttävää. Relevanteja standardeja, jotka säätelevät injektointipumppujen suunnittelua, testausta ja toimintaa, ovat ISO 6954 (Hydrauliset laitteet – positiivisen siirron pumput), ISO 21049 (Injektointilaitteet – tekniset eritelmät) ja DIN 4093 (Maaperän ja kallioperän injektointi). Eurooppalaisissa projekteissa viitataan tyypillisesti EN 14679 (Erityisten geoteknisten töiden toteuttaminen: Syväsekoitus) ja EN 1537 (Maapohjat: Yhteiset säännöt testimenetelmille).