Инъекционные противофильтрационные завесы

Инъекционные противофильтрационные завесы в грунтах

Одним из назначений работ по инъектированию грунтов является устройство противофильтрационных завес.

Инъекционные завесы в грунтах предназначены для защиты подземной части сооружения от воздействия грунтовых вод. Основные технические преимущества инъекционных противофильтрационных завес по сравнению со шпунтами, зубьями и др. конструкциями заключаются в том, что такие завесы можно устраивать на значительно большую глубину, и ее можно выполнять в основании сооружения, находящегося уже в эксплуатации.

К примеру, глубина инъекционной противофильтрационной завесы на плотине Мовуазен (Швейцария) 210 м, на Асуанской плотине (ОАР) 170 м, на плотине Сер-Понсон (Франция) 110 м.

Также высокая эффективность инъекционных противофильтрационных завес оправдывает себя на застроенных территориях. Поскольку в условиях развития густой сети подземных коммуникаций задача по размещению вертикальных инъекционных скважин решается сравнительно просто.

Организация работ

Технические способы устройства противофильтрационной завесы заключаются в нагнетании (инъекции) в грунт через пробуренные скважины различных заполнителей. В рыхлых, несвязных грунтах для устройства противофильтрационной завесы применяют: силикатизацию, холодную битумизацию, замораживание, цементацию и глинизацию. В скальных трещиноватых породах противофильтрационная завесы могут устраиваться способами цементации, глинизации, горячей битумизации, реже силикатизации и замораживанием. Скважины диаметром 50—150 мм располагают в шахматном порядке в два, иногда в три и более рядов. Глубина скважин определяется глубиной залегания кровли водоупора или глубиной зоны с допустимым удельным водопоглощением (0,01—0,05 л/мин на 1 цог. м скважины при давлении в 1 ж). Глубина противофильтрационной завесы обычно от 10 до 50 м, но в отдельных случаях она достигает 100 и более метров.

Цементация заключается в нагнетании в скважины цементного или цементно-глинистого раствора различной консистенции в зависимости от размеров трещин в скальных породах или пор в рыхлых грунтах, скорости фильтрационного потока и химич. состава грунтовой воды. Цементация может производиться, если раскрытие трещин в скальных породах более 0,15—0,25 мм; крупность зерен рыхлых пород (пески или галечники) не менее 4 мм; скорость течения грунтовых вод в цементируемой зоне не превышает 100 м в сутки и грунтовые воды не агрессивны в отношении цемента. Для раствора применяется цемент марки не ниже 300, консистенция раствора от 1:1 до 1:10 (цемент: вода) с добавлением иногда песка для средних и больших трещин. Раствор нагнетается под давлением вначале в неск. атмосфер с повышением его далее до 10 am и более (были случаи даже 100 am). Расстояние между скважинами 3. п. устанавливается на основе опытных работ и обычно колеблется в пределах от 0,4 м до 5,0 м. 3. п., выполняемые методом цементации, наиболее распространены и эффективны.

При горячей битумизации в скважины нагнетают горячий (до 150°) битум или расплавленный асфальт, прогреваемый электрич. током. Способ этот применяется при трещиноватых скальных породах, значительных скоростях и агрессивности грунтовых вод. Расстояние между скважинами принимается от 0,8 до 4,0 м в зависимости от ширины трещин. Холодная битумизация, применяемая для устройства 3. п. в рыхлых (несвязных) грунтах, заключается в нагнетании в скважины заполнителя в виде битумной эмульсии, состоящей из мельчайших взвешенных в воде частиц битума.

Глинизация наиболее эффективна при наличии агрессивности фильтрационного потока и значительной трещиноватости и кавернозности скальных пород, преим. в песчаниках и известняках, а также в аллювиальных грунтах. Заполнителем служит раствор из тонкодисперсных глин или смеси глины с цементом (состав в % по объему: цемент 4—8, глина 20—18, вода 76—74). Скважины располагаются в 2— 3 (иногда до 10 и более) ряда при расстоянии до 4—5 м. Раствор нагнетается под давлением до 50—70 am. Для улучшения инъекционных свойств растворов и увеличения дальности их проникновения в грунт к цементно-глинистым смесям добавляют химич. реагенты или обрабатывают инъекционные растворы посредством механич. диспергирования в спец. скоростных растворомешалках. Глинизация имеет большое преимущество перед другими инъекционными способами устройства противофильтрационной завесы вследствие незначительного расхода цемента, простоты организации и относительно низкой стоимости работ.

Метод силикатизации для устройства противофильтрационных завес применяется в песчаных грунтах с коэфф. фильтрации от 2 до 80 ж в сутки. В скважины нагнетают поочередно растворы жидкого стекла и хлористого кальция. Расстояние между скважинами принимается от 0,5 до 1,8 м (чем крупнее частицы, тем больше расстояние).

Замораживание грунтов заключается в создании ледогрунтовых стен путем охлаждения грунта. В скважины, пробуренные на расстоянии 1—3 ж, опускается система труб (колонок), по к-рым циркулирует охлаждающая жидкость (растворы солей) с низкой темп-рой замерзания. Из-за технич. сложности и больших затрат замораживание в больших производственных масштабах не применяется.

feedback