Диссертация (1141606), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

В скважины устанавливаются манжетные колонны с шагом отверстий вколоннах и закрывающих их манжет 0.5 м, через которые с применением двусторонних пакеровпроизводитсяконтролируемое,управляемоеидозированноепообъемунагнетаниеинъекционных растворов с регулируемым набором прочности. Таким образом создаетсятрехмерное поле точек для подачи инъекционного раствора с шагом, определяемом расстояниеммежду рядами и ярусами скважин в двух направлениях и расстоянием между манжетами втретьем, что позволяет выполнять управляемый процесс изменения НДС грунтового массива.Использование метода компенсационного нагнетания в песчаных грунтах более сложноуправляемый процесс, чем в глинистых.

Связано это с тем, что при использовании традиционнойтехнологии и традиционных инъекционных растворов типа суспензий с В/Т от 2 до 4 в песчаныхгрунтах формируются разрывы и инъекционный материал не концентрируется вблизи точкинагнетания (соответствующей манжеты), а неконтролируемо распространяется в произвольномнаправлении, заполняя пространство формирующегося разрыва [49, 116].Изучению вопроса нагнетанием инъекционных растворов в песчаных грунтах, разработкефизических и теоретических основ для формирования требований к составам инъекционного127материала и их подбору с учетом состава грунта, экспериментальной проверке в лабораторных иполевых условиях посвящены работы А.

Безуйжена и его коллег [116 – 120, 123, 127].В проекте выравнивания здания предусматривается применение инъекционныхрастворов, которые не склонны к формированию в песчаных грунтах основания разрывов, аспособны образовывать в районе точки инъектирования замкнутые объемы. При этом привторой, третьей и последующих подачах раствора в одну и ту же манжету происходит увеличениепервоначально сформировавшихся объемов с деформациями и уплотнением грунта, но безобразования разрывов.

Отсылая читателей к выше упомянутым работам [1, 7, 24, 116, 119] и неостанавливаясь на особенностях взаимодействия подаваемого под давлением раствора сгрунтовым массивом, отметим только ряд принципиальных моментов, которые позволяютобеспечить подачу раствора в песчаный грунтовый массив без образования разрывов.При подаче традиционных инъекционного раствора с В/Т от 2 до 4 под давлением 20-40атмосфер (такое давление необходимо для деформирования скелета грунта и его уплотнения) впесчаные грунты с давлением в поровом пространстве, соответствующем глубине залеганиягрунтов (при глубине залегания слоя грунта 20 – 30 метров это 2 – 3 атмосферы), на границераздела раствор/грунт создаются высокие градиенты напора по жидкой фазе (воде) изначительные локальные усилия на скелет грунта.В глинистых грунтах, обладающих высоким сцеплением и сопротивлением локальнымусилиям на разрыв, такие условия позволяют формировать в точке подачи замкнутые объемытвердеющего материала, приводящему в конечном итоге к компенсации изменения НДСгрунтового массива.

Однако, в песчаных грунтах, в которых сцепление отсутствует либо весьманезначительно, такие условия нагнетания раствора приводят к началу формирования локальныхгидроразрывов, которые развиваются и распространяются неконтролируемым образом.Для предотвращения формирования разрывов в грунте [24, 35, 36, 116] необходимосоздание внутренних «барьеров» на границе раствор/грунт типа локальных обратных фильтровили переходных зон в гидротехнике. Создаваемые в процессе нагнетания растворов «барьеры»обеспечивают непродавливаемость мелкодисперсной фракции растворной составляющей впоровое пространство песчаного грунта при высоких давлениях в инъектируемом растворе ивысоких градиентах напора по жидкой фазе на границе раствор/грунт. Такие условия могут бытьобеспечены двумя принципиально разным способами.Первый способ предполагает двухстадийную процедуру обработки песчаных грунтов.

Напервом этапе производится так называемая пропитка грунта - вытеснение поровой воды впесчаных грунтах и ее замещение на суспензию с содержанием мелкодисперсной составляющейопределенного грансостава и созданием подходящих условий для второй (основной) фазынагнетания. На второй фазе в процессе нагнетания «традиционных» инъекционных растворов128происходит формирование «внутренних барьеров» с участием уже «подготовленного»предварительной пропиткой грунта.Второйспособпредполагаетподбортакихсоставоврастворов,включаягранулометрический и физико-химический состав компонентов, которые в процессеинъектирования и фильтрации воды с частью компонентов раствора сами формируют«внутренние барьеры» без предварительной «подготовки» песчаного грунта.

Как правило, такиесоставы имеют более низкие по сравнению с традиционными водотвердого (В/Т) отношения – 1и менее (пасты) и требуют дополнительного контроля по технологическим показателям, такимкак перекачиваемость, подвижность и т.д. Для обеспечения инъектирования таких составов приотносительноневысокихдавлениях(до60атмосфер)можеттакжепотребоватьсяпредварительная пропитка грунта, но с другой относительно первого способа целью – снизитьлокальное внутреннее трение на частицах грунта при внедрении раствора и тем самым недопустить превышение давления подачи раствора за рамки заданных пределов.В статье [7] и работе [36] указано, что для проекта выравнивания подобраны иэкспериментально опробованы в лаборатории два типа пропиточных и основных составов.

Этисоставы существенно отличаются по принципу действия по указанным выше признакам. Однако,учитывая фактическую неоднородность грунта вмещающего массива, наличие плюсов и минусову каждого из подходов к подбору состава инъекционного раствора, необходимости регулироватьв широком диапазоне таких важных технологических параметров [38] как подвижность, времяначала твердения и время схватывания, потеря объема при инъектировании и твердении и др.,необходимость постоянной корректировки составов растворов в процессе производства работ ит.д., было признано, что оба подхода к подбору имеют право на жизнь, и они были опробованыпри экспериментальных работах на опытном участке (ОУ).Общие сведения о конструкции опытного участкаПринципиальная схема опытного участка приведена на рисунке 5.3.1.Опытный участок [1, 35, 108] представляет собой модель фундаментной плиты зданияГАЭС размерами в осях 10х10 м толщиной 5 м, заглубленную в грунт на глубину от 17 до 21 м исостоит из следующих конструктивных элементов:модель фундаментной плиты размерами в осях 10х10 м, устраиваемой в толщегрунта и имеющей наклон нижней грани, соответствующий наклонуфундаментнойплитызданияГАЭС;выполненнаметодомструйнойцементации [11];32 манжетные колонны (7 ярусов) из пластиковых труб длиной около от 70,3129до 86,6 м, выполненные методом наклонного бурения с поверхности откосареверсивного канала;9 манжетных колонн (2 яруса) из стальных труб длиной от 75,83 до 76,95 м,выполненные методом наклонного бурения с поверхности откоса реверсивногоканала;грунтобентонитовые сваи по периметру модели фундаментной плиты,выполняемые для снижения сопротивления сдвигу при подъеме модели;9 грунтовых реперов, отражающих перемещения модели фундаментной плитыво время выравнивания;9 приборов, показывающих напряжения в грунте непосредственно подмоделью фундаментной плиты;геодезические приборы контроля положения грунтовых реперов.Рисунок 5.3.1.

Принципиальная схема опытного участкаМодель фундаментной плиты здания ГАЭС из грунтобетонного массива и вертикальнойзавесы, отсекающей зону подъема от вмещающего грунта показана на рисунке 5.3.2 и 5.3.3.130Рисунок5.3.2. План устройства грунтоцементного массива и бентонитовой завесыРисунок 5.3.3. Продольный разрез грунтоцементного массива и бентонитовой завесы131Нагнетательныеивспомогательныеустройстваисистемырасполагалисьнаправобережном откосе реверсивного канала здания ГАЭС на специальной земляной полке (см.рисунок 5.1.1.).При завершении работ Этапа II были выполнены видеокаротажные исследованиясостояния пластиковых труб, которые показали исчерпанность работы манжетных колонн всвязи с их многочисленными местными разрушениями.Так как результат исследований на момент разрушения пластиковых манжетных колонндостигнут не был, а возможности инъекций через них были исчерпаны, выявиласьнеобходимость бурения дополнительных скважин с установкой стальных манжетных колонн.Было выполнено бурение дополнительных скважин с установкой в них стальныхманжетных колонн, что позволило завершить исследования с получением положительногорезультата.Состояние модели фундаментной плиты фиксировалось в соответствии с даннымигеодезических измерений.Общие сведения о материалах для инъекцииДля выполнения опытных работ применялись три вида строительных растворов (смесей):смесь для создания оболочки, которая будет применяться для цементирования манжетных трубв грунте (обойменный состав); смеси для предварительной пропитки; смеси для выполненияработ по компенсационному нагнетанию (подъему сооружения).Материалы, использованные для приготовления смесей при разработке базовых составов,представлены в Таблице 5.3.1.Таблица 5.3.1.

Материалы, использованные для приготовления смесей при разработке базовыхсоставовНаименование составаСостав для создания оболочки(обойменный состав)Шифр составаОБ-3Исходные материалыЦемент ПЦ 500-Д0 Н производстваОАО «Мордовцемент»Наполнитель ГПМ порошок №02 (ТУ5745-008-53268843-2007) производстваЗАО «НП ЦМИД»Вода водопроводная (ГОСТ 23732-2011)Состав для создания оболочки «Солидур»(обойменный состав)274ССведениясоставазакрытыпроизводителем132Наименование составаПропиточныйШифр составаП-1инъекционный составИсходные материалыИнъекционный раствор ЦМИД-2 (ТУ5745-001-53268843-2000) производстваЗАО «НП ЦМИД»Вода водопроводная (ГОСТ 23732-2011)Инъекционныйуправляемогонагнетаниясостав для ОС-7объемногоЦемент ПЦ 500-Д0 Н производства ОАО«Мордовцемент»Наполнитель ГПМ порошок №1 илиГПМ порошок №7 (ТУ 5745-00853268843-2007) производства ЗАО «НПЦМИД»Вода водопроводная (ГОСТ 23732-2011)ПропиточныйКН-1Микроцемент«Интрацем-Экстра»(ок.60%) + карбонатная мука (ок.30%) +комплексная добавка «КД-М» (ок.

10%)КН-2Бентонитовыйпорошок(1020%)+алюмосиликатный порошок (5070%)+органоминеральнаядобавка(ок.10-20%)инъекционный составИнъекционныйсостав дляуправляемогонагнетанияобъемногоАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» в 2015-2016 гг. проведены испытания исходныхматериалов, выполнен комплекс лабораторных исследований по подбору и проверкепропиточных составов КН-1 и П-1, инъекционных составов КН-2 и ОС-7, проведена проверкаработоспособности составов и их эффективности на лабораторных моделях среднего и большогомасштаба с использованием грунтов основания ЗаГАЭС-2 [36].В процессе выполнения инъекционных работ выявилась необходимость предъявлениядополнительных требований к инъекционным составам, которые корректировались в процессеработ в соответствии с технологическими требованиями [67].5.4 Программа опытных работ.

Общие сведенияОбщий объем опытных работ в соответствии с проектными требованиями включал в себявыполнение работ предварительного этапа и основных этапов (предварительный этап, этапынагнетания I-III и этап инженерно-геологических исследований).По мере выполнения опытных работ по результатам предшествующих этапов, программаработ корректировалась в соответствии с параметрами исследований и возможностямиподрядной организации.133Предварительный этап опытных работ включал в себя апробирование разработанныхсоставов с целью выбора наиболее подходящих технологических параметров для использованияв основном этапе опытных работ. Апробирование производилось для пропиточных составовмарок П-1 и КН-1, а также для инъекционных составов ОС-7 и КН-2 [35].Стадии производства опытных работ включали в себя выполнение работ по подъемумодели фундаментной плиты с помощью апробированных на предварительном этапе составов.Исследования включали несколько характерных стадий инъекционных работ по подъемугрунтоцементного массива.

Характеристики

Список файлов диссертации