ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ HOFMH

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕМЕНТАЦИИ В ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТУННЕЛЯХ

ВСН 34 23.056-90 Минэнерго СССР

Издание офшиальное

Министерство энергетики и электризации СССР Москва 1991

УДК 624.196.6

РАЗРАБОТАНЫ институтом "Тидроспецпроект" Минэнерго СССР (какд. техн.наук Мельппев Л.И. - руководитель темы, Пониметкян П.У. - ответственный исполнитель) и ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева Минэнерго СССР (канд. техн.наук Пак А.П. - руководитель темы, Фурсов Л.Ф. - ответственный исполнитель) о участием ВПСМО "Соювгидроспецстрой" Минэнерго СССР (Селиванов Н.Г., канд.техн.наук Живодеров В.Н.).

ВНЕСШЫ ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева и институтом 'Тидроспецпроект".

ПОДГОТОВЛЕНЫ к утверждению ВПСМО "Союагидроспецстрой" (исполнитель Дмитриев Н.В.) и Главтехстроем (исполнитель Воробьев И.Н.) Минэнерго СССР.

С введением в действие ВСН 34 23.056-90 /Минэнерго СССР "Проектирование цементации в гидротехнических туннелях" утрачивают силу "Указания по проектированию цементации в гидротехнических туннелях" ВСН 03-74 /Минэнерго СССР.

Согласованы с Госстроем СССР. Письмо № АЧ-1922-7 от 21.09.90.

Редактор    -    Н.П.    Ранцева

Технический редактор    -    и.П.    Тарасова

Корректор    -    Л.А.    Дуревлева

Подписано в печать	19.03.91
Формат 60х841/16	Печать	офсетная
Усл.печ.л. 3,02	Уел.кр.-отт. 2,81	Уч,—нэд.л. 3,12
ТМрак 2000 эха.	Заказ В ЮО	Цена 62 коп.

Центр научно-технической информации по энергетике и ахектрмфнкациж Минэнерго СССР.    129041    Москва,

проспект Мире, д. 68, тал. 237-62-65

Типография Информэверго, 129041 Москва. 1-й Переяславский пар., д. 5

© информэнерго. iaei

BCH 34 23.056-90 Стр.9

Основные параметры укрепительной цементации

3.3.    Глубина и водопроницаемость зоны укрепительной цементации должны бить определены на основании технико-экономических расчетов путем сравнения затрат на укрепительную цементацию при равной ее глубине с экономией, получаемой от облегчения (удешевления) обделки, уменьшения выломки скального грунта, сокращения утечек (из напорного сооружения) или притока (в безнапорное сооружение) в результате повышения удельного отпора и уменьшения проницаемости грунта.

Оптимальная глубина укрепительной цементации должна быть такая, при которой суммарные приведенные затраты на возведение сооружения вместе с укрепительной цементацией минимальны.

При расчете параметров обделки туннеля по формулам прил.1 и 2 к СНиП 2.06.09-84 в них вместо коэффициента удельного отпора грунта K_Q подставляется приведенный коэффициент удельного отпора, определяемый согласно рекомендуемому прил.2 с учетом укрепительного эффекта цементации.

Расчет фильтрационного расхода воды из напорного туннеля производится в соответствии с указаниями прил.З учитывающего противофвль-трэционный эффект цементации.

3.4.    В напорных туннелях ГЭС с нетрещиностойкими выравнивающими бетонными обделками глубина и водопроницаемость укрепительной противо-фильтрационной цементации рассчитывается в соответствии с рекомендуемым прил.4.

3.5.    В туннеле с трещиностойкой обделкой, в том числе сталежелезобетонной, а также с нетрещиностойкой обделкой в случае, если обделка воспринимает более 80 % разности внутреннего и наружного напора воды, глубина укрепительной цементации не должна быть более 0,7 диаметра или ширины выработки.

Если целью укрепительной цементации является улучшение упругих свойств нарушенной зоны (зоны разуплотнения) грунта, возникшей вследствие проходки туннеля, глубина укрепительной цементации не должна быть более:

глубины разуплотнения, если она не превышает диаметра выработки;

0,8-1 диаметра выработки, если глубина зоны разуплотнения превышает диаметр выработки.

Величина нарушенной зоны определяется согласно указаниям рекомендуемого прил.5.

Стр.Ю ВСН 34 23,056-90

3.6.    Для обеспечения фильтрационной прочности зоны укрепитель

ной цементации в туннелях с нвтрещиностойкими обделками должно выполняться условие    _w    ^ Усг

J ~ -т?>— у

9 п,

где    J    -    средний градиент напора в зоне укрепительной це

ментации;

- коэффициент надежности по степени ответственности сооружения, принимаемый равным 1,25; 1,2; 1,15; 1,10 соответственно для туннелей 1,П, Ш и 1У классов;

Jcr - критический средний градиент напора в зоне укрепительной цементации, определяемый согласно указаниям разд.4 СНиП 2.02.02-85,

3.7.    Длина скважин цементации при их радиальном расположении должна быть равна глубине укрепительной цементации увеличенной на толщину обделки и средневзвешенную величину переборов.

3.8.    Расстояние между рядами скважин по длине сооружения, количество скважин в ряду, направление скважин, контрольные значения водопроницаемости и упругих характеристик зацементированных грунтов, давление нагнетания, поглощение цемента необходимо назначать в проекте исходя из конкретных гидрогеологических условий, физико-механических свойств грунтов, степени трещиноватости и водопроницаемости, направления трещин и напластования, вида и плотности заполнителя трещин с учетом опыта и результатов цементации в аналогичных геологических условиях.

Бели гидрогеологические условия по длине сооружения различны, его необходимо разделить на участки с относительно однородными характеристиками. Для каждого участка должен быть решен вопрос о необходимости укрепительной цементации и назначены ее параметры.

Параметры укрепительной цементации необходимо уточнять после проведения опытных и опытно-производственных работ по укрепительной цементации.

3.9.    Расстояние между рядами скважин по длине сооружения при отсутствии аналогов и опытных работ на ранних стадиях проектирования следует принимать в следующих пределах (черт. 2):

2.. .3 м - при шахматном расположении устий скважин в соседних

рядах (вдоль оси сооружения);

2.5.. .4 м - при рядовом расположении устий скважин в соседних рядах.

BCH 34 23.066-90 Стр.П

О

Черт. 2. Схеме расположения скважжи укрепительной цементации на внутренней поверхности обделки туннеля:

а - шахматное расположение скважин; б - рядовое расположение скважин; I - ось свода; 2 - ряды скважин; о - скважины I очереди; о - скважины 2 очереди; • - скважины 3 очереди

Расстояние в указанных пределах назначается тем больше, чем выше трещиноватость и коэффициент крепости грунтов и выше проектное давление цементации.

3.10. Число скважин в ряду определяется из следующих условий: при шахматном расположении скважин в соседних рядах (вдоль оси сооружения), число скважин понимается таким, чтобы расстояние между соседними скважинами в ряду (измеряемое на глубине 0,6 - 0,7 длины скважины) было равно двум расстояниям между рядами;

при рядовом расположении скважин в соседних рядах (вдоль оси туннеля) число скважин принимается таким, чтобы расстояние между соседними скважинами в ряду (измеряемое на глубине 0,6 - 0,7 длины скважины) было равно расстоянию между рядами.

В целях соблюдения очередности выполнения цементации число скважин в ряду необходимо назначать четное.

Стр.12 ВСН 34 23.05&-90

3.11.    Укрепительная цементация выполняется, как правило, по всему периметру туннеля, ае исключением тех случаев, когдв укрепительная цементация прожвводится,в ооновноы, в целях уменьшения резкой упругой неоднородности и аниеотротп грунтов по периметру туннеля.

3.12.    Направление скважин пршлмается, как правило, радиальное. Допускается направление скважин ориентировать с учетом простирания

и падения плаотои грунтов ж основных водопроводящих трещи.

3.13.    В монолитных железобетонных и сталежелезобетонных обделках необходимо устанавливать металлические трубы с внутренним диаметром 40 - 80 мм (в еевиохмости от глубины бурения и типе бурового оборудования). Трубы устанавливался в местах расположения рабочих скважин, а также дополнительно между рядами или между скважинами в ряду

в количества 10 - 15 % от числа рабочих сквеиин (для возможности бурения контрольных и дополнительных скважин). Допустимое отклонение направлений оси трубы от проектного направления бурения скважины не должно быть более 2 гред. Отклонение положения трубы от проектного не должно быть более 0,1 м.

3.14.    Укрепительная цементация долина выполняться после окончания работ по наполнительной цементации, заделки и цементации горизонтальных строительных авов (в случае возведения монолитной обделки овода, затем стен в лотка). Расстояние от цементируемой скважины до гранты зоны выполненной наполнительной цементации не должно быть менее 6 - 8 м.

В напорных туннелях цементация, как правило, выполняется при полностью замкнутой обделке.

3.16.    При составлении проекта производства работ и подробных технологических указаний по укрепительной цементации допускается учитывать требования ВСН 34-83 /Минэнерго СССР "Цементация скальных оснований гидротехнических сооружений", если они не противоречат требованиям настоящих норм.

Последовательность цементации скважин

3.16.    Бурение и цементация скважин должны производиться способом последовательного сближения скважин - по очередям. Как правило, цементация выполняется в три очереди (черт. 2),

3.17.    Если между скважинами первой очереди появляется гидравлическая связь, не аыаванная гидравлическим разрывом грунтов, расстояние между скважинами первой очереди должно увеличиваться.

BCH 34 23.056-90 ОтрЛЗ

3.18.    Число очередей скважин» предусмотренных проектом» должно уточняться в процессе производства работ после завероенжя цементации двух очередей скважин на основании анализа результатов цементации проводимой проектной организацией по исполнительно! документации.

Если проведенный анализ показывает соответствие свойств ваце-ментированных грунтов на каком-либо участке туннеля проектным требованиям, то производятся контрольные работы в соответстви с резд.И.

Если результаты аналива исполнительной документации или данных контрольных работ показывают на недостаточность выполненных работ, назначаются к выполнению часть или все скважины елвдупцей очереди.

3.19.    Дополнительные цементационные скважины после цементации скважин данной очереди должны назначаться в том случае, если среди ароцементированных скважин будут установлены:

зоны с поглощением цемента, превышающим в 10 раз средние поглощения для данной очереди сквахян;

зоны, в которые нагнетание раствора не было доведено до отказа;

скважины, которые не могли быть пробурены до проектной глубины

по производственным причинам.

Дополнительные скважины должны быть пробурены на расстоянии до 0,5 м от проектной скважины и процементированы по обычной технологии данной очереди скважин.

На участках туннеля оо оталаяалеэобетониоГ или железобетонной (с густым армированием) обделкой допускается повторная ревбурка скважины с неполноценной цементацией на глубину, превышающей проектную на 0,7 - [ м, и повторная ее цементация.

Способ обработки скважин

3.20. Скважины длиной более 7 - 8 м следует цементировать отдельными последовательно расположенными зонами, имеющими длину, как правило, 5 м.

3.21.    Групповая цементация скважин допускается при наличии следующих условий:

длина скважин менее 7 м;

скважины не являются скважинами первой очереди;

ожидаемые средние поглощения цемента менее 40 кг на I м длины

зоны.

3.22.    Бурение и цементация скважин должны выполняться способом нисходящих зон (от устья скважины к забою).

Стр.14 ВСН 34 23.056-90

3.23.    Пря цементации грунтов нисходящими зонами бурение и цементация очередной зоны производятся, век правило, после цементации:

всех оввахин предыдущих очередей в данном и соседних рядах;

предыдущих зон всех скважин данной очереди данного ряда.

При наличии грунтовых вод с напором на уровне устья скважины более 20 и очистка скважины от цементного камня и бурение следующей зоны допускается после перерыва, необходимого для схватывания цемента в процемвнтврованной зоне.

3.24.    Воем проектным скважинам до начала их бурения следует присваивать номера по сиотеме нумерации, указывающей положение скважин по ооя сооружения и в поперечном сечении (в ряду), независимо от времени бурения и цементации.

Гидравлическое опробование грунтов и установка тампона

3.25.    Посла окончания бурения и перед началом цементации скважине должна быть интенсивно промыта водой до полного осветления изливающей воды или водово8душной смеси. После окончания промывки должен быть произведен контрольный замер глубины скважины. Замеренная глубина не должна отличаться от проектной более чем на 0,2 м.

3.26.    Пря цементации первой зоны установка тампона должна производиться в бетоне обделки у контакта обделки с грунтом.

Б скважинах третьей очереди, пробуренных через плоские участки бетонных обделок (стены и лоток некруговых туннелей) в целях увеличения давления цементации, таигон допускается устанавливать в грунте на глубине 0,2 - 0,6 м.

При цементации последующих зон тампон устанавливается:

в устье скважины, если обделка круговая и армирована;

в грунте на глубине не менее 0,2-1 м в случае неармиревенной круговой обделки или армированной плоской обделки (стены и лоток вакруговмх туннелей);

в кровле второй зоны - в случае неармированной плоской обделки.

3.27.    При наличии грунтовых вод с напором на уровне устья сква-яинн более 20 м рекомендуется устанавливать тампон с обратным клапаном; тампон снимается после схватывания раствора.

3.26. После установки тампона перед нагнетанием раствора следует произвести нагнетание воды в скважину с целью проверки герметичности цементационной системы и гидравлического опробования грунтов.

BCH 34 23.066-90 Стр.15

3.29.    Гидравлическое опробование должно проводиться при наибольших величинах давления и расхода води, но не превышепцих значение, определяемых для нагнетания раствора согласно п. 3.32 настоящих норы.

Давление нагнетания после его стабилизации должно поддерживаться неизменным в течение 10-15 мин, за это время необходимо произвести 2-3 замере расхода воды.

3.30.    Удельное водопоглощеняе грунтов определяется по формуле:

Q - расход воды, поглощаемой зоной, д/мин; 4 - длина опробуемой зоны, м; н - напор нагнетаемой воды в воке, м.

Нагнетание растворе

3.31.    Нагнетание раствора в зону скважин следует начинать непосредственно после гидравлического опробования без перерыва в нагнетании.

3.32.    За весь период нагнетания рествора в зону давление и расход раствора должны быть наибольшими, но не превышающими допустимые значения давления отказа и расхода, установленные проектом (разд.7) и откорректированные проектной организацией соглаоно требованиям

п. 3.33.

3.33.    Корректировка допустимых значений давления и расхода раствора, установленных проектом, должна производиться по результатам анализа изменений давления и расхода раствора при цементации ион. При обнаружении гидравлических разрывов грунта или деформации обделки давление следует снизить до значений, иокдтапщх указанные явления.

3.34.    Нагнетание раствора долкно продолжаться непрерывно до наступления отказа или до введения 2000 кг твердого материала на I м длины зоны, после чего устраивается перерыв в нагнетании на 1-2 сутки. Повторное нагнетание раствора в вону, в которой не получен отказ, должно производиться после разбурив цементного камня н определения удельного водопоглоценяя.

3.35.    Зе отказ в поглощении раствора следует принимать снижение расходе раствора до 2-5 л/мин при давлении отказа.

3.36.    Начальный состав нагнетаемого цементного раствора должен быть B/UfIO.

Ovp.16 BCH 34 23.056-90

3.37.    Состав нагнетаемого растворе не должен меняться, если при непрерывном нагнетании расход раствора при постоянном давлении уменьшается или давление раствора при постоянном его расхода возрастает.

3.38.    Рвотвор должен сгущаться в тех случаях, когда щш нагнетании рествора с максимально достигнутым расходом давление не повивается или при достижении давления отказа расход раствора не уменьшается.

Сгущение раствора должно производиться на одну ступень по шкале соогавов реотворов, приведенных в прил.7, через каждые 15 мин или быстрее, если в вону введено 1000-1500 л рествора данного состава.

4. ЛИКЕЦДАЦИОННЫЙ ТАМПОНАХ СКВАДИН И ОТВЕРСТИЙ

4.1.    После завершения зополнительной и укрепительной цементации стволы скважин и отверстия в обделке должны быть плотно затеипониро-ваны стабильным цементационным рествором.

4.2.    Твмпонах нисходящих скважин следует выполнять путем заливки яли нагнетания раствора в скважину через трубу, опущенную до забоя ж постепенно поднимаемую по мере заполнения ствола раотвором.

При наличии грунтовых вод с напором над устьем скважины, скважина после заливки раствора должна быть закрыта пробкой или закрытым тампоном на одни сутки.

4.3.    Тампонаж восставших скважин следует выполнять путем нагнетания в скважину растворе через тампон с обратным клапаном с опрессовкой при проектном давлении в течение 3-5 мин.

Воздух и вода, находящиеся в подводящих шлангах (от насоса до тампона), должны быть выжаты раствором через кран у тампона.

Тампон сохраняется в скважине до схватывания раствора.

После снятия тампона и пробок устья скважины и отверстия зачека-ниваются, как правило, расширяющимся быстросхватывающим цементом.

5. МАТЕРИАЛЫ И ДОБАВКИ Д НЯ РАСТВОРОВ

5.1. Для заполнительной и укрепительной цементации следует применять портландцемент марки 300 и выше по ГОСТ 10178-85.

При надлежащем технико-экономическом обосновании допускается применение пластифицированного, сульфатостойкого, быстротвердеющего портландцементов, глиноземистого и гипсоглиноземистого цементов.

BCH 34 23.06&-90 Стр.17

Применение для укрепительной цементации шлакопортланддемента , пуццоланового портландцемента, глиноземистого, расширяющегося и гидрофобного цементов допускается только после проведения лабораторных испытаний, устанавливающих схватывание осадка цемента из цементного раствора в конкретных условиях строительства. Цемент, осадок которого из цементного раствора с водоцементным отношением В/Ц=1 при температуре 10 °С имеет срок начала схватывания свыше 48 ч, считается непригодным для укрепительной цементации.

Использование для заполнительной цементации пуццолановых порт-ландцементов и шлакопортландцементов допускается в тех случаях, когда к бетону обделки не предъявляются требования по морозостойкости.

5 условиях агрессивных вод выбор вида цемента и золы-уноса должны производиться в соответствии со СНиП 2.03Л1-85 применительно к группе условий:

коэффициент фильтрации грунтов менее 0,1 м/сут. мерка бетона по водонепроницаемости принимается равной:

W4 - для заполнительной цементации за нетрещиностойкие обделки,

W8 - для заполнительной цементации за трещиностойкие обделки и для укрепительной цементации.

5.2.    При транспортировке, приемке, складировании и хранении цемента должны соблюдаться технические правила ТП Ю1-8^Т*

5.3.    Вода для приготовления растворов должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79. Температура воды при приготовлении раствора не должна превышать 45 °С.

5.4.    Песок для заполнительной цементации во избежание расслаивания раствора должен применяться мелкий или очень мелкий с модулем крупности по ГОСТ 8736-85 менее двух с максимальным размером зерен менее 3 мм. Содержание песка в растворе не должно быть более 250 %

от массы цемента в напорных туннелях и 300 % - в безнапорных туннелях.

5.5.    Песок, применяемый в количестве до 200 % от массы цемента при укрепительной цементации грунтов с большими поглощениями материала (500-1000 кг/м), должен быть очень мелким с максимальным размером зерен не более 0,5-1 мм.

5.6.    Зола-унос (ГОСТ 25818-83) с размером зерен менее 0,15 мм используется в количестве до 150 % от массы цемента при заполщтель-ной цементации и укрепительной цементации водопроницаемых и сильноводопроницаемых грунтов.

Стр.18 ВСН 34 23.056-90

5.7.    Суглинки и пылеватые глины изменяются в количестве до 150 % от массы цемента для заполнительной цементации безнапорных туннелей и противофильтрационной укрепительной цементации крупнотрещиноватых и закарстованных скальных и полускальных грунтов.

5.8.    Для регулирования свойств растворов в их состав вводятся добавки:

для уменьшения расслаиваемости и повышения однородности раствора, увеличения проникаемости в трещины при цементации мелкотрещиноватых, пористых и мелкокавернозных грунтов - глинопорошок (бентонитовая глина);

для увеличения проникаемости раствора в поры и трещины грунта -пластифицирующие добавки: сульфитно-дрожжевая бражка, черный сульфитный щелок и др.;

для ускорения схватывания и загустевания раствора - жидкое стекло, хлористый кальций, сульфат натхяя, алюминат натрия и др.

Допустимое количество добавок приведены в справочном прил.6.

Количество добавки в растворе устанавливается лабораторными исследованиями.

6. РАСТВОРЫ И ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЕ

6.1.    Выбор составов растворов для заполнительной и укрепительной цементации производится в соответствии с требованиями пп. 2.4, 3.36-3.38, равд.5 и арил.7 настоящих норм.

6.2.    Дозирование материалов должно производиться с точностью до

3

6.3.    При приготовлении растворов на месте выполнения работ по нагнетанию компоненты для растворов должны транспортироваться в упаковке (многослойных мешках, барабанах и др.), в закрытых контейнерах, в вагонах с разделительными стенками исключающими смешение материалов и попадания в них воды, грунта и других инородных предметов.

6.4.    В случае приготовления раствора на центральном узле и перекачки на большие расстояния раствор должен подвергаться дополнительному перемешиванию не месте работ с последующим нагнетанием в скважины.

6.5.    Проверку составов растворов следует производить выборочно ареометром. При заполнительной цементации необходимо периодически отбирать пробы цементно-песчаного раствора для определения прочности на сжатие.

Группа Ж02

Министерство энергетики и электрифи-нации СССР (Минэнерго СССР) ОКСТУ 0021 Ведомственные строительные НОРМЫ ВСЯ 34 23. 056-90/Мин-энерго СССР Проектирование цементации в гидротехнических туннелях Взамен ВСН 03-74/ Минэнерго CCCIj

Настоящие нормы распространяются на проектирование цементации в гидротехнических туннелях, а также в других подземных сооружениях (машинных залах, помещениях затворов и т.д.), входящих в состав гидроэлектростанций, мелиоративных систем, систем водоснабжения; требования настоящих норм должны соблюдаться также при составлении проектов производства работ.

Нормы устанавливают требования к следующим видам цементации: заполнительной цементации, предусматривающей заполнение пустот за обделкой;

укрепительной цементации, предусматривающей улучшение прочностных, деформативных и противофильтрзционных свойств скальных грунтов, окружающих цодземное сооружение.

Основные термины и определения,принятые в настоящих нормах, приведены в справочном прил.1.

BCH 34 23.056-90 Стр.19

6.6. Для улучшения свойств растворов в проекте могут быть предусмотрены следующие методы:

предварительный сухой домол или сепарация цемента (для укрепительной цементации);

механическое диспергирование цемента в растворе цри помощи диспергаторов;

химическая обработка раствора поверхностно-активными добавками.

Способы обработки цемента и раствора, типы диспергаторов долины быть указаны в проекте.

6.7.    Приготовленный раствор должен непрерывно перемешиваться или находиться в движении до момента поступления в скважину.

6.8.    Раствор должен быть использован до момента начала схватывания. Цементный раствор без добавок ускорителя схватывания должен быть использован в течение не более четырех часов с момента его приготовления.

7. ДАВЛЕНИЕ И РАСХОД НАГНЕТАНИЯ РАСТВОРА

7.1.    Давление нагнетания при зэполнительной и укрепительной цементации назначается с учетом конструкции обделки, инженерно-геологических характеристик грунтов, глубины заложения сооружения и очередности цементации скважин.

7.2.    Давление нагнетания раствора при дополнительной цементации должно быть не более, МПа:

при цементации скважин рядов первой очереди (первичное нагнетание):

0,2 - для сборных обделок,

0,3-0,4 - для монолитных обделок;

при цементации скважин рядов второй очереди (контрольное нагнетание) :

0,5-1,0 - для металлических обделок (оболочек),

0,3-0,4 - для сборных железобетонных обделок (уточняется расчетом) _р

О,5-0,6 - для монолитных бетонных обделок,

0,8-1,5 - для монолитных железобетонных обделок.

Давление нагнетания не должно превышать также величины давлении, определяемой по формуле п.7.3.

7.3.    Наибольшее давление нагнетания раствора в скважинах последней очереди при укрепительной цементации в напорных туннелях,

Стр.2 ВСЯ 34 23.056-90

I. ОБШИБ ПОЛСИЭМЯ

1.1.    При проектировании цементации в гидротехнических туннелях долины выполняться требования СНиП 1.02.01-85, СНиП 2.06.09-84,

СНиП 3.01.01-85, СНиП 1У-2-84, а также настоящих ВСН.

1.2.    Цементацию в подземных Гидротехнических сооружениях следует проектировать на основании и с учетом:

результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканы! , содержащих данные о физико-механических и фильтрационных характеристиках отдельных учвстков массива грунта по трассе сооружения, уровнях и химическом составе грунтовых вод, области их питания, данные о трепашоватостя, механическом и химическом составе заполнителя трепан;

опыта и результатов цементационных работ в аналогичных инженерно-геологических условиях;

Л»™»* о параметрах сооружения (размеры, тип обделки, напор и

Т.Д.),

опытных цементационных работ и их эффективности, проведенных по трассе туннеля на предварительных стадиях проектирования (для туннелей I и П классов);

технико-акономического сравнения вариантов проектных решений и принятого оптимального варианта, обеспечивавшего рациональное использование прочностных, деформативных и фильтрационных свойств грунтов укрепленных цементацией и материала обделки сооружения при наименьших приведенных затратех.

1.3.    Зеполннтельная цементация за обделку должна предусматриваться во воех олучаях аа ясклвченвем:

сооружений с обделками из набрызгбетоне или монолитно-пресоо-вавного бетона;

наклонных (с углом наклона оси сооружения к горизонту более 30 гред)и вертикальных водоводов с обделкой из литого бетона при отсутствии сплошной затяжки временной арочной крепи;

туннелей, проходимых в плывунных и водонасыщенных песчаных грунтах.

Первичное нагнетание не следует производить при сооружении сборь-ннх обделок, обжатых в грунт.

BCH 34 23.056-90 Отр.З

1.4.    Пустоты за обделкой глубиной до 0,5 м должны заполняться

нагнета ни ем цементационного    (цементно-песчаного)    раствора •

Пустоты более 0,5 м должны заполняться бетонной смесью, как премило, в процессе бетонирования обделки. Допускается ликвидация больших пустот методом раздельного бетонирования или путем забутовки о последующим нагнетанием цементно-песчаного раствора.

1.5.    При наличии за обделкой туннеля больших протяженных пустот (например, карстовых) степень их заполнения должна быть обоснована

в проекте; при этом мощность слоя материала заполнения над обделкой должна быть не менее одного радиуса туннеля.

1.6.    Укрепительную цементацию скальных и цолусхалышх грунтов допускается осуществлять, как правило, при следующих условиях:

раскрытие трещин в грунтах более 0,1 мм;

удельное водопоглощение грунтов до их цементации более 0,01 л/(мин-м^);

действительная скорость грунтовых вод менее 3000 м/сут;

химический состав грунтовых вод не нарушает процесса схватывания и твердения цемента;

грунты имеют положительную температуру.

1.7.    Цементационные работы должны выполняться, как правило, до устройства гидроизоляции и дренажа в туннеле или должны быть предусмотрены мероприятия, учитывающие возможность восстановления дренажа в случае выхода из строя.

1.8.    Заполнительная и укрепительная цементация, как правило, выполняются непосредственно из подземного сооружения; при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается выполнение цементации через скважины, буримые из существующих, рядом раоволожен-ных выработок или из выработок специально проходимые дхя згой цели.

1.9.    В случае обнаружения дефектов в бетоне обделки (раковины, трещины) они должны быть ликвидированы до начала нагнетания раствора, В сборных обделках ивы должны быть герметично звчеканены.

2. ЗАПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЦЕМЕНТАВДЯ

2.1. Общим требованием к заполнительной цементации является необходимость заполнения зазоров и пустот между обделкой сооружения и грунтом, между слоями многослойных обделок (например, между обделкой и временной крепью, сооружаемой в процессе проходки туннеля) с целью обеспечения совместной работы обделки и грунта, недопущения осадок подземных и надземных сооружений и просадок поверхности грунта.

Стр.4 ВСЕ 34 23.056-90

2.2.    Заполнительная цементация выполняется в две очереди (в два этапа): сначала выполняется первичное нагнетание стабильных растворов через скважины (отверстия) рядов первой очереди» затем контрольное (повторное) нагнетание через скважины рядов второй очереди .расположенных между рядами скважин первой очереди с целью ликвидации оставшихся пустот и усадочных трещин в затвердевшем растворе первичного нагнетания.

В сборных обделках повторное нагнетание может производиться в скважины, разбуренные через отверстия для первичного нагнетания.

2.3.    В многослойных бетонных обделках, как правило, должно предусматриваться последовательное проведение заполнительной цементации за каждый слой обделки, сначала должна проводиться цементация за наружный слой, а затем - сооружение внутреннего слоя и проведение цементации за него.

При специальном обосновании допускается проведение заполнительной цементации за каждый слой после возведения всех слоев обделки; цементация в этом случае сначала проводится за внутренний слой, затем-за наружный.

2.4.    Материал заполнительной цементации для первичного нагнетания за сводовую часть сооружения должен отвечать следующим требованиям:

а)    маржа материала по прочности на сжатие для напорных туннелей должна быть не менее удвоенной величины расчетного внутреннего давления (в МПа) воды в туннеле и не менее В2,5;

б)    марка материала по прочности на сжатие для безнапорных сооружений должна быть не менее BI;

в)    модуль упругости материала для напорных туннелей с несущей обделкой и внутренним расчетным давлением воды в туннеле свыше I МПа должен быть, как правило, равен величине модуля деформации грунтов, принятой в расчете обделки.

г)    раствор, закачиваемый за сборную обделку должен схватываться до начала передвижки проходческого комплекса.

Влияние модуля упругости и мощности слоя материала заполнительной цементации на величину приведенного коэффициента упругого отпора грунта определяется согласно указаниям рекомендуемого пдал.2 настоящих норм.

2.5.    В проектах необходимо предусматривать выполнение первичного нагнетания непосредственно за сооружением обделки при достижении

BCH 34 23.056-90 Стр.5

бетоном 75 % проектной прочности. Для монолитных обделок отставание по длине сооружения допускается не более 60 м.

Первичное нагнетание раствора за сборную обделку должно производиться за каждое последнее уложенное кольцо в следующей последовательности:

при щитовой проходке в нижней части кольца нагнетание производится после установки блоков кольца до горизонтального диаметра, а в верхней части сечения - на предыдущем кольце;

при сооружении туннеля без щита: в нижней части кольца заполнение раствором производится после установки блоков кольце до горизонтального диаметра, а в верхней части - после монтажа всего кольце.

В устойчивых грунтах с коэффициентом крепости по Прото Дьяконову выше 1,5 нагнетание допускается проводить до уровня горизонтального диаметра последнего собираемого кольца, а на всю высоту кольца - с отставанием не более трех колец.

2.6.    При проходке туннелей в вечномерзлых или искусственно замороженных грунтах эаполнительную цементацию, как правило, необходимо проводить методом термоса или растворами с противоморозными добавками, состав которых назначается согласно раэд.2 ВСН 36-86 /Минэнерго СССР "Воаведение обделок подземных гидротехнических сооружений в вечномерзлых скальных грунтах".

При наличии льда в пустотах в проекте следует предусмотреть его оттайку горячим воздухом, паром или другими способами.

2.7.    Для нагнетания раствора за монолитные обделки необходимо предусматривать бурение скважин. В целях облегчения бурения в железобетонных обделках следует, как правило, устанавливать металлические трубы с внутренним диаметром не менее 40 ш, концы которых с косым срезом должны доводиться до грунта или затяжки временной арочной крепи туннеля. В сборных обделках необходимо предусматривать отверстия, через которые производится первичное нагнетание и бурение скважин для контрольного нагнетания.

При нагнетании за последний слой многослойной обделки, а также в однослойных обделках каждая скважина рядов второй очереди должна пройти все слои обделки, крепь туннеля и забурена в скальный грунт на 15 - 20 см.

По длине сооружения скважины и отверстия в обделке следует располагать рядами в плоскостях поперечного сечения, как правило, с расположением скважин в шахматном порядке (черт. I).

Сур.6 ВСЯ 34 23.056-90

2.8. Скважины в монолитных обделках необходимо располагать, как прению, в сводовой части обделки сооружения; скважины ниже горизон

наличии больших забученных пус-

по 2-2

Черт. 1* Схема расположения цементационных скважин при шиполнитель-то Ж цементации за монолитную обделку: 1 - ось свода;

I - ряды скважин первой очереди (для первичного нагнетания);

П - ряды скважин второй очереди (для контрольного нагнетания)

При использовании сборных обделок нагнетание растворов следует выполнять по всему периметру.

2.9* Расстояние между рядами скважин первой и второй очереди по длине сооружения с монолитной обделкой должно бить в пределах 2,5 -4 м; со сборной обделкой - шаг определяется размерами элементов обделки.

2.10.    Количество скважин в сводовой части сооружения в рядах первой ж второй очереди должно быть не менее, шт.:

при ширине сооружения до 5 и - 2 и 3, отбдо 9,5 м - 3 и 4, свыше 9,5 - 4 и 5.

2.11.    При назначении шага между рядами скважин и количества опахни в рядах необходимо учитывать положение строительных швов,сетку охважжн для укрепительной цементации и дренажа, расстояние между pa*-мами металлической и железобетонной арочной крепи и ребрами жесткооти стальной оболочки.

BCH 34 23.056-90 Стр.7

Скважины эаполнительной цементации, как правило, совмещаются со скважинами укрепительной цементации или дренажа. Скважины не должны проходить через строительные швы.

Сетку скважин допускается сгущать в местах больших переборов и вывалов грунта, у порталов туннеля.

Нагнетание раствора

2.12.    Неплотности в торце сборной обделки со стороны забоя между ее внешней поверхностью и оболочкой щита или грунтом должны быть уплотнены во избежание выхода нагнетаемого раствора. Первичное нагнета* ние должно производиться снизу вверх по кольцу во все отверстия в спинках блоков или тюбингов по обе стороны вертикальной оси обделки туннеля. Нагнетание производится до полного заполнения пустот до уровня отверстий, расположенных выше. Затем тампон переставляется в следующие к своду отверстия вплоть до замковой части свода.

2.13.    Перед нагнетанием раствора в монолитных обделках разбуриваются все скважины рядов гервой очереди на участке длиной до 30 -60 м.

Нагнетание в данном ряду ведется сначала в одну из нижних боковых скважин до отказа или до появления раствора в вышерасположенной скважине. После этого производится нагнетание раствора во вторую боковую (расположенную симметрично предыдущей) скважину. Допускается производить нагнетание в обе скважины одновременно двумя насосами.

В данном ряду последней нагнетается замковая скважина.

Скважины других рядов, из которых появляется раствор, заглушаются пробками. После окончания нагнетания скважин данного ряда приступают к нагнетанию в скважины следующего ряда.

Нагнетание за обделку стволов следует производить снизу вверх.

2.14.    Отверстия, в которые произведено нагнетание, следует закрывать пробками, извлечение которых необходимо выполнять после схватывания раствора.

2.15.    Первичное нагнетание (в скважины рядов первой очереди) должно производиться стабильными цементационными (цементно-пеочаными) растворами, состав которых должен обеспечивать требования п. 2.4, раздела 6 и прил. 7.

2.16.    Контрольное нагнетание (в екпажины рядов второй очереди) производится не раньше, чем через 5-7 суток после окончания нагнетания в скважины рядов первой очереди.

С*ц>.8 ВСН 34 23.056-90

Порядок нагнетания аналогичен нагнетанию скважин рядов первой очереди в монолитных обделках (п.2.13).

Одновременно с бурением и нагнетанием в скважины рядов второй очереди необходимо разбухать и повторно провести нагнетание в замковые скважины первой очереди в местах с большими вывалами и переборами грунта.

2Л7. Контрольное нагнетание должно начинаться цементными растворами с водоцементным (В/Ц) отношением равным двум. Состав раствора должен меняться в тех случаях, когда расход нагнетания превышает 60 д/мин.

Изменение состава раствора производится после нагнетания 300 -800 л раствора данного состава по следующей шкале: В/Ц=0,8; 0,6; 0,5 при необходимости с последующим переходом к нагнетанию цементно-песчаного раствора.

В случаях обнаружения при бурении скважины пустоты за обделкой допускается нагнетание этой скважины начинать с цементно-песчаного раствора.

Нагнетание раствора производится до отказа.

2.18. За отказ следует принимать снижение расхода раствора до:

5 д/мин - при первичном нагнетании; 2 д/мин - при контрольном

нагнетании.

3. УКРЕПИТЕЛЬНАЯ ЦЕМЕНТАЦИЯ

3.1.    Укрепительную цементацию скальных грунтов вокруг обделок подземных сооружений следует предусматривать с целью улучшения деформативных и противофилътрационных свойств грунтов при технической возможности ее осуществления и экономической эффективности.

3.2.    При проектировании необходимо учитывать положительное влияние укрепительной цементации на обделку сооружения вследствие:

увеличения модуля деформации грунтов;

уменьшения проницаемости грунта и утечек из туннеля или притока води в безнапорное сооружение;

уменьшения деформативной и фильтрационной неоднородности и анизотропии грунтов;

увеличения устойчивости грунтов против химической и механической суффозии;

создания предварительного напряжения в обделке и грунте;

оелвбленил воздействия на обделку агрессивных грунтовых вод.