ВСН 132-81. /Минтрансстрой СССР Инструкция по производству работ по нагнетанию растворов за тоннельную обделку. (41619)

СССР

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ

ПО НАГНЕТАНИЮ РАСТВОРОВ

ЗА ТОННЕЛЬНУЮ ОБДЕЛКУ

ВСН 132 – 81

Утверждена Главным техническим управлением

Министерства транспортного строительства СССР.

Приказ № 13 от 9 марта 1981 г.

Согласована Госстроем СССР. Письмом Госстроя СССР

от 29 апреля 1980 г. № НК-2185-1

МОСКВА 1981

УДК 624.191.814:699.82

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая Инструкция предназначена для использования при проектировании и производстве работ по нагнетанию растворов за обделку тоннелей.

Инструкция разработана лабораторией надежности и долговечности тоннельных сооружений метрополитенов Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (ЦНИИСом} взамен “Технических указаний на производство работ по нагнетанию растворов за обделку тоннелей” (ВСН 132 – 66). Экспериментальные и теоретические исследования выполнены ЦНИИСом, опытные работы – ЦНИИСом, СМУ-6 и ТО-6 Московского метростроя, СМУ-751 Харьковского метростроя, службами тоннельных сооружений Московского и Киевского метрополитенов.

Инструкция подготовлена канд. техн, наук К. Д. Троицким при участии канд. техн. наук В. Ф. Сарабеева и инж. С. А. Минкина.

Замечания и предложения по настоящей работе направлять по адресу: 129329, Москва, Игарский проезд, 2, Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (ЦНИИС).

Зам. директора института Г. Д. ХАСХАЧИХ

Заведующий отделением тоннелей

и метрополитенов Л. С. АФЕНДИКОВ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая инструкция устанавливает правила производства работ по нагнетанию растворов за обделку при строительстве железнодорожных тоннелей, метрополитенов, стволов, протоннельных и других подземных сооружений.

Инструкция разработана в развитие главы СНиП III-44 – 77 “Тоннели железнодорожные, автодорожные и гидротехнические. Метрополитены”.

1.2. После сооружения обделки все зазоры между обделкой и грунтом должны быть заполнены раствором путем производства первичного, контрольного и в необходимых случаях уплотнительного нагнетаний (см. п. 1.4 настоящей Инструкции).

1.3. Нагнетание за обделку тоннелей производится с целью:

обеспечения совместной работы обделки с грунтом, равномерного распределения давления грунтов на тоннельную обделку, улучшения ее статической работы, уменьшения деформации обделки и предупреждения осадок подземных и наземных сооружений;

повышения водонепроницаемости обделки тоннеля, уменьшения ее коррозии, увеличения долговечности и устранения течей при их возникновении.

1.4. Нагнетание должно производиться в два этапа; сначала первичное нагнетание, а затем контрольное (повторное).

Первичное нагнетание не следует производить при сооружении сборных обделак, обжатых в породу. Первичное и контрольное нагнетания не следует производить при

4

сооружении монолитно-прессованных бетонных обделок.

Уплотнительное нагнетание следует выполнять в тех случаях, когда первичным и контрольным нагнетаниями не достигнута нужная водонепроницаемость обделки. Необходимость уплотнительного нагнетания, порядок производства работ, состав и консистенция раствора должны в каждом отдельном случае после завершения первичного и контрольного нагнетаний определяться дополнительным проектом и обосновываться технико-экономическим расчетом.

1.5. Для первичного нагнетания следует применять цементно-песчаные растворы, для контрольного – цементные, для уплотнительного – бентонитовые, зольные, цементно-бентонитовые и цементно-зольные растворы (приложения 1 и 2).

1.6. В целях снижения расхода цемента, улучшения технологических свойств раствора (растекаемости, однородности, нерасслаиваемости и др.), регулирования его подвижности во времени и скорости процессов схватывания, повышения плотности и непроницаемости затвердевшего (или загустевшего) раствора в нагнетаемые растворы вводятся химические добавки в виде отдельных продуктов или их сочетаний (пп. 3.6 – 3.8) .

Оптимальное количество добавок устанавливается экспериментально с учетом технико-экономических показателей при подборе состава раствора.

1.7. Нагнетание за обделку должно производиться при температуре в тоннеле не ниже 5 °C. Если в случае необходимости оно производится при температуре ниже 5 °С, то нагнетание следует выполнять с соблюдением дополнительных требований, отражающих особенности работ в зимних условиях, согласно специальным инструкциям.

1.8. При проходке тоннелей в плывунных или водонасыщенных песчаных грунтах нагнетание за обделку тоннелей не производится.

1.9. При проходке тоннелей в вечномерзлых грунтах нагнетание за обделку должно производиться в соответствии со специальными указаниями проекта.

1.10. Нагнетание раствора за обделку тоннелей, сооружаемых в искусственно замороженных грунтах, должно производиться вслед за возведением обделки и полностью заканчиваться до оттаивания грунтов. Раствор при выходе из инъектора должен иметь температуру не менее 20 °С. Состав раствора, количество и виды добавок устанавливаются проектом согласно СНиП III-44–77.

5

2. ТРЕБОВАНИЯ К РАСТВОРАМ И ЗАТВЕРДЕВШЕМУ

(ИЛИ ЗАГУСТЕВШЕМУ) СЛОЮ

2.1. Раствор, предназначенный для нагнетания, должен отвечать следующим требованиям, предъявляемым к нему при транспортировании по раствороводу на предельные расстояния без расслаивания и образования пробок под воздействием внешних сил (давления, создаваемого растворонасосом или растворонагнетателем) и при заполнении пустот за обделкой:

подвижность раствора (растекаемость раствора, определяемая в соответствии с приложением 3) должна находиться в пределах от 14 до 20 см;

начало схватывания не ранее чем через 40 мин;

расслаиваемость, определяемая в соответствии с приложением 4, не должна превышать 10 см.

2.2. Растворы для первичного нагнетания за сборные обделки должны иметь срок схватывания (конец схватывания), укладывающийся в промежуток времени от окончания нагнетания до начала передвижки комплекса.

Сроки схватывания растворов устанавливаются в соответствии с ГОСТ 10178 – 76 при В/Ц, равном 0,4.

Примечание. При скорости сооружения тоннеля 4 – 6 м/сут. время от окончания нагнетания до начала передвижки комплекса может составлять 2 – 4 ч.

2.3. Растворы для первичного нагнетания за монолитные обделки в обводненных грунтах должны иметь конец схватывания не более 2 – 4 ч после поступления раствора за обделку.

2.4. Растворы для контрольного нагнетания за обделки (монолитные и сборные) в обводненных грунтах должны иметь конец схватывания не более 1 – 3 ч после поступления раствора за обделку и не размываться водой более чем на 0,5% при скорости ее течения 10 м/с (приложение 5).

2.5. Затвердевший раствор за обделкой должен иметь однородную плотную структуру, что обеспечивается подбором состава раствора с учетом требований пп. 2.1 и 2.4 на стоящей Инструкции.

2.6. Раствор бентонитовой глины при нагнетании за обделку, залегающую в аллювиальных грунтах, должен проникать в грунт на глубину не более 15 см при давлении нагнетания 400 кПа и не менее 3 см при давлении 100 кПа (см. п. 8.38 настоящей Инструкции).

6

2.7. Заинъектированный раствором бентонитовой глины слой аллювиального грунта должен быть водонепроницаемым при гидростатическом давлении 200 кПа (по результатам испытания образцов толщиной 3 см).

Необходимая плотность заиньектированного аллювиального грунта достигается при загустевания раствора бентонитовой глины (переходе его из геля в золь) плотностью 1,18 т/м3 и выше. Количество глинопорошка и воды, потребные для получения бентонитового раствора заданной плотности, определяется в соответствии с приложением 6.

3. МАТЕРИАЛЫ И ДОБАВКИ ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ

3.1. Цементы надлежит применять марок 300 и 400 в соответствии с “Техническими правилами по экономному расходованию основных строительных материалов”.

В условиях агрессивной среды вид цемента следует выбирать согласно нормам СНиП II-28 – 73 по защите строительных конструкций от коррозии.

Предусматривать возможность применения пуццолановых портландцементов и шлакопортландцементов допускается в тех случаях, когда к бетону обделки не предъявляются требования по морозостойкости.

Все применяемые цементы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10178 – 76.

3.2. Бентонитовая глина, предназначенная дня приготовления цементно-глинистых и глинистых растворов, а также используемая в качестве добавки, должна применяться в виде натриевых глинопорошков заводского изготовления.

Тонкость помола глинопорошка определяется просеиванием через сито № 0075. Остаток на сите не должен превышать 10 %.

Набухаемость бентонитовой глины должна составлять не менее 600 объемных процентов.

3.3. Песок для растворов, перекачиваемых по шлангам, должен подбираться с учетом его расслаиваемости (см. приложение 4).

Для растворов состава 1:3 и В/Ц более 0,8 не рекомендуется применять крупный песок с модулем крупности более 2,5 по ГОСТ 8736 – 77.

Примечание. Состав растворов для нагнетания выражается последовательным соотношением твердых составляющих по массе и отношением воды к цементу (водоцементным отношением) или другому твердому компоненту раствора, например, 1:3 (цемент – песок), В/Ц=0,8 (вода: цемент).

7

3.4. Вода для затворения раствора должна удовлетворять требованиям главы III части СНиП “Бетонные и железобетонные конструкции монолитные”.

3.5. Добавки следует применять в зависимости от вида раствора. Водный раствор добавки повышенной концентрации приготовляется заранее и вводится при затворении в количестве, обеспечивающем рабочую концентрацию добавки в нагнетаемом растворе.

3.6. Добавки для улучшения технологических и других свойств цементных и цементно-песчаных растворов необходимо выбирать в соответствии с приложением 7.

П р и м е ч а н и е. В приложении представлены добавки, апробированные в условиях производства работ по нагнетанию раствора за тоннельные обделки.

3.7. Количество добавок для цементных и цементно-песчаных растворов в зависимости от основного вида вяжущего следует назначать в соответствии с приложением 8.

3.8. Добавки для улучшения технологических свойств растворов бентонитовых глин необходимо выбирать в соответствии с приложением 9.

4. ХРАНЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Способы хранения и транспортирования цемента, глины и добавок должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТов, ТУ и инструкций.

4.2. Неполимерные добавки на строительных складах и площадках должны храниться в упаковке (таре) заводской поставки в следующих условиях: мылонафт (М1) и омыленный древесный пек ЦНИПС-1 – в закрытых помещениях; сульфитно-спиртовая барда (ССБ) и сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) – в закрытых проветриваемых помещениях; хлорид кальция жидкий (XКЖ) – в закрытых отапливаемых помещениях, не допускающих замерзания раствора; ССБ, СДБ, ХКЖ, хлорид кальция твердый (ХКТ), сульфат натрия (СН), зола уноса тепловых электростанций (ЗУТЭ), смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ), бентонитовый глинопорошок (БГ), кальцинированная (КС) и каустическая (К1С) соды, карбоксилметилцеллюлоза – в закрытых помещениях, исключающих увлажнение, попадание осадков или влаги.

4.3. Полимерные добавки – смолу КФ и фуриловый спирт на строительных складах и площадках следует хранить в упаковке (таре) заводской поставки при температуре от 0 до

8

20 °C. Гарантийный срок хранения при температуре не выше 20 °C 6 месяцев.

4.4. Отвердители полимерных добавок на строительных складах и площадках следует хранить в упаковке (таре) заводской поставки в условиях, исключающих возможность увлажнения отвердителей.

5. СОСТАВЫ РАСТВОРА ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ

5.1. Выбор составов растворов для первичного и контрольного нагнетаний за обделку должен производиться в зависимости от способа проходки, обводненности и типа обделки и в соответствии с пп. 3.3 – 3.8 и приложениями 1 и 2.

5.2. Состав раствора для нагнетания за обделку при ликвидации течей должен соответствовать составу раствора, приведенному в приложении 2 для контрольного нагнетания, с добавкой, ускоряющей загустевания раствора.

5.3. Состав раствора для уплотнительного нагнетания должен соответствовать данным, приведенным в приложении 2.

6. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА

6.1. Растворы должны приготовляться непосредственно на месте работ по нагнетанию за обделку тоннеля.

6.2. Дозирование материалов в процессе приготовления растворов механизированным способом должно производится по массе. Вода и водные растворы добавок дозируют по объему.

6.3. В процессе подачи материалов к месту производства работ необходимо исключить возможность попадания в них воды, грунта и других инородных предметов, а также потери составляющих раствора.