docForinjeksjon med styrt aksellerert herding av
download 
Report Transcription
Forinjeksjon med styrt aksellerert herding av
Forinjeksjon med styrt aksellerert herding av mikrosementer Karl Gunnar Holter Hallandsås, 1. desember 2011 Innhold METODE: prinsipp for utførelse av styrt herding av sementsuspensjoner FORDELER/MULIGHETER med denne metoden REFERANSER REFERANSER, noen utvalgte t l t prosjekteksempler j kt k l med d problemer bl som har vært løst med denne metoden Styrt y aksellerert herding g av mikrosementsuspensjoner PRINSIPP FOR METODEN: y g tilsats av aksellerator til sementsuspensjonen p j ved Nøyaktig separat kontrollert pumping av suspensjon og aksellerator Man kan man styre herdingen i betydelig grad. Kontrollerbart i området fra 20 minutter til 1 minutt, temperaturavhengig Dette betyr at man kan påvirke hvor langt injeksjonsmassen pumpes inn i berget før den herder. Bakgrunn Utviklet av norske entreprenører i forbindelse med forinjeksjon i bergtunneler med svært vannførende sprekker i kombinasjon med lav vanntemperatur og høye trykk Utstyr for akselleratordosering er sofistikert og ble først spesialkonstruert av en entreprenør I begynnelsen ikke alment kommersielt tilgjengelig Idag: metoden beskrives i anbudsdokumenter ifb med forinjeksjon, men uten presise krav til teknisk ytelse Styrt y aksellerert herding; g; prøver pø i lab (ved 20 oC) Rheocem 650 Prøve aks dosering hard 1,5% Rheobuild 2000PF Prøve 1 0% 1t 55 min MEYCO SA 162 alkaliefri aksellerator Prøve 2 1% 19 min Dosering i prosent av sementvekt Prøve 3 2% 11 min Prøve 4 3% 9 min Pø 5 Prøve 4% 6 min i Prøve 6 5% 4 min V/C 0.8 Styrt aksellerert herding av mikrosementer Nøyaktig tilsetting av aksellerator til mikrosementsuspensjonen med en separat doseringspumpe som følger injeksjonspumpe som en „slave“. AGITATOR KOLLOIDAL MIKSER TIL INJEKSJONSHULL INJEKSJONSPUMPE INTERFACE DOSERINGSPUMPE AKSELLERATOR Y-STYKKE Endring g av injeksjonsmassens j j skjærfasthet j ved nøyaktig dosering av aksellerator S Skjærfas sthet Normalsement med dosering vannglassaksellerator g Normalsement med dosering aksellerator MEYCO SA162, Rheocem 650 med dosering aksellerator MEYCO SA162, Tid 2-komponent p sementinjeksjonsanlegg j j gg for kontrollert dosering av aksellerator Grout pumpe Aksellerator pumpe 2-komponent p sementinjeksjonsanlegg j j gg for kontrollert dosering av aksellerator Styrt aksellerert herding av mikrosementer Spesialkonstruert injeksjonsrigg, AF Entreprenør, Norge Styrt herding av Rheocem 650 med d MEYCO SA 162 (alkaliefri sprøytebetong akselerator) SA 160 Rheocem Gjør det mulig å få kontrollert herding på få minutter uten å fare for å blokkere utstyr og slanger Akselerator munnstykke y og g komplett p stav Styrt y herding, g munnstykke y og g aks. tank Normal sementbasert forinjeksjon Injeksjonsmassen kan trenge langt inn i bergmassen mye lenger enn tilsiktet bergmassen, I svakt berg: vanskelige situasjoner med masseutganger i tunnelen Lave grunnvannstemperaturer: injeksjonsmassen herder svært langsomt Forinjeksjon med styrt aksellerert herding 1. Hvis ikke mottrykk oppnås, startes akselleratortilsetning 2. Begrenser masseinngang i bergmassen langt unna tunnelen 3. Masseutganger i tunnelen kan effektivt stoppes 4. S 4 Sementinjeksjon ti j k j mulig li i llave temperaturer Styrt y aksellerert herding g av mikrosementsuspensjoner MULIGHETER – FORDELER: y g reduksjon j av totalt materialforbruk og g tidsforbruk Betydelig Metoden gir mulighet til å utføre barriereinjeksjon Målrettet og kontrollerbar forinjeksjon i en begrenset sone rundt bergrommet Unngå strømning av uherdet sementsuspensjon langt vekk fra tilsiktet område for injeksjon Muliggjør kontrollerbar sementbasert injeksjon i situasjoner med svært lav grunnvannstemperatur Styrt y aksellerert herding g av mikrosementsuspensjoner EKSEMPEL PÅ FREMGANGSMÅTER: j j uten aksellerator og g injisere j en Starte med injeksjonsmasse kalkulert minimumsmengde, og koble inn akselleratordosering for å oppnå rask herding nær stuffen Etablere ”barriere”, dvs starte med lav dosering akselerator – hindre for mye spredning. Fortsette uten aksellerator. Noen referanseprosjekter p j styrt y aksellerert herding av mikrosementer Lingvatn tilløpstunnel, Sauda kraftverk, Norge Store vannlekkasjer med høyt trykk Kumtor gullgruve, Kirgisistan Forinjeksjon j j i svakt berg g med lav g grunnvannstemperatur p ved driving g av adkomststoller ved etablering av ny underjordsdrift Vannkraftverk Nant-de-Drance, Kanton Wallis, Sveits Forinjeksjon i svakhetssone med gripper TBM Lingvatn tilløpstunnel, tilløpstunnel Sauda kraftverk PROBLEM: p store Svært vannførende sprekker, vannmengder Høyt vanntrykk, 35 bar Lav vanntemperatur, 3-5 oC Forinjeksjon med normale sementer svært tidkrevende kostbart Lingvatn tilløpstunnel, tilløpstunnel Sauda kraftverk Lingvatn tilløpstunnel, tilløpstunnel Sauda kraftverk Store lekkasjer med høyt vanntrykk Lingvatn g tilløpstunnel, øp , Sauda kraftverk Bruk av foringsrør med ventil for kontrollert injeksjon Lingvatn tilløpstunnel, tilløpstunnel Sauda kraftverk TEKNISK LØSNING: j ved å bore gj gjennom foringsrør g Kontrollere situasjonen av stål Injeksjon med mikrosement Rheocem 650 med styrt aksellerert herding Vannkraftverk Nant-de-Drance (VS), Sveits Adkomsttunnel for ny kraftstasjon Vannkraftverk Nant-de-Drance, Sveits Adkomsttunnel for ny kraftstasjon PROBLEM: pp TBM 8 m diameter i svært g godt berg g Gripper Svakhetssone: stor mektighet, tett oppsprekning , knusning, i partier høy andel silt and leirfraksjon Svakhettsonen berører tunnelen i ca 30-35 m lengde Statisk vanntrykk max 2 MPa TEKNISK LØSNING: Forinjeksjon selektivt i svakhettsonen Bruk av styrt aksellerert herding for å kontrollere injeksjonen Backflow av grout inn mot tunnelen og TBM‘en kunne håndteres Vannkraftverk Nant-de-Drance, Sveits Adkomsttunnel for ny kraftstasjon Plan, ovenfra: Gripper TBM, 8m diameter, vannförende svakhetssone Vannkraftverk Nant-de-Drance, Sveits Adkomsttunnel for ny kraftstasjon Kumtor g gold mine,, Kirgisistan g Forinjeksjon i lave grunnvannstemperaturer PROBLEM: Etablering av ny underjordsdrift under eksisterende dagbrudd Adskomststoll under en bre Svært oppsprukket berg Lav grunnvannstemperatur Kumtor g gold mine,, Kirgisistan g Forinjeksjon i lave grunnvannstemperaturer Riggområde for driving av ny adkomststoll Kumtor g gold mine,, Kirgisistan g Forinjeksjon i lave grunnvannstemperaturer Kumtor glacier Skiferbergart g ? Tektoniserte T kt i t soner knusningssoner V tik lt llengdesnitt Vertikalt d itt Situasjon, prinsippskisse Kumtor g gold mine,, Kirgisistan g Forinjeksjon i lave grunnvannstemperaturer Teknisk løsning: Forinjeksjon med hurtigherdende mikrosement Rheocem 650 Bruk av styrt aksellerert herding for kontrollert penetrasjon Oppsummering Kontrollert injeksjon med styrt aksellerert herding av mikrosementsuspensjoner er en effektiv metode for å håndtere vanskelige situasjoner Praktiske utførelsesdetaljer er svært viktig Riktig utstyr Riktig fremgangsmåte Riktig kombinasjon av injeksjonsmaterialer for optimal ytelse Bør kunne beskrives kontraktuelt med definerte ytelsesparametre for viskositet (inntrengingsevne) (inntrengingsevne), tid og herding
