ВСН 34 23.056-90 Проектирование цементации в гидротехнических туннелях

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕМЕНТАЦИИ В ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТУННЕЛЯХ

ВСН 34 23.056-90

Минэнерго СССР

Соответствует официальному тексту

Министерство энергетики и электрификации СССР

Москва 1991

Министерство энергетики и электрификации СССР (Минэнерго СССР) ОКСТУ 0021	Ведомственные строительные нормы	ВСН 34 23. 056-90/Минэнерго СССР
	Проектирование цементации в гидротехнических туннелях
		Взамен ВСН 03-74/ Минэнерго CCCР

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 противофильтрационных свойств скальных грунтов, окружающих подземное сооружение.

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

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. При проектировании цементации в гидротехнических туннелях должны выполняться требования СНиП 1.02.01-85, СНиП 2.06.09-84, СНиП 3.01.01-85, СНиП ІУ-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 изысканий, содержащих данные о физико-механических и фильтрационных характеристиках отдельных участков массива грунта по трассе сооружения, уровнях и химическом составе грунтовых вод, области их питания, данные о трещиноватости, механическом и химическом составе заполнителя трещин;

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

данных 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-экономического сравнения вариантов проектных решений и принятого оптимального варианта, обеспечивающего рациональное использование прочностных, деформативных и фильтрационных свойств грунтов укрепленных цементацией и материала обделки сооружения при наименьших приведенных затратах.

1.3. Заполнительная цементация за обделку должна предусматриваться во всех случаях за исключением:

сооружений с обделками из набрызгбетона или монолитно-прессованного бетона;

наклонных (с углом наклона оси сооружения к горизонту более 30 град) 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 сборных обделок, обжатых в грунт.

1.4. Пустоты зa обделкой глубиной до 0,5 м должны заполняться нагнетанием цементационного (цементно-песчаного) раствора.

Пустоты более 0,5 м должны заполняться бетонной смесью, как пришло, 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 полускальных 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×м²);

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 воcстановления гренажа 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 цементаций через скважины, буримые из существующих, рядом расположенных выработок или из выработок специально проходимые для этой цели.

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

2. ЗАПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЦЕМЕНТАЦИЯ

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) о целью обеспечения совместной работы обделки и грунта, недопущения осадок подземных и надземных сооружений и просадок поверхности грунта.

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) марка 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 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 прил.2 настоящих норм.

2.5. В проектах необходимо предусматривать выполнение первичного нагнетания непосредственно за сооружением обделки при достижении 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 диамертра, а в верхней части сечения - на предыдущем кольце;

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

В устойчивых грунтах с коэффициентом крепости по Протодьяконову 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 заполнительную цементацию, как правило, необходимо проводить методом термоса или растворами с противоморозными добавками, состав которых назначается согласно разд.2 ВСН 36-86/Минэнерго СССР "Возведение 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 необхо:нмо предусматривать бурение скважин. В целях облегчения бурения в железобетонных обделках следует, как правило, устанавливать металлические трубы с внутренним диаметром не менее 40 т, концы которых с косым срезом должны доводиться до грунта или затяжки временной арочной крепи туннеля. В сборных обделках необходимо предусматдавать 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).

2.8. Скважины в монолитных обделках необходимо располагать, как правило, в сводовой части обделки сооружения; скважины ниже горизонтальной оси сечения назначаются при наличии больших забученных пустот за обделкой.