PODZEMNÍ STAVBY

Zlepšování prostředí Naplavování Vysouvání

Ústav geotechniky

Zlepšování prostředí při ražbách



JEHLOVÁNÍ

 Nejjednodušší zajištění přístropí, obvykle při ražbách v rozpukaných či vrstevnatých skalních a poloskalních horninách. Především při použití trhavin brání

nadvýlomům

 Jehly = betonářská ocel Ø 20÷30 mm, dl. 2,5÷4 m; mohou být použity i jiné profily (kolejničky ap.)  Postup: vrtání otvorů (nad skruží nebo u příhradoviny přes ni), osazení jehel nasucho

Brno – stoka C:



MIKROPILOTY A PILOTY

 Dtto co jehly, ale s přechodem k injektážím. Obvykle delší než jehly, technologicky výrazně náročnější.

Problém s vyplněním vrtu cementovou zálivkou: Řeší se upravením technologie (uzavření čela, ztracené korunky a vrtné tyče ap.)  Mikropiloty a piloty se často používají na portálech (piloty i širokoprofilové, i dl. mnoho 10. m)  Velmi silné piloty mohou být po obvodu tunelu zřízeny metodou mikrotuneláže:



INJEKTÁŽE

 Ve vodou nasycených zeminách a při průchodu pod řekami, ve velmi špatných horninách, při nízkém nadloží, v intravilánu pro omezení deformací prostředí  Cíl =

utěsnění masívu,



zpevnění masívu

(často v kombinaci).

Výplňová a aktivační injektáž Injektáž lze provádět z čela:



Z pilotního tunelu (štoly):



S povrchu:



Kombinovaně:

 

Volba injekční směsi závisí na:

 Propustnosti prostředí  Její ceně  Její zpracovatelnosti  Její objemové stálosti a odolnosti proti erozi  Její pevnosti  Ekologických kriteriích V případě rozsáhlých nasazení injektáží se často realizují

injekční pokusy



Typy injekčních směsí:



Směsi na bázi jílů

: jsou nejlacinější. Pouze těsnící; v případě jílocementu i zpevňující



Cementové malty, suspenze a velmi jemné cementy



Chemické injekční směsi

• Tvrdé gely smršťování) (podle reaktiva:

rychlé , pomalé

) z vodního skla. Některá reaktiva uvolňují jedovaté látky (formalín => čpavek); trpí synerezí (= ztráta vody při tuhnutí => • Měkké gely ze zředěného vodního skla a minerálního reaktiva. Mají dobrou pronikací schopnost, ale malou pevnost. Jsou vhodné pro dotěsňování 

Organické živice

: např. fenoplasty, aminoplasty (DUKOL), PUR ap. Obvykle jsou vyšší až velmi vysoké ceny, u starších typů mohou být i hygienicky rizikové. Rychlost jejich vytvrzování se běžně časuje

Oblasti použití injektážních metod



Způsoby injektáže:

 Vzestupný  Sestupný 

Manžetovými trubkami



Stanovení maximálního injektážního tlaku:

 Velmi choulostivá záležitost (nebezpečí protržení povrchu či výronu injektáže na povrch; nebezpečí poškození objektů a sítí v blízkosti PS nebo dokonce poškození právě nově realizovaných úseků PS)  Na základě VTZ nebo injekčních zkoušek  Velmi přibližně:

p ≈ γh ÷ 2γh



TRYSKOVÁ INJEKTÁŽ

 Obvykle metoda R1 (T1) s 1 tryskou  Potíže při provádění sloupců TI:



KLAKÁŽ

 Vhodná i do jemnozrnných zemin  Provádí se pod vysokým tlakem, který zeminu roztrhá  Použitelná i jako

kompenzační

nadloží) (eliminace deformací



SNÍŽENÍ HLADINY PODZEMNÍ VODY ČERPÁNÍM

Brno – Svitavské nábřeží levobřežní sběrač



ZMRAZOVÁNÍ

 Zpevnění a utěsnění zemin obsahujících vodu 

Extrémní metoda

používaná obvykle pokud konzervativní metody zlepšení selžou  Ø a okolí PS pokryty paženými vrty (jehlami) s cirkulujícím chladícím médiem => odebírání tepla => zmrznutí => postupné vytvoření souvislého ochranného pláště ze zmrzlé zeminy

Zmrazování prostředí u mělce raženého tunelu – vytvoření deštníku s povrchu

 Nedostatky:

technologická, časová a finanční náročnost

    Vhodnost zemin pro zmrazování se posuzuje podle: • Pórovitosti a nasycení vodou • Tepelných vlastností (vodivost ap.) • Rychlosti proudění p. v. (< 30 m/den) • Mineralizace p. v. (mineralizovaná hůře mrzne) • Přítomnosti inženýrských sítí vedoucích teplo Relativně nejrychleji se zmrazují zvodnělé P + Š Praktická vzdálenost zmrazovacích vrtů ≈ 0,8÷1,2 m

Zmrazovací média

solanka

(NaCl,CaCl 2 ,MgCl 2 )

kapalný N



SOLANKA:

 Vychází z principu kompresorové chladničky (výkonné médium = velmi nebezpečný čpavek!!! nebo CO 2 )  Běžně pro teploty -20 ÷ -25°C, špičkově -40 ÷ -45°C  Velmi pomalý systém, který musí být v činnosti řadu týdnů až měsíců 

KAPALNÝ N:

 -196°C > doprava autocisternami > rozváděcí potrubí do vrtů > na odvodu z posledního vrtu cca -70°C a odfuk plynného N do atmosféry (v podzemí je proto nutné větrání)  Vysoká výkonnost (souvislá zmrazená stěna vznikne za 30÷40 hodin)  Jednoduchost zařízení  Relativně vysoké náklady



Fáze zmrazování:

 Aktivní zmrazování (vytvoření ochranné vrstvy)  Pasivní zmrazování (udržování ochranné vrstvy)  Rozmrazování (přirozené nebo umělé)

       Obvykle ve státech s tradicí stavby lodí (doky) Často v ústí velkých a splavných řek V suchém doku dílce Zaplavení doku Dílce plavou> remorkéry>potopení do upravených rýh ve dně na úložné prahy Skuplování-přikotvení -přesypání (přebeto nování)-vyčerpání V Praze trojshybka stoky K:

Naplavování

Vysouvání

Hmotnost tubusu 6 700 t, ve vodě 70 t, vnější rozměry 6,48 x 6,48 m, tl. stěn 0,73 m

Dl. tubusu 168 m, doba výsuvu 9 hod., směrové zakřivení 750 m, výškové zakřivení 3 800 m