NO145352B - Innretning for dosering, blanding og injisering av tettevaeske for tetting av berggrunn, saerlig ved drift av tunneler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for dosering, blanding og injisering av tettevæske for tetting av berggrunn, særlig ved drift av tunneler,der i det minste to væsker skal doseres nøyaktig, blandes fullstendig og med høyt trykk føres inn i borehull i fjellet.

Ved driving av tunneler settes det ofte store

krav til tetting av tunnelveggene. Dette gjelder både vei-tunneler, tunneler for undergrunnsbaner og ikke minst kloakktunneler. Særlig når det gjelder kloakktunneler settes kravene meget høyt, idet det ikke kan aksepteres at kloakk-vann trenger seg gjennom tunnelveggene og ut i grunnvannet,

og det aksepteres heller ikke at større mengder grunnvann lekker inn i kloakkvannet og blander seg med dette. Man får da ugunstige betingelser for nedbrytingen av kloakken i rensestasjonene. Når det dreier seg om tunneler under be-byggelse, må man hindre at grunnvannet lekker inn i tunnelene da man derved senker grunnvannstrykket og man kan få siging og setting av bebyggelsen, med store skader på bygningene som følge.

Det benyttes to typer av injiseringsmateriale, nemlig en type som er basert på hydraulisk sement, og en annen type som er basert på kjemikalier. Oppfinnelsen dreier seg om den siste typen. Injiseringen foregår ved at man borer inn hull i bergveggen, enten som en krans i svak vifteform fra stuffen, dvs. enden av tunnelen og fremover så langt som et skift greier å drive tunnelen, eller at tunnelen tettes etter drivingen ved å bore hullene inn på tvers av tunnelretningen inn i veggene. Massen injiseres i hullene med høyt trykk og den vil strømme inn i sprekker og slipper og etter hvert som den herder, tette eventuelle vannlekkasjer. Tettematerialet består vanligvis av to komponenter,hvorav den ene er natrium vannglass og den andre komponenten er et herdemiddel som gjør massen gummiaktig etter herding.

Flaskehalsen når det gjelder tidsfaktoren ved tunneldrift hvor det settes høye krav til tetting, er nettopp injiseringen. Dette gjelder særlig driving av tunnel med en fullprofilmaskin, dvs. en maskin som tar ut hele tunneltverrsnittet med en rulleborekrone. Man må da foreta tetting fra tunnelstuffen og fremover og så drives tunnelen ved hjelp av fullprofilmaskinen og massen tas ut. Selve drivingen av tunnelen må således vente til tettingen, altså injiseringen har funnet sted. Det er selvfølgelig derfor et sterkt behov for å finne frem til en rask og praktisk måte å fremstille blandingen og føre denne frem til injiseringsstedet.

Man har tidligere benyttet stempelpumper til injiseringen. Det har da vært benyttet to høytrykksstempel-pumper med variabel kapasitet som på sugesiden har vært koplet til forrådsbeholdere for hver av væskekomponentene og som over et blandekammer har injisert direkte. På slike pumper varieres kapasiteten ved å variere slaglengden på stempelet og man har på den måte kunnet regulere blandingsforholdet mellom komponentene og også den totale leveransen på injiseringsstedet. Det som imidlertid har vært en vesentlig ulempe ved dette utstyret, er at man ikke har noen kontroll med blandingsforholdet og også den samlede mengden som blir injisert. Stempelpumpene gir nemlig et pulserende og variabelt trykk i ledningene, og det er derfor ikke mulig å måle den leverte mengden med konvensjonelle målere. Et annet forhold som spiller inn er at levert

•mengde ikke er direkte proporsjonalt med slaglengden, slik at man heller ikke på basis av slaglengden løpende kan kontrollere den leverte mengden fra hver pumpe. For å kunne få utført injiseringsarbeidet raskt og tilfredsstillende er det helt nødvendig at man kan variere blandingsforholdet mellom komponentene. Blandingsforholdet avgjør nemlig herdetiden.' Lekkasjen i borehullene blir målt før inj i-

seringen ved at det pumpes inn vann med høyt trykk, og vann-mengden pr. tidsenhet blir målt og gir et bilde av lekkasjen i berggrunnen. Dersom lekkasjen er stor, må blandingsforholdet reguleres slik at man får kort herdetid slik at man får stoppet store gjennomløp.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er således

å fremskaffe en innretning for dosering, blanding og injisering av tettevæske for tetting av berggrunn, der de oven-nevnte ulemper elimineres, slik at man hele tiden ved hjelp av innretningen kan regulere mengden av væskene nøyaktig, at man fortløpende kan kontrollere leveransen av de forskjel-lige væskene og også kontinuerlig kan avlese totalt medgått tettevæske. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en innretning for dosering, blanding og injisering av tettevæske for tetting av berggrunn, særlig ved drift av tunneler, der i

det minste to væsker skal doseres nøyaktig, blandes fullstendig og med høyt trykk føres inn i borehullet i fjellet, omfattende to roterende pumper som står i forbindelse med separate forrådsbeholdere, hvor det etter hver pumpe er anordnet en væskemåler og hvor det etter væskemåleren er anordnet et blandekammer, som er karakterisert ved kombinasjonen av følg-ende trekk:

a) at den ene pumpen har variabel kapasitet, mens den andre har konstant kapasitet, b) at pumpene drives av en felles varierbar motor, fortrinnsvis en luftmotor, c) at blandekamrene er innrettet til å levere ferdig blandet væske til en forrådsbeholder, og d) at en variabel høytrykkspumpe, fortrinnsvis en stempelpumpe med variabelt slag, er tilsluttet forrådsbeholderen for

ferdig blandet væske.

De roterende pumpene kan være av en enkel, billig type, gjerne en såkalt impellerpumpe med rotor med fleksible vinger. Størrelsen på motorene velges etter det normale blandingsforholdet mellom væskene, vanligvis to, hvilket blandingsforhold da normalt ligger på ca. 1:9. Det vil da være naturlig at den pumpen som benyttes i forbindelse med den eller de største komponentene har fast kapasitet, mens den pumpen som benyttes i forbindelse med den minste komponenten er variabel fra 0 til maksimum. De væskemålerne som benyttes i forbindelse med pumpene av en enkel type der et legeme er anordnet i et vertikalt, gjennomsiktig standrør og vil sveve i den strømmende væsken i forskjellig høyde alt etter hastigheten på det gjennomstrømmende medium. Skalaen vil da kunne kalibreres for den væsken man arbeider med og vil gi et nøyaktig mål for den gjennomstrømmende mengden.

Den lille pumpen kan da ganske enkelt stilles inn slik at den gir en mengde som sammen med den leverte mengde fra den eller de andre, faste pumpene gir det ønskede blandingsforholdet. Pumpene drives av en felles, variabel motor, slik at den totale mengden kan reguleres ved hjelp av motoren. Komponentene går fra pumpene til et blandekammer som kan være av en type med en rotor som blander komponentene fullstendig. Hensikten med den regulerbare strupeventilen etter blandekaret er å lage et mottrykk for de roterende pumpene. Det har vist seg i praksis at pumpene arbeider langt jevnere med et visst mottrykk. Slik som dette arrangementet er konstruert, vil jo de roterende pumpene ikke arbeide mot noe trykk, ettersom de bare pumper komponentene til et forrådskammer som ikke står under noe trykk. Høytrykkspumpen er direkte tilkoplet forrådskammeret for ferdig blandet tettevæske og trykksiden av pumpene er ført direkte til injiseringsstedet.

En prøveoppstilling av innretningen ifølge oppfinnelsen har i noen måneder vært brukt i en tunnel som drives med en fullboremaskin under de vestlige bydeler i Oslo. Tunnelen er en kloakktunnel. Det har vist seg at man ved hjelp av innretningen ifølge oppfinnelsen kan forkorte injiseringsprosedyren med opptil 2\ time, og dette er da tid som kommer boringen til gode. Når man da tenker på at en slik fullprofilmaskin koster rundt 20 millioner kroner, vil man forstå at denne tiden har stor betydning for økonomien.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen som meget skjematisk viser en utførelsesform for innretningen ifølge oppfinnelsen, beregnet for to væskekomponenter.

På tegningen betegner A en forrådsbeholder for

den største komponenten og B er forrådsbeholderen for den minste komponenten. På ledningen etter de to beholderne er det anordnet stengeventiler 1 og 2. Væsken for de to beholderne pumpes ved hjelp av to roterende pumper 3 og 4, der

pumpen 3 for den store komponenten kan være en enkel pumpe med fast kapasitet, mens pumpen 4 for den minste komponenten har varierbar kapasitet. De to pumpene drives av en felles, regulerbar motor 5. Ettersom det her er tale om tunneldrift, er denne motoren fortrinnsvis en luftdrevet motor som kan reguleres på en enkel måte ved hjelp av en ventil. På den utgående ledningen fra de to pumpene 3 og 4 er det anordnet væskemålere 6 og 7. Disse målerne kan være av en meget enkel type som består av et gjennomsiktig standrør med et i væsken svevende målelegeme som stiller seg høyere og lavere i stand-glasset alt etter farten på det gjennomstrømmende medium. Ledningene 8 og 9 fra pumpene 3 og 4 er ført inn til et blandekammer 10 hvor en rotor 11 blander de to komponentene fullstendig. En ledning 11 er ført fra blandekammeret til et forrådskammer 13 for ferdig blandet væske. En regulerbar strupeventil 14 er satt innoi ledningen 12 mellom blandekammer 10 og forrådskammer 13. Fra forrådskammeret 13 fører det en ledning 15 til en høytrykkspumpe 16. Denne høytrykks-pumpen kan fortrinnsvis utgjøres av en luftdrevet stempelpumpe. Denne pumpen bør ha en kapasitet på 25 kg pr. cm 2. Fra pumpen 16 er det ført en ledning til en injiseringsspiss 17.

Claims (2)

1. Innretning for dosering, blanding og injisering av tettevæske for tetting av berggrunn, særlig ved drift av tunneler, der i det minste to væsker skal doseres nøyaktig, blandes fullstendig og med høyt trykk føres inn i borehullet i fjellet, omfattende to roterende pumper (3 og 4) som står i forbindelse med separate forrådsbeholdere (A og B), hvor det efter hver pumpe er anordnet en væskemåler og hvor det efter væskemåleren er anordnet et blandekammer, karakterisert ved kombinasjonen av følgende trekk: a) at den ene pumpen (4) har variabel kapasitet, mens den andre (3) har konstant kapasitet, b) at pumpene (3,4) drives av en felles, varierbar motor (5), fortrinnsvis en luftmotor, c) at blandekamrerie er innrettet til å levere ferdig blandet væske til en forrådsbeholder (13), og d) at en variabel høytrykkspumpe (16), fortrinnsvis en stempelpumpe med variabelt slag, er tilsluttet forrådsbeholderen for ferdig blandet væske.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at det mellom blandekaret (10) og forrådsbeholderen (13) for ferdig blandet væske er anordnet en variabel strupeventil (14).