SK278384B6

SK278384B6 - Manufacturing process of underground tightening wall

Info

Publication number: SK278384B6
Application number: SK97-92A
Authority: SK
Inventors: Adalbert Hermann
Original assignee: Adalbert Hermann
Priority date: 1991-01-15
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1997-02-05
Also published as: HU914139D0; CS9792A3; EP0495244B1; HUT62952A; HU219440B; PL293168A1; CZ279490B6; DE59107623D1; DK0495244T3; EP0495244A1; PL169345B1; DE4101015A1; DE4101015C2; ATE136081T1

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby tesniacej podzemnej steny jednofázovým postupom.

Doterajší stav techniky

Pri výrobe podzemných tesniacich stien sa hmoty tesniacich stien vstavajú do pôdnej kapsy, napríklad ako 10 zvislé prvky, ktoré ich obklopujú a zabraňujú, aby sa eventuálne prítomné nečistoty pôdy nešírili spodnou vodou alebo do výkopov, alebo do povrchového dolovania ako steny na zmenšenie väčšieho zníženia hladiny spodnej vody a dopravovaných množstiev spodnej vody. 15

Je známe, že sa tesniace podzemné steny vyrábajú jednofázovým spôsobom tak, že sa pomocou drapákového rýpadla vykope kapsa, v ktorej sa nachádza ochranná suspenzia bentonitu a cementu, ktorá počas výkopu slúži ako ochranná kvapalina a po ukončení výkopu stvrdne a 20 pôsobí ako tesniaca hmota ( Mesack, Ruppert, Simons Herstellung von Dichtungsschlitzwänden im Einphasenverfahren, Tiefbau (1979), str. 601-605). V prípade, že sa bagruje dlhší čas, odporúča sa pridávať k suspenzii bentonitu a cementu spomaľovač tuhnutia. 25

Ako nedostatok je nutné vytknúť to, že sa hmota tesniacej steny počas bagrovania alebo eróziou obohacuje časticami pôdy z vykopaného materiálu, napríklad ílom a pieskom, takže suspenzia stuhne a prekáža ďalšej práci. Okrem toho má obohatenie pieskom za následok, 30 že sa zvýši priepustnosť hmotou steny. Preto sa odporúča kontrolovať priebežne suspenziu a dodržiavať medzné hodnoty, aby sa zabránilo rastu obohatenia.

Z DE-PS 36 33 736 sú známe suché zmesi na jednofázovú výrobu tesniacich podzemných stien, ktoré v 35 podstate pozostávajú z napúčavého ílového materiálu, vysokopecnej trosky a až z 25 % hmotn. inertných plnív. Pri výrobe hmoty tesniacej steny sa môžu pridávať obvyklé prísady, ktoré ovplyvňujú tekutosť počas zmiešavania, konzistenciu alebo tuhnutie. Vplyv tixotropie má 40 byť menší ako pri tradičných hmotách.

Pri dvojfázovom postupe, pri ktorom sa počas výkopu používa suspenzia bentonitu ako ochranná kvapalina, ktorá je potom vytlačená samovytvrdzujúcou suspenziou bentonitu a cementu, presadzuje sa stále viac pre výkop 45 technika frézovania. Pôdny materiál, uvoľnený a rozdrobený rezacími kolesami frézy, sa zmiešava v kapse so suspenziou bentonitu, pôdny materiál, obsahujúci zmes, sa odsáva a čerpá sa do úpravne. V tejto úpravni sa vykopaný materiál starostlivo a zdĺhavo oddeľuje od sus- 50 penzie bentonitu pomocou nákladného systému vibračných sít v kombinácii s cyklónmi. Vyčistená suspenzia bentonitu sa potom opäť použije. Vykopaný materiál ide na skládku. Prevádzka, využívajúca frézovaciu techniku so známymi hmotami tesniacej steny, ktorá je vhodná na 55 vykonávanie jednofázového postupu, stroskotá vždy na čiastočnom vynášaní tesniacich podielov (predovšetkým hutného piesku) pri každom prechode obvyklými úpravňami, a preto sa dá teraz používať iba pri dvojfázovom postupe. 60

V spôsobe výroby tesniacej steny, známeho z DĽ-OS 40 08 207, ktorý sa približuje jednofázovému postupu, sa výkop vykonáva najskôr obvyklým spôsobom pomocou frézovania podzemnej steny, zatiaľ čo sa zemná kapsa chráni suspenziou bentonitu. Potom sa do ochrannej 65 bentonitovej suspenzie v kapse priamo pridávajú spojivá a pevné látky a suspenzia sa prečerpáva po premiešaní predným čerpadlom frézy pre podzemnú stenu.

Úlohou vynálezu je vytvoriť spôsob výroby tesniacej podzemnej steny jednorazovým postupom, pomocou ktorého sa môžu vyrobiť tesniace podzemné steny s vyššou vodotesnosťou, lepšie podzemné steny s lepšou odolnosťou voči erózii a chemikáliám, pričom najmä na depónie majú pripadnúť relatívne malé náklady.

Podstata vynálezu

Táto úloha je vyriešená tým, že sa zo steny kapsy, naplnenej samočinne tvrdnúcou suspenziou hmoty na tesniacu stenu, vyťaží frézou pre podzemnú stenu, zemina, a potom sa materiál vyčerpá z kapsy spolu sa zmesou hmoty suspenzie na tesniacu stenu, ako výstrojovú suspenziu, zmes sa preoseje a rozdelí sa na hrubý a jemný podiel a z jemného podielu zmesi, ktorého veľkosť zrna sa pohybuje pod vopred stanovenou veľkosťou podielu hrubého zrna, sa spoločne s čerstvo rezanou suspenziou hmoty tesniacej steny vyrobí doplňujúca suspenzia, ktorá sa načerpá do kapsy v doplňujúcom množstve, ktoré zodpovedá množstvu vyťaženej zeminy.

Podľa ďalších znakov vynálezu sa podiel hrubého zrna opláchne a oplachový materiál sa privedie k jemnému podielu alebo do doplňujúcej suspenzie.

Vyrobí sa doplňujúca suspenzia, ktorá vykazuje jemný podiel v množstve 400 až 1800 kg/m³.

Podľa ďalšieho znaku vynálezu sa vyrobí doplňujúca suspenzia s jemným podielom, ktorého veľkosť zrna sa pohybuje pod 2 mm, a je najmä potom pod 1 mm.

Ako jemné podiely doplňujúcej suspenzie sa pridávajú ďalej inertné látky.

Na zaistenie dostatočnej spracovateľnosti sa k doplňujúcej suspenzii pridávajú chelatotvomé látky v množstve do 1 % hmotn., vztiahnuté na sušinu suspenzie pre kompenzáciu viacmocných kationtov.

Ako chelatotvomé látky sa primiešavajú polyfosfáty alebo hydroxykarboxylové kyseliny, ich laktóny a ich soli s alkalickými kovmi, najmä nátriumglukonátom.

Ďalej sa do zmesi na výrobu doplňujúcej suspenzie primiešavajú na zaistenie dostatočnej spracovateľnosti dispergačné činidlá v množstve až do 5 % hmotn., vztiahnuté na sušinu.

Pri premiešavaní jemných pieskov alebo jemnozmného piesku z kremeňa, vápenca alebo ílovca do doplňujúcej suspenzie, pridávajú sa ako inertný materiál, prípadne ako inertné látky polyakryláty, najmä vo vode rozpustné kopolyméry s molekulovou hmotnosťou 1000 až 6000 alebo Na-polyakryláty s molekulovou hmotnosťou M = 10 000 až 20 000.

Na výrobu doplňujúcej suspenzie sa zmiešavajú s vodou suché zmesi 10 až 30 % hmotn. aktivovaného Ca-bentonitu alebo Na-bentonitu, 72 až 90 % hmotn. hutného piesku, rozomletého na jemnosť 2000 až 6000 cm²/g, 1 až 5 % hmotn. urýchľovača pre hutný piesok, ako cementov, vápna alebo kalciumsulfonátu, až do 1 % hmotn. chelatotvomého činidla pre viacmocné kationty a až do 5 % hmotn. dispergačného činidla na zadržiavanie jemných podielov menších ako 1 mm vyťaženej zeminy alebo dodatočne pridávaných jemných inertných látok, ako napríklad vápenca, kremenného piesku, odpadového skla, a až 4 % hmotn. reaktívnej kyseliny kremičitej.

Kvocient pomeru voda/zmes pre tesniacu stenu sa v doplňujúcich suspenziách upraví primiešavaním zodpovedajúceho množstva vody na hodnotu 3,5 až 1,5.

K doplňujúcim suspenziám sa primieša voda, pričom sa kvocient pomeru voda/pevná látka upraví na hodnotu až 0,25.

Vyrobí sa doplňujúca suspenzia, ktorá obsahuje 400 až 1600 kg/m³ jemných podielov s veľkosťou zrna vyťaženého materiálu zeminy pod 2 mm.

Vzhľadom na to, že sa pri výkope zeminy nepracuje s drapákmi, ale sa pracuje technikou frézovania s úpravňou, umožní sa opäť uložiť jemné podiely zeminy do podzemnej steny. Pomocou zvláštneho prispôsobenia hmoty tesniacej steny sa dajú použiť prekvapujúco velké množstvá inertov, prípadne jemných podielov pôdy bez toho, aby sa zhoršili požadované vlastnosti čerstvého kalu slúžiaceho ako ochranná suspenzia a hmoty tesniacej steny, ktorá má stvrdnúť. Vysoko zahustené hmoty vykazujú zlepšenú odolnosť voči erózii a chemikáliám. Taktiež sú zlepšené súčinitele priepustnosti.

Prekvapujúce je, že veľkosť zŕn vykopaného zemného materiálu, napríklad až do 1 až 2 mm, nerobí žiadne problémy, takže drahé cyklónové odlučovače úpravní, známe z techniky frézovania, môžu odpadnúť. Pomocou jednoduchých sít sa dá oddeliť nepoužiteľný, spravidla v zmenšenom množstve prítomný, hrubší podiel materiálu vykopanej zeminy a deponovať.

Podľa vynálezu sa pamätá aj na to, aby sa použitý kal, lipnúci na hrubšom podiele, opláchol a pridal spolu s oplachovanou vodou ako rozrábacia voda do hmoty tesniacej steny. Výkop s hrubším materiálom, opúšťajúci úpravňu, je teda čo najviac zbavený hmoty tesniacej steny a môže sa neškodne v rámci stavebných opatrení založiť alebo sa môže zložiť na skládku pôdy. Na účely vynálezu sa môžu používať známe suché zmesi na dodatočné plnenie hmoty tesniacich stien. Tieto sa podľa potreby - doplňujú chelatotvomým činidlom pre viacmocné kationty a/alebo dispergačným činidlom na zachytenie jemných podielov (< 1 mm) vykopanej zeminy a/alebo dodatočne pridávanými inými jemnými inertnými látkami, ako napríklad vápennou múčkou, kremenným pieskom, odpadovou sklenenou múčkou.

Nastavenie množstva chelatotvomého činidla sa vykonáva v závislosti od aktívnych viacmocných katiónov, ktoré pochádzajú napríklad z urýchľovača pre vysokopecnú trosku prítomnú v suchej zmesi a/alebo z ďalej prítomných inertných látok, takže spracovateľnosť suspenzie ostáva zachovaná pri dostatočnej tekutosti najmenej 8 hodín.

Prídavok dispergačného činidla sa vykonáva tak, že sa cielene pridávané, jemné inertné látky alebo jemné podiely (< 1 mm) pôdy v množstve až 1600 kg/m³, ktoré neboli odvezené na skládku, môžu tak dispergovať, aby bola zaručená spracovateľnosť (napríklad čerpanie a prechod sitami) vysoko zahusteného kalu.

Vhodné chelatotvorné činidlá, napríklad polyfosfáty alebo hydroxykarboxylové kyseliny, ich laktóny alebo ich soli s alkalickými kovmi, najmä nátriumglukonát.

Vhodné dispergačné činidlá na zadržiavanie jemných pieskov alebo prachovej zeminy z kremeňa, vápenca alebo ílovca sú napríklad polyakryláty, najmä vo vode rozpustné kopolyméry s M = 1000 až 6000 alebo Na-polyakryláty s M = 10 000 až 20 000.

Prídavok jemných inertných látok sa vykonáva, keď výkop neobsahuje dostatočné množstvo jemných po dielov tak, aby sa zrno s veľkosťou napríklad 0,2 až 1 mm udržalo vznášať sa tak, aby sa mohlo vstavať do hmoty vyplnenej maximálne hrubozmými pôdami.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obzvlášť vhodné zmesi na uskutočnenie podľa vynálezu, vhodné na hmoty tesniacich stien, majú nasledujúce zloženie:

až 30 % hmotn. aktivovaného Ca-bentonitu (Na-bentonit), až 90 % hmotn. hutného piesku (HOS) rozomletého na jemnosť 2000 až 6000 cm²/g, až 5 % hmotn. urýchľovača pre hutný piesok, ako cement, vápno alebo kalciumsulfonát, až 1 % hmotn. chelatotvomého činidla pre viacmocné katióny, až do 5 % hmotn. dispergačného činidla na zachytávanie jemných podielov (< 1 mm) vykopanej zeminy alebo dodatočne pridaných jemných inertných látok, ako napríklad (vápenec, kremenný piesok, odpadové sklo), až do 4 % hmotn. reaktívnej kyseliny kremičitej.

Suchá zmes sa spracuje s úžitkovou vodou s použitím prispôsobeného privádzania strižnej energie na suspenziu s kvocientmi vody W-zmesi tesniacej steny

W (____________- kvocienty)

DWM

3,5 až 1,5. Vykoná sa zmiešanie s inertnými podielmi z výkopu zeminy a prípadne z prísady inertnej látky tak, že sa dosiahnu kvocienty voda W-pevná látka F

W (___________) až 0,25,

F pričom podiel pevných látok F = zmes natesniacu stenu DWM + podiely inertu.

Spôsob podľa vynálezu je ďalej bližšie vysvetlený pomocou schematického výkresu.

V kapse 1 schematicky znázornenej v priereze pracuje fréza 2 na podzemnú stenu, ktorej čerpadlom 3 sa vyčerpá konštantný objem suspenzie systémom potrubia 4 v smere šípky 5.

Systémom potrubia 6 sa (neznázomeným) čerpadlom čerpá zo zmiešavacej nádrže 7, vybavenej napríklad nestrižným miešadlom 8, ktorej obsah sa zmieša takmer homogénne, v smere šípky 9, určité objemové množstvo, dodatočne doplňovanej suspenzie, do kapsy

1.

Pokiaľ sa nefrézuje, zodpovedá čerpané objemové množstvo vystužovacej suspenzie objemovému množstvu doplňujúcej suspenzie.

Ak sa frézuje, vyčerpá sa množstvo vystužovacej suspenzie, ktoré zodpovedá malému frézovanému množstvu, to znamená vyfrézovnému množstvu zeminy a dodatočne sa pričerpá množstvo doplňujúcej suspenzie, ktoré zodpovedá malému vyfrézovanému množstvu zeminy + vyfrézovanej dutine v zemi.

V prípade, že zemina nevykazuje žiadne hrubé podiely, napríklad nad 2 mm, je iba nutné odčerpať množstvo, na ktoré je nastavený určitý výkon čerpadla a po prídavku DWM opäť ho vyčerpať, čo sa môže vykonávať pomocou kontroly litrovej hmotnosti kalu

SK 278384 Β6 suspenzie v systéme potrubia 14,19, 6.

Pomocou dopravného systému 10 sa výhodne strižný miesič 15 naplní známou suchou zmesou hmoty na tesniacu stenu, ktorá sa odoberá zo sila 11. Do miesiča 15 sa okrem toho privádza potrubím 12 v smere šípky 13 úžitková voda. Strižne zmiešavaná suspenzia sa dostáva z miesiča 15 cez systém potrubia 14 v smere šípky 16 do zmiešavacej nádrže 7.

Vystužovacia suspenzia sa čerpá systémom potrubia 4 do preosievacieho zariadenia 17. Hrubý podiel (napríklad podiely nad 2 mm) vystužovacej suspenzie sa oddeľuje preosievacím zariadením 17 a odstraňuje sa z úpravne, prípadne okruhu suspenzie (v smere šípky 18). Hrubý podiel sa môže prípadne používať na iné stavebné účely.

Podiel jemného zrna vystužovacej suspenzie, získaný v preosievacom zariadení 17 sa čerpá cez systém potrubia 19 v smere šípky 20 do zmiešavacej nádrže 7, pri tom sa môže jeho časť dopravovať na skládky (v smere šípky 21), a to v tom prípade, keď odpadá príliš mnoho podielu jemného zrna, čo sa napríklad môže stať, keď vo vyfrézovanej zemine nie sú prítomné žiadne hrubé zrná alebo sa k hmote tesniacej steny má dodatočne pridávať iný inertný materiál.

Je výhodné, keď sa od vodorovného vedenia 12 rozvetví potrubie 22, ktorým sa v smere šípky 23 vedie úžitková voda do preosievacieho zariadenia 17, aby sa napríklad mohli opláchnuť hrubé zrná.

Kontrola tekutosti suspenzie a litrovej hmotnosti kalu udáva práve sa vyskytujúce množstvo prísady chelatotvomej látky, prípadne dispergačného činidla, prípadne pridávaných inertných látok, ktoré sa môžu pridávať napríklad do zmiešavacej nádrže 7 v oddelených dávkach.

Pomocou vynálezu sa teda podarí dať k dispozícii jednofázový postup, ktorý zaručuje najmä nízke náklady na skládky a okrem toho vyžaduje malé množstvo suchej zmesi na hmoty tesniacich stien. Pri tom, sa opäť môžu použiť značné množstvá materiálu vykopanej zeminy bez toho, aby sa znížila vodotesnosť tesniacich podzemných stien.

Claims

1. Spôsob výroby tesniacej podzemnej steny jednofázovým spôsobom, vyznačujúci sa tým, že sa zo steny kapsy, naplnenej samočinne tvrdnúcou suspenziou hmoty na tesniacu stenu, vyťaží frézou na podzemnú stenu zemina, a potom sa materiál vyčerpá z kapsy spolu so zmesou hmoty suspenzie pre tesniacu stenu, ako výstrojová suspenzia, zmes sa preoseje a rozdelí na hrubý a jemný podiel a z jemného podielu zmesi, ktorého veľkosť zrna sa pohybuje pod vopred stanovenou veľkosťou podielu hrubého zrna, sa spoločne s čerstvo rezanou suspenziou hmoty tesniacej steny vyrobí doplňujúca suspenzia, ktorá sa načerpá do kasy v doplňujúcom množstve, ktoré zodpovedá množstvu vyťaženej zeminy.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa podiel hrubého zrna opláchne a oplachový materiál sa privedie k jemnému podielu alebo do doplňovacej suspenzie.

3. Spôsob podľa nároku 1 a/alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa vyrobí doplňujúca suspenzia, ktorá vykazuje jemný podiel v množstve 400 až 1800 kg/m³.

4. Spôsob podľa jedného alebo viacerých nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým,že sa vyrobí doplňujúca suspenzia s jemným podielom, ktorého veľkosť zrna sa pohybuje pod 2 mm, a najmä potom pod 1 mm.

5 5. Spôsob podľa jedného alebo viacerých nárokov laž 4, vyznačujúci sa tým, že sa ako jemné podiely doplňujúcej suspenzie pridávajú ďalej inertné látky.

10

6. Spôsob podľa jedného alebo viaceíých nárokov laž 5, vyznačujúci sa tým, že sa k doplňujúcej suspenzii primiešavajú na zaistenie dostatočnej spracovateľnosti, chelatotvomé látky v množstve do 1 % hmotn., vztiahnuté na sušinu suspenzie na kom15 penzáciu viacmocných katiónov.

7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa t ý m , že sa ako chelatotvomé látky primiešavajú polyfosfáty alebo hydroxykarboxylové kyseliny, ich laktóny a ich soli s alkalickými kovmi, najmä nátrium-

20 glukonátom.

8. Spôsob podľa jedného alebo viacerých nárokov

1 až 7, vyznačujúci sa tým, že sa k zmesi na výrobu doplňujúcej suspenzie primiešavajú na zaistenie dostatočnej spracovateľnosti dispergačné či25 nidlá v množstve až do 5 % hmotn., vztiahnuté na sušinu.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že sa pri primiešavaní jemných pieskov alebo jemnozmného piesku z kremeňa, vápenca alebo

30 ílovca, do doplňujúcej suspenzie, pridáva ako inertný materiál, prípadne ako inertné látky, polyakryláty, najmä vo vode rozpustné kopolyméry s molekulovou hmotnosťou 1000 až 6000 alebo Na-polyakryláty s molekulovou hmotnosťou M =

10 000 až 20 000.

35 10. Spôsob podľa jedného alebo viacerých nárokov laž 9, vyznačujúci sa tým, že sa na výrobu suspenzie zmiešavajú s vodou suché zmesi 10 až 30 % hmotn. aktivovaného Ca-bentonitu alebo Nabentonitu, 72 až 90 % hmotn. hutného piesku, rozomle40 tého na 2000 až 6000 cm²/g, 1 až 5 % hmotn. urýchľovača pre hutný piesok, ako cement, vápno alebo kalciumsulfonát, až do 1 % hmotn. chelatotvomého činidla pre viacmocné kationty a až 5 % hmotn. dispergačného činidla na zadržiavanie jemných podielov men45 ších ako 1 mm vyťaženej zeminy alebo dodatočne pridávaných jemných inertných látok, ako napríklad vápenca, kamenného piesku, odpadového skla, a až do 4 % hmotn. reaktívnej kyseliny kremičitej.

11. Spôsob podľa jedného alebo viacerých nárokov

50 1 až 10, v y z n a č u j ú c i sa t ý m , že sa v doplňujúcich suspenziách upraví kvocient pomeru voda/zmes pre tesniacu stenu na hodnotu 3,5 až 1,5, primiešavaním zodpovedajúceho množstva vody.

12. Spôsob podľa jedného alebo viacerých nárokov

55 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že sa k doplňujúcim suspenziám primieša voda, pričom sa kvocient pomeru voda-pevná látka upraví na hodnotu až 0,25.

13. Spôsob podľa jedného alebo viacerých nárokov

60 1 sž 12, v y z n a č u j ú c i sa t ý m , že sa vyrobí doplňujúca suspenzia, ktorá obsahuje 400 až 1600 kg/m³ z jemných podielov s veľkosťou zrna vyťaženého materiálu zeminy pod 2 mm.