Как использовать бентонит при строительстве сегментов тоннелей

Бентонит – это разновидность глины, которая обладает способностью набухать и гелеобразить при смешивании с водой. Он широко используется в  особенно в  работах. Но каковы проблемы и решения по использованию в строительстве под давлением?

Зачем использовать бентонит?**

Бентонит используется в качестве суспензии для смазки и стабилизации тоннелепроходческой машины (ТПМК) и для заполнения зазора между сегментами тоннеля и вынутым грунтом. Бентонитовый шлам имеет множество преимуществ, таких как:

? Это снижает трение и износ режущей головки и щита ТПМК.
? Предотвращает приток грунтовых вод и обрушение почвы за счет создания баланса гидростатического давления.
? Он улучшает передачу нагрузки и выравнивание сегментов туннеля, действуя как цементный раствор.

С какими трудностями вы сталкиваетесь при использовании бентонита?**

Несмотря на свои преимущества, бентонит также создает некоторые проблемы при строительстве сегментов туннелей, особенно при высоком давлении грунтовых вод или в химически агрессивных условиях. Вот некоторые из проблем:
? Бентонитовый шлам может терять свою вязкость и тиксотропность из-за разбавления грунтовыми водами или химических реакций с минералами почвы. Это может снизить его смазывающие и стабилизирующие свойства и повысить его проницаемость.
? Бентонитовый шлам может загрязнять грунтовые или поверхностные воды, выделяя вредные вещества, такие как тяжелые металлы, органические соединения или бактерии. Это может представлять опасность для окружающей среды и здоровья.
? Бентонитовые  могут прилипать к поверхности сегментов туннеля и влиять на их прочность сцепления. Это может поставить под угрозу и долговечность туннеля.

Какие существуют решения по использованию бентонита?**

Для преодоления этих проблем возможны следующие решения:
? Используйте высококачественный бентонитовый порошок с низким содержанием примесей и высокой способностью к набуханию. Это может повысить его реологические характеристики и устойчивость к деградации.
? Используйте питьевую воду или очищенную воду для замешивания бентонитовой суспензии. Это может предотвратить влияние соленой или загрязненной воды на его свойства.
? Используйте химические добавки, такие как полимеры, биоциды или регуляторы pH, для модификации бентонитовой суспензии. Это может улучшить его стабильность, совместимость и экологичность.
? Используйте механические устройства, такие как фильтры, центрифуги или гидроциклоны, для отделения бентонитового шлама от частиц почвы и воды. Это позволяет снизить его расход и затраты на утилизацию.
? Используйте чистящие средства, такие как струи воды, щетки или воздушные ножи, для удаления бентонитового шлама с поверхности сегментов туннеля. Это может улучшить их адгезию и герметизирующие характеристики.

Другие точки зрения:
Бентонит является универсальным материалом, который может быть эффективно использован при строительстве сегментов тоннеля. Тем не менее, он также требует тщательного отбора, подготовки, применения и утилизации, чтобы обеспечить его оптимальную производительность и минимальное воздействие.

Оптимальное расстояние между этапами выемки грунта при строительстве тоннеля

Проходка тоннеля нарушает начальное равновесие напряжений в грунте, создавая режим напряжений, который распространяется в виде луковицы вокруг продвигающегося забоя тоннеля. Степень этого напряжения зависит в первую очередь от грунтовых условий, расстояния между этапами выемки грунта, длины циклов выемки и других влияющих факторов. В то время как метод сплошной выемки создает большую зону возмущения, применение метода последовательной выемки грунта (SEM) и поддержание соответствующего расстояния между забоями может значительно сократить эту зону, тем самым ограничивая осадку поверхности.
При больших сечениях туннелей или в сложных грунтовых условиях туннель может быть разделен на несколько штреков. В таких случаях поддержание оптимального расстояния между гранями имеет решающее значение для предотвращения перекрытия зон возмущения, которые в противном случае могут усугубить последствия деформации грунта. Это расстояние должно обеспечивать минимальное взаимодействие между активными гранями с учетом характеристик устойчивости и деформации грунта.
При проходке тоннелей с мягким грунтом быстрое замыкание опорного кольца за забоем выработки имеет важное значение для формирования несущей конструкции. Это требование требует, чтобы расстояние между гранями было сведено к минимуму для ускорения формирования опорного кольца и повышения устойчивости грунта.
Объем выемки грунта на ступень оказывает двойное воздействие на осадку поверхности. Меньшие объемы выемки грунта уменьшают смещения и осадку поверхности; Однако они также увеличивают количество этапов раскопок. Такая задержка в замыкании опорного кольца может привести к более высоким кумулятивным деформациям и осадкам. Поэтому в условиях слабого грунта закрытие опорного кольца должно выполняться в как можно меньшее количество этапов. Задержка в этом процессе чревата чрезмерной деформацией грунта и значительной осадкой поверхности, что подчеркивает важность тщательной балансировки объема выемки и расстояния прохода для оптимальной производительности тоннеля.

 Инспектирование туннельных работ

Основной целью инспекций при строительстве тоннелей является контроль графика, отслеживание хода работ/технического обслуживания и, самое главное, проверка методологии и стандартов качества проекта. Требования к проверке варьируются в зависимости от роли человека в иерархии и конкретной оцениваемой вертикали.
Во время строительства в грунте вокруг туннеля, опорах туннеля, оборудовании или рабочей среде могут возникать деформации и дефекты, что потенциально может привести к опасностям. Регулярные проверки имеют решающее значение для снижения таких рисков. Графики инспекций всегда зависят от конкретного объекта в зависимости от статуса строительства, используемого оборудования и законодательных условий, при этом приоритет KRA отдают назначенным инспекторам или руководителям групп. Однако цель сегодняшнего дня состоит в том, чтобы выявить общность предметов - можно искать... Запланированные выезды на объекты в кратчайшие сроки.
Основные зоны досмотра:
1. *Земля*.
• Рыхлые породы вдоль вынутого периметра и профиля забоя тоннеля.
• Деформационные изменения в непокрытых сечениях.
• Надземные изменения, если таковые имеются после прокладки тоннеля?
2. *Туннельные опоры*:
• Трещины или отслоение в торкрет-бетоне. Оцените местоположение, тип, ширину, длину и скорость роста.
• Анкерные болты. Деформация пластины или поломка болта. Проверьте стабильность опорной пластины и схемы притока воды; если таковые имеются.
• Стальные ребра / решетчатые балки. Обратите внимание на потерю устойчивости, деформацию, оседание грунта и осадку ног.
•Футеровка: Расположение с опережением грани и временным инвертированием замыканий. Осматривайте трещины и утечки воды для точного расположения, состояния и объема.

3. *Рабочая среда*:
• Просмотр записей мониторинга температуры, вентиляции, выхлопных газов и пыли; и да Наличие легковоспламеняющихся или вредных газов?
• Осмотрите безопасные проходы на предмет доступности, четкие указатели и аварийные убежища.
• Оценивайте систему ОТ, ТБ и ООС, напрямую взаимодействуя с персоналом.
• Функционал монитора AQI.
• Внедрение систем видеонаблюдения для наблюдения за чрезвычайными ситуациями.
4. *Оборудование и оборудование*:
• Техническое обслуживание вышеуказанных переходов, транспортных средств, вентиляции, освещения и аварийного оборудования.
• Разворот и маршрут вывоза навоза.
• Осмотрите дренажные системы, системы связи и подъездные дороги. Карты местности и эскизы, должны сопровождать осмотры.
Обеспечьте своевременное выполнение ремонтных работ и принятие мер безопасности в случае выявленных отклонений.
*Советы экспертов*.
*Туннельный глаз* (каламбур) заметит деформацию поверхности земли, трещины, трещины и деформации, а также задаст вопрос о времени и месте возникновения, ширине, длине и скорости роста. Иногда наблюдение за растительностью/повреждением деревьев, изменениями в родниках и поверхностных водах, состоянием соседних строений может рассказать много историй; при условии, что *Кто-то видит, а НЕ просто смотрит на объекты;