Νέες τεχνικές ενεμάτων σε υπόγειες κατασκευές. Οικονομία κόστους και χρόνου σε δύσκολες συνθήκες New injection methods in underground construction: Saving time and money in difficult conditions Θεολόγος Παναγιωτίδης 1 Λέξεις κλειδιά: ενέματα, στεγανοποίηση, σταθεροποίηση, σήραγγα, υπόγεια, χημικά, τσιμεντοειδή, κολλοειδή πυριτικά ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η χρήση των ενεμάτων στα υπόγεια έργα αποτελεί για χρόνια μια δοκιμασμένη λύση για τη κατασκευαστική βιομηχανία. Από τη μια πλευρά υπάρχει η τεχνική της προενεμάτωσης (pre injection) στη διάνοιξη σηράγγων, η οποία μπορεί να είτε να μειώσει τη διαπερατότητα των εδαφών και συμπερασματικά την εισροή νερού στη σήραγγα είτε να βελτιώσει τα μηχανικά χαρακτηριστικά σε αλλοιωμένες βραχόμαζες ή εδάφη στο μέτωπο της εκασκαφής. Από την άλλη πλευρά, με τη τεχνική της μετενεμάτωσης (post injection), μπορεί να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα εισροής νερού σε υπάρχουσες κατασκευές, τα οποία συνέβησαν λόγω ανεπαρκούς μελέτης ή αστοχιών στη φάση κατασκευής. Στην εισήγηση αυτή περιγράφονται τα σύγχρονα ενέσιμα υλικά, όπως τα μικροτσιμέντα, τα κολλοειδή πυριτικά, τα ακρυλικά οι αφροί πολυουρεθάνης αλλά και και τεχνικές ενεμάτωσης, ειδικά για τη διαδικασία προενεμάτωσης, όπου οι καταστάσεις δεν είναι τόσο συγκεκριμένες όσο στη μετενεμάτωση. ABSTRACT The use of injections in underground projects, has been proven an efficient and cost effective solution for the construction industry. On the one hand, the use of pre-injection in tunneling can reduce the permeability of the ground, therefore reducing the volume of the incoming water in the tunnel and also can improve the mechanical characteristics of poor rock masses or soils at the face of the excavation. On the other hand, the use of post injection, can deal with incoming 1 Πολιτικός Μηχανικός Δ/ντής Πωλήσεων, BASF ΕΛΛΑΣ ΑΒΕΕ, email: Theologos.Panagiotidis@BASF.com
water in completed underground structures, coming from design or construction failures. This paper focuses on the modern injection products, like microcements, colloidal silicas, acrylic and polyuretahane resins and also the modern injection techniques, especially emphasizing on the pre-injection methods, where uncertainty can lead to catastrophic decisions for the tunneling process. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι περιπτώσεις καταπτώσεων στο μέτωπο εκσκαφής ή οι αναπάντεχες εισροές νερού, δεν αποτελούν περίεργες καταστάσεις στη διάνοιξη σηράγγων, ειδικά σε δύσκολες γεωλογικές συνθήκες. Η διάνοιξη σηράγγων στον αστικό ιστό, πολλές φορές υποχρεώνει τους μελετητές να τοποθετήσουν τη σήραγγα σε μικρό βάθος από την επιφάνεια, πολύ κοντά στις θεμελιώσεις κτιρίων, ενώ πολλές φορές θα πρέπει να πραγματοποιηθούν και συνδέσεις με άλλες υπόγειες στοές. Οι συνέπειες από τον υποβιβασμό του υδροφόρου ορίζοντα καθώς και οι παραμορφώσεις του εδάφους που οφείλονται σε αστάθειες, είναι φαινόμενα που δεν μπορούν να γίνουν αποδεκτά, λόγω των συνεπειών που μπορεί να έχουν σε κτίρια με ανεπαρκή θεμελίωση. Από την άλλη πλευρά υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός υπόγειων έργων από οπλισμένο σκυρόδέμα, τα οποία, είτε λόγω παραλείψεων στη φάση μελέτης του έργου είτε λόγω κατασκευαστικών αστοχιών, παρουσιάζουν εισροή νερού. Η εισήγηση αυτή ασχολείται πρωταρχικά με τη τεχνική των ενεμάτων στο μέτωπο της εκσκαφής (προενεματώσεις pre injection) στη διάνοιξη σηράγγων σε αστικό περιβάλλον και πως η τεχνική αυτή μπορεί να περιορίσει τις περιπτώσεις αστοχιών. Επίσης όμως ασχολείται με τις τεχνικές και τα υλικά για τη σφράγιση εισροών νερού σε υπόγεια έργα από σκυρόδεμα, μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής (μετενεμάτωση post injection), όπου καμμία άλλη μέθοδος εκτός των ενεμάτων δεν μπορεί να διορθώσει το πρόβλημα. Δίνεται έμφαση σε προηγμένα τεχνολογικά υλικά ενεμάτων, όπως τα μικροτσιμέντα και τα κολλοειδή πυριτικά σε υγρή μορφή, στους αφρούς πολυουρεθάνης ενός και δύο συστατικών αλλά και τα ακρυλικά ενέματα. Παρουσιάζονται επίσης περιπτώσεις έργων διάνοιξης σήραγγας τόσο σε μικρό βάθος όσο και σε αστικό περιβάλλον, όπου η τεχνική των προενεματώσεων έδωσε τη δυνατότητα για την αποφυγή δύσκολων και επικίνδυνων καταστάσεων. PRE-INJECTION ΒΑΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
Η έννοια προενεμάτωση pre injection Η προενεμάτωση είναι η αγωγή που θα πρέπει να προσφερθεί σε ένα δύσκολο εδαφικό τύπο, πριν τη διάνοιξη της σήραγγας. Η βασική ιδέα του είναι η εισπίεση ενεμάτων στο έδαφος είτε απ ευθείας μέσω διάνοιξης οπών είτε μέσω ειδικών σωλήνων. Τα βασικά βήματα μιας προενεμάτωσης έχουν ως εξής: Διάνοιξη οπών είτε εισαγωγή ειδικών σωλήνων στο έδαφος. Εισπίεση ενέματος μέχρι την επίτευξη των κριτηρίων τερματισμού που έχουν τεθεί Αξιολόγηση ή έλεγχος των αποτελεσμάτων της προενεμάτωσης θα πρέπει να ληφθεί απόφαση αν θα πρέπει να επαναληφθούν οι ενεματώσεις ή να ξεκινήσει η εκσκαφή. Επιπρόσθετα από τα βασικά αυτά βήματα σχετικά με αυτή καθ αυτή την εργασία των ενεματώσεων, θα πρέπει να έχει προηγηθεί μια διαδικασία που θα καθορίσει το σκοπό και τα ακριβή σημεία που πρέπει να πραγματοποιηθούν οι ενεματώσεις αυτές. Η διαδικασία αυτή περιλαμβάνει τις εξής εργασίες: Διερευνητικές διατρήσεις που θα καθορίσουν την αρχική κατάσταση του υπό εκσκαφή εδάφους Καθορισμός των ακριβών σημείων που θα πραγματοποιηθούν οι εργασίες ενεμάτωσης Τρόπος ενεμάτωσης, κύρια χαρακτηριστικά Τύπος ενέματος, μελέτη σύνθεσης Θα πρέπει γίνει αντιληπτό ότι όλος ο κύκλος των προενεματώσεων, απαρτίζεται από μια αλληλουχία αποφάσεων που λαμβάνονται σε διάφορα στάδια της εργασίας, ανάλογα με την εξέλιξή της. Η διαχείριση του έργου αυτού λοιπόν από τον υπεύθυνο μηχανικό, αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την επιτυχία, τόσο την τεχνική όσο και την οικονομική. Ποιος είναι ο σκοπός των προενεματώσεων Οι προενεματώσεις έχουν δύο κύριους στόχους: Να μειώσουν τη διαπερατότητα του εδάφους, μειώνοντας έτσι την εισροή νερού στη σήραγγα μετά την εκσκαφή Να βελτιώσουν τις μηχανικές ιδιότητες του εδαφικού υλικού, προσφέροντας έτσι σταθερότητα κατά τη διάρκεια των εργασιών εκσκαφής και αρχικής υποστήριξης
Και στις δύο περιπτώσεις, η επιλεχθείσα μέθοδος ενεμάτωσης θα πρέπει να επιτύχει τη βέλτιστη διείσδυση του ενέματος στο έδαφος. Αυτή είναι μια διαδικασία που έχει σα στόχο τη βελτιστοποίηση του κανάββου διάτρησης, σε συνδυασμό με τη χρήση ειδικών σωλήνων ενεμάτωσης καθώς και τον καθορισμό των κατάλληλων χαρακτηριστικών του ενέματος. Στις περιπτώσεις που απαιτείται η μείωση της διαπερατότητας, ο κύριος στόχος είναι η πλήρωση των ασυνεχειών του υδροφόρου ορίζοντα, με ένα συμπαγές ένεμα που θα σφραγίσει τις εισροές νερού. Στη περίπτωση της βελτίωσης των μηχανικών ιδιοτήτων του εδάφους, το ένεμα θα πρέπει να παρουσιάσει σταδιακά συγκεκριμένες τελικές αντοχές. Πολλές φορές είναι αναγκαίος ο συνδυασμός των δύο παραπάνω περιπτώσεων. Ο καθορισμός της μεθόδου Πριν το καθορισμό των τεχνικών λεπτομερειών που θα ακολουθηθούν κατά τη διάρκεια της προενεμάτωσης, θα πρέπει να γίνει μια συνολική θεώρηση της μεθόδου που εφαρμοστεί. Ο σχεδιασμός της μεθόδου, προϋποθέτει στρατηγικές αποφάσεις για τις εργασίες προενεμάτωσης, που περιλαμβάνουν τη θεμελιώδη προσέγγιση αναφορικά με το πώς θα επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα. Το βασικό πλαίσιο των λεπτομερών χειρισμών του κύκλου εργασιών της προενεμάτωσης περιγράφεται παρακάτω. Στη φάση σχεδιασμού, θα πρέπει να γίνει η κατάλληλη εισαγωγή δεδομένων για τις προδιαγραφές του εξοπλισμού, όπως π.χ. για το βάθος διάτρησης ή για το τύπο του διατρητικού εξοπλισμού που θα τοποθετηθεί πάνω σε ένα ΤΒΜ (βλέπε σχήμα 1 παρακάτω). Σχεδιο 1: Διάτρηση για προενεματώσεις μπροστά από το μέτωπο της εκσκαφής. Αριστερά: Διάτρηση σε συμβατική σήραγγα που διανοίγεται με τη μέθοδο drill &
blast. Δεξιά: Διατρητικός εξοπλισμός πάνω σε ΤΒΜ σκληρού βράχου, ανοιχτού τύπου (Garshol, 2002). Τα κύρια θέματα που θα πρέπει να αντιμετωπιστούν κατά τη διαδικασία αυτή είναι τα εξής: Ιδιότητες του εδάφους και δυνατότητες διάτρησης Μέθοδος διάτρησης και τοποθέτησης σωλήνων Κατάλληλα συστήματα βαλβίδων εισπίεσης (packers) ανάλογα με τη διάμετρο οπής ή σωλήνα Μελέτη σύνθεσης του ενέματος που να ταιριάζει στη ζητούμενη διείσδυση, αρχική αντοχή και ιδιότητες του υλικού σε βάθος χρόνου Καθορισμός των απαιτούμενων πιέσεων εισπίεσης Καθορισμός του σταδίου τερματισμού της ενεμάτωσης Είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό ότι η διαδικασία ενεμάτωσης αποτελεί μια αλληλουχία όπου όλες οι παραπάνω θεωρήσεις θα πρέπει να λαμβάνονται υπ όψιν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού. Πολύ συχνά γίνονται παρανοήσεις και λάθη αναφορικά με τη ζητούμενη πίεσης εισπίεσης του ενέματος. Πολλές φορές η μέγιστη απαιτούμενη πίεση καθορίζεται σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Η συνήθης δικαιολογία που προβάλλεται για το γεγονός αυτό είναι ότι η χρήση υψηλών πιέσεων μπορεί να οδηγήσει σε γενικότερη επιβολή πιέσεων στο έδαφος που μπορεί να οδηγήσουν σε πιθανή υδραυλική διάρρηξη ή ανεπιθύμητη διείσδυση του ενέματος πολύ μακρύτερα από το σημείο εισπίεσης. Εντούτοις, η χρήση χαμηλών πιέσεων ως αφετηρία, μπορεί να επιβάλλεται σε διανοίξεις σηράγγων σε αστικό περιβάλλον με ρηχό υπερκείμενο. Στην εργασία των Barton και λοιπών (2004), επιδεικνύεται πως οι πιέσεις που μετρούνται στο στόμιο εισπίεσης δεν ανταποκρίνονται στις πιέσεις του ενέματος στο έδαφος. Υπάρχει μια σημαντική πτώση πίεσης ακόμα και σε σημεία σε άμεση γειτνίαση με τη βαλβίδα εισπίεσης για όσο χρονικό διάστημα υπάρχει συνεχής ροή του ενέματος. Είναι σημαντικό να υπάρχει πάντα στο μυαλό των εμπλεκομένων, ότι η εργασία των ενέσεων είναι ένας κύκλος όπου οι αποφάσεις θα πρέπει να λαμβάνονται σύμφωνα με συγκεκριμένα κριτήρια (προκαθορισμένα ή ανάλογα με την εξέλιξη των εργασιών). Αυτές οι αποφάσεις λαμβάνονται σε κάθε βήμα του κύκλου εργασιών. Κατά συνέπεια, η εργασία των πρενεματώσεων απαιτεί διαχείριση επί τόπου και σε συνεχή βάση κατά τη διάρκεια των εργασιών.
ΕΞΕΛΙΓΜΕΝΑ ΕΝΕΜΑΤΑ ΓΙΑ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗ ΣΕ ΕΔΑΦΗ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΡΗΓΜΑΤΩΣΕΙΣ ΒΡΑΧΟΜΑΖΑΣ Οι ενεματώσεις σε δύσκολες εδαφικές συνθήκες απαιτούν ειδική προσαρμογή της μεθόδου έτσι ώστε να επιτευχθούν τα βέλτιστα δυνατά αποτελέσματα. Η σημαντικότερη παράμετρος στο σχεδιασμό αυτό αποτελεί η επιλογή των ειδικών χαρακτηριστικών του ενέματος με ιδιαίτερη έμφαση στη διεισδυτικότητα. Η διεισδυτικότητα ενός ενέματος αποτελεί μια παράμετρο που δύσκολα μπορεί να καθοριστεί και να επαληθευτεί άμεσα. Η διεισδυτικότητα περιγράφεται σαν τη δυνατότητα του ενέματος να διεισδύει σε ένα μέσο σαν το κοκκώδες έδαφος ή σε διάκλαση βραχόμαζας, κάτω από συγκεκριμένη πίεση. Η διεισδυτικότητα ενός ενέματος σε υπόγειες κατασκευές, επηρεάζεται κυρίως από τρεις μετρήσιμες ιδιότητες: Κοκκομετρική διαβάθμιση του ενέματος (αν το ένεμα είναι κοκκώδες) Θιξοτροπικότητα του ενέματος Σταθερότητα του ενέματος (αντίσταση σε διαχωρισμό σε βάθος χρόνου υπό συνθήκες πίεσης) Η κοκκομετρία αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για τη διεισδυτικότητα του ενέματος. Το σχήμα 2 παρακάτω απεικονίζει τη σημαντικότητά της για τη διείσδυση σε διάκλαση βράχου. Σχέδιο 2: Γραφική απεικόνιση τη κλίμακας τσιμεντενεμάτων ανάλογα με το κόκκο τους σε διάκλαση βράχου 0,02 mm. Ο μεγαλύτερος κόκκος αντιστοιχεί σε κοινό τσiμέντο με πολύ λεπτή κοκκομετρία, ακολουθούμενος από δύο διαφορετικούς τύπους μικροτσιμέντου, ενώ στο άκρο αριστερά βρίσκονται οι κόκκοι από πυριτική παιπάλη και από κολλοειδή πυριτικά.
Η θιξοτροπία του ενέματος είναι σημαντική, καθώς θα επηρεάσει τις διατμητικές τάσεις στο ένεμα το οποίο διεισδύει σε αρμούς σε βράχο ή μέσα από τους κόκκους του εδάφους. Όσο χαμηλότερο είναι το ιξώδες, τo χαμηλότερες είναι η διατμητικές τάσεις και έτσι είναι χαμηλότερη και η απαιτούμενη πίεση που απαιτείται για να επιτευχθεί η ροή του ενέματος. Η σταθερότητα τoυ ενέματος είναι σημαντική καθώς επηρεάζει άμεσα την ικανότητα του τσιμέντου να διεισδύει μέσα σε μικροασυνέχειες. Η διαδικασία της εξίδρωσης, όπου οι κόκκοι του τσιμέντου διαχωρίζουν από το μίγμα του ενέματος, μπλοκάροντας τις εισόδους των μικρορηγματώσεων, δεν συμβαίνει όταν το μίγμα είναι σταθερό και συνεκτικό. Μικροτσιμέντα ταχείας πήξεως Τα μικροτσιμέντα αυτά προσφέρουν συγκεκριμένα πλεονεκτήματα στη διάνοιξη σηράγγων. Τα κυριότερα είναι: Μικρό μέγεθος κόκκου Εξαιρετική σταθερότητα και χαμηλό ιξώδες, ακόμα και σε πολύ χαμηλούς λόγους νερού προς τσιμέντο (π.χ. 1,0) Εξαιρετική διεισδυτικότητα λόγω των δύο παραπάνω ιδιοτήτων Πήξη μέσα σε 1,5 έως 2,0 ώρες, ιδιότητα που μειώνει σημαντικά το διάστημα αναμονής για το επόμενο στάδιο στο κύκλο εργασιών των ενεματώσεων. Κολλοειδή πυριτικά σε υγρή μορφή Αυτός ο τύπος του ενέματος αποτελείται από κόκκους πυριτίου (SiO 2 ) σε νανομετρική κλίμακα, σε ένα κολλοειδές διάλυμα νερού. Το τυπικό μέγεθος κόκκου είναι 0,016 μm. Το ιξώδες του είναι 5 6 MPa, το οποίο είναι ελάχιστα υψηλότερο από αυτό του νερού. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το ένεμα αυτό να αποκτά εξαιρετικές διεισδυτικές ιδιότητες, τις οποίες σε άλλη περίπτωση μόνο χημικά ενέματα όπως πυριτικά και ακρυλικά θα είχαν. Σε αντίθεση με τα ενέματα αυτά, τα κολλοειδή πυριτικά είναι μη τοξικά προϊόντα, γεγονός που τα καθιστά μοναδικά σε θέματα περιβάλλοντος αλλά και υγιεινής και ασφάλειας στο εργοτάξιο. Τα κολλοειδή πυριτικά είναι ανόργανα υλικά, σχεδιασμένα για μόνιμες κατασκευές σε βάθος χρόνου, τη στιγμή που τα πυριτικά ενέματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για προσωρινές εργασίες. Η διεισδυτικότητα των κολλοειδών πυριτικών απεικονίζεται γραφικά στο παραπάνω σχήμα 2. Παρατηρήστε το μέγεθος του κόκκου στα άκρο αριστερά. Σε περίπτωση ενεμάτων σε λεπτόκοκκα εδάφη, τα κολλοειδή πυριτικά με τη κατάλληλη μέθοδο εισπίεσης, μπορούν να διεισδύσουν ακόμα και σε κλάσματα ιλύος (0,01 mm).
Τα προβλήματα POST INJECTION Η ΒΑΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Σε υπόγειες κατασκευές από σκυρόδεμα, αντιμετωπίζεται πολλές φορές το φαινόμενο της εισροής νερού, είτε από το δάπεδο είτε από τα τοιχεία του υπόγειου έργου. Οι εισροές αυτές οφείλονται σε διάφορους παράγοντες: Ανυπαρξία πρόβλεψης κατασκευής στεγανολεκάνης Εκλογή ακατάλληλης μεθόδου υγρομόνωσης Αστοχία της υγρομόνωσης λόγω κακής εφαρμογής Αστοχία μελέτης και δημιουργία ρηγματώσεων Χρήση κοινής ποιότητας σκυροδέματος και όχι μειωμένης υδροπερατότητας για τη κατασκευή της θεμελίωσης και των υπογείων Αστοχία κατά τη διάρκεια της σκυροδέτησης, είτε με τη χρήση νερού για τη ρευστοποίηση επί τόπου του έργου, είτε με τη δημιουργία ψυχρών αρμών λόγω καθυστερήσεων στη χύτευση, είτε με τη δημιουργία κενών στη μάζα του σκυροδέματος λόγω κακής συμπύκνωσης. Όποιοι και να είναι οι λόγοι που οδηγούν στην αστοχία, το σίγουρο είναι οτι σε μια υπόγεια κατασκευή που «μπάζει» νερά, τα πράγματα είναι πολύ δύσκολα να διορθωθούν μετά την ολοκλήρωση των εργασιών και τη παράδοση του χώρου προς χρήση. Η μήπως όχι? Τα χημικά ενέματα και τα χαρακτηριστικά τους Η αντιμετώπιση στα προβλήματα αυτά είναι μοναδική: η χρήση χημικών ενεμάτων. Τα ενέματα αυτά είναι υγρές πολυμερείς ρητίνες, ενός, δύο ή και τριών συστατικών. Το μεγάλο τους πλεονέκτημα είναι πως τα υλικά αυτά είναι υδρόφιλα και έτσι σε αντίθεση με τις εποξειδικές ρητίνες χρειάζονται νερό για να αντιδράσουν. Επίσης βασικά τους χαρακτηριστικά είναι οτι ο χρόνος πήξης τους είναι ελεγχόμενος με τη χρήση επιταχυντών πήξης, ενώ ακόμα είναι υλικά χαμηλού ιξώδους με μεγάλη ικανότητα διείσδυσης. Από εκεί και πέρα, διαφοροποιούνται ανάλογα με τις συνθήκες που έχουμε να αντιμετωπίσουμε. Έτσι τα κύρια χημικά ενέματα που χρησιμοποιούνται σε στεγανοποιήσεις υπόγειων έργων και τα αντίστοιχα πλεονεκτήματά τους είναι τα εξής: Ενέσιμη πολυουρεθάνη ενός συστατικού με επιταχυντή: Χρησιμοποιείται για τη στεγανοποίηση σημαντικών εισροών νερού και με τον επιταχυντή ρυθμίζεται ο χρόνος πήξης της, έτσι ώστε το νερό που εισρέει να μη τη ξεπλένει. Έχει μεγάλο συντελεστή αφροποίησης (έως 30
φορές περίπου) και είναι κατάλληλη και για πλήρωση κενών όπισθεν της κατασκευής (κατασκευή κουρτίνας). Χρειάζεται οπωσδήποτε νερό για να αντιδράσει και να ξεκινήσει η αφροποίηση. Για την χρήση της απαιτείται αντλία ενός συστατικού, καθώς ο επιταχυντής προστίθεται στη βασική ρητίνη, σε ποσοστό που έχει προκύψει μετά από δοκιμές για τον απαιτούμενο χρόνο αντίδρασης. Μετά τη πλήρη αφροποίησή της, είναι σχετικά άκαμπτο υλικό και έτσι δε προβλέπεται για χρήση σε αρμούς κίνησης. Ενέσιμη πολυουρεθάνη δύο συστατικών με επιταχυντή: Χρησιμοποιείται εκεί όπου οι εισροές νερού είναι πολύ μεγάλες και οι αφροί ενός συστατικού δεν μπορούν να ανταποκριθούν γιατί ξεπλένονται από το νερό. Δεν χρειάζονται νερό για να αντιδράσουν, αλλά είναι υδρόφιλες. Η πήξη προέρχεται από το σκληρυντή και επιταχύνεται με τη χρήση καταλύτη και μπορεί να επιτευχθεί ακόμα και σε μερικά λεπτά. Για τη χρήση της απαιτείται αντλία δύο συστατικών, με ειδικό ακροφύσιο που έχει τη λειτουργία στατικού αναμικτήρα. Ο επιταχυντής προστίθεται στη βασική ρητίνη. Ο συντελεστής αφροποίσηής της ανέρχεται μέχρι τις 25 φορές του αρχικού όγκου της, ανάλογα με τον επιταχυντή που θα χρησιμοποιηθεί. Και αυτή η πολυουρεθάνη είναι σχετικά άκαμπτη μετά τη τελική της πήξη και έτσι δε προβλέπεται σε αρμούς κίνησης. Εύκαμπτη πολυουρεθάνη ενός συστατικού με επιταχυντή: Έχει ακριβώς τον ίδιο τρόπο λειτουργίας με την απλή πολυουρεθάνη ενός συστατικού, με τη διαφορά ότι είναι εύκαμπτη και έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε επικευές σε ρηγματώσεις σκυροδέματος που παρουσιάζουν κίνηση, ενώ από την άλλη πλευρά ο συντελεστής αφροποίησής της είναι έως 4 φορές τον αρχικό της όγκο και έτσι δε συνιστάται για τη πλήρωση μεγάλων κενών. Ακρυλική ρητίνη δύο συστατικών με επιταχυντή: Περιλαμβάνει ρητίνη, σκληρυντή και επιταχυντή και χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις που απαιτείται πολύ μεγάλη διείσδυση στο σκυρόδεμα, όπως π.χ. σε σκυρόδεμα με μεγάλο πορώδες το οποίο στάζει. Δεν είναι κατάλληλη σε σημεία όπου η εισρόή νερού είναι μεγαλύτερη από 3 σταγόνες το λεπτό. Για τη χρήση της απαιτείται αντλία ενός συστατικού, στην οποία αναμιγνύονται η ρητίνη και ο σκληρυντής και προστίθεται η ποσότητα του επιταχυντή, ανάλογα με τον απαιτούμενο χρόνο πήξης. Δεν αφροποιείται, αλλά είναι πολύ εύκαμπτη και ως εκ τούτου κατάλληλη για επισκευές σε ρηγματώσεις που παρουσιάζουν κίνηση. Το μεγάλο της πλεονέκτημα είναι οτι δουλεύει σε βάθος χρόνου και συγκεκριμένα, σε περίπτωση που μετά την εφαρμογή γίνει νέα εισροή νερού μετά από
αρκετό χρονικό διάστημα, η ρητίνη επαναλειτουργεί για να εγκλωβίσει το νερό αυτό στη μάζα της. Οι τεχνικές εφαρμογής Η εφαρμογή των χημικών ενεμάτων γίνεται είτε απευθείας πάνω στη ρηγμάτωση είτε παραπλεύρως αυτής, υπό γωνία (Σχήματα 5 και 6). Γίνεται διάτρηση με τρυπάνι και το τοποθετείται εκτονούμενο ή μη packer, με αντεπίστροφη βαλβίδα. Οι διατρήσεις γίνονται σε αποστάσεις περί τα 15 cm περίπου. Η εισπίεση πραγματοποιείται ξεκινώντας από τη χαμηλότερη οπή πηγαίνοντας προς τις ψηλότερες και σταματάει όταν βγει ρητίνη από το πάνω μέρος της εισπίεσης ή όταν η εισπιεζόμενη ρητίνη ξεπεράσει μια ποσότητα την οποία έχουμε καθορίσει ως μέγιστη. Το γεγονός αυτό σημαίνει ο η ρητίνη χάνεται και θα πρέπει να γίνει επαναληπτική ενεμάτωση, όταν παρατηρηθεί εκ νέου εισροή νερού. Σχέδια 3 και 4: Τρόποι διάτρησης και εισγαγωγής packers Γενικά θα πρέπει να γίνει αντιληπτο, οτι η σφράγιση του νερού σε κατασκευές από σκυρόδεμα, είναι μια διαδικασία που σπανίως θα τελειώσει με τη πρώτη επέμβαση. Καθώς δεν είναι δυνατόν να ξέρουμε το συμβαίνει πίσω από τη κατασκευή μας, μπορεί να απαιτηθεί δεύτερη και τρίτη επέμβαση στο ίδιο σημείο. Επίσης, καθώς το νερό έχει τάση να προσπαθήσει να εισέλθει από διαδρομές που θα συναντήσει τη λιγότερη αντίσταση, θα πρέπει να γίνει κατανοητό, οτι η στεγανοποιήση μιας περιοχής, μπορεί να σημάνει οτι τα νερά θα εισέλθουν από μια γειτονική της και έτσι η επισκευή μπορεί να διαρκέσει για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, κυνηγώντας το νερό από περιοχή σε περιοχή, μέχρι τη πλήρη στεγανοποίηση της κατασκευής. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Τα σύγχρονα υλικά και τεχνικές ενεμάτωσης, μπορούν να δώσουν πολλές λύσεις στη σύγχρονη κατασκευαστική βιομηχανία. Σε φάσεις διάνοιξης σηράγγων, με το μέθοδο των προενεματώσεων (pre injection), μπορούν να εξασφαλίσουν την ασφαλή συνέχιση των εργασιών, ακόμα και σε περιπτώσεις όπου αυτό καθ αυτό το έργο φαίνεται μη κατασκευάσιμο. Σε υπάρχουσες κατασκευές, με τη μέθοδο των μετενεματώσεων (post injection), μπορούν να διορθώσουν τα λάθη που συνέβησαν κατά τη διάρκεια της κατασκευής, καθιστώντας ξανά τους χώρους στους οποίους εφαρμόστηκαν, πλήρως λειτουργικούς. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Barton, N. and Quadros, E., 2004, Improved understanding of high pressure grouting effects for tunnels in hard rock ISRM 2003 Technology road map for rock mechanics, South Africa Institute for Mining and Metallurgy Garsholl, K., 2002 Pre-injections in tunneling a Useful Measure, Christian Veder Kolloquium, Injektionen in Boden und Fels, Technical University Graz Holter, K.G., Johansen, E.D. and Haegrenaes, A., 1996, Tunnelling through a Sand zone: Ground Treatment Experiences from the Bjoroy Subsea Road Tunnel ITA World Tunnel Congress/ North American Tunnelling, Washington D.C. Michael T. Kubal, 2008, Construction Waterproofing, McGraw-Hill Professional