Противофильтрационная цементация

5.12. По степени воздействия на форму грунтового притока, местоположению относительно защищаемого сооружения и другим признакам противофильтрационная цементация подразделяется на следующие виды.

1. По степени воздействия на фильтрационный приток:

а) изменяющая положение депрессионной поверхности (рис. 35, 78, 79);

б) удлиняющая пути фильтрации с целью уменьшения градиентов напора (рис. 4, 26, 46);

в) уменьшающая приток грунтовых вод к сооружению или утечки воды из напорных сооружений (рис. 25, 59, 75).

2. По местоположению относительно защищаемого сооружения:

а) у контура выработки (рис. 4, 27, 59, 75, 79);

б) на расстоянии от контура выработки (рис. 25, 78).

3. По степени ограждения защищаемого сооружения:

а) замкнутая – расположенная вокруг всех поверхностей сооружения в пределах области фильтрации (рис. 5, 75);

б) незамкнутая – расположенная с одной или нескольких сторон сооружения (рис. 35, 78).

4. По расположению цементации в виде цементационной завесы относительно водоупора:

а) совершенная – доведенная до водоупора;

б) несовершенная («висячая») – недоведенная до водоупора.

5. Вид противофильтрационной цементации выбирается в зависимости от:

а) компоновки и конструкции сооружения;

б) элементов фильтрационного потока (величины напоров грунтовых вод, градиентов напора, формы границ и размеров области фильтрации, условий на ее границах и т.п.);

в) физико-механических и фильтрационных свойств породы;

г) химического состава грунтовых вод.

5.13. Противофильтрационная цементация, снижающая депрессионную поверхность грунтового потока в районе защищаемого сооружения, устраивается в виде завес совершенного или несовершенного типа. Завесы следует располагать поперек пути фильтрационного потока или вокруг защищаемого сооружения. С помощью совершенной противофильтрационной завесы, расположенной вокруг защищаемого сооружения, можно практически полностью преградить пути движения грунтовых вод к сооружению.

5.14. При проектировании противофильтрационных завес необходимо учитывать, что наибольшее снижение депрессионной поверхности получается при совместном действии завесы и дренажа. Дренаж при этом должен располагаться у защищаемого сооружения или между сооружением и завесой (рис. 78).

Примечание. Если породы подвержены механической и химической суффозиям, из-за которых недопустимы значительные градиенты напора в породе, то от устройства дренажа следует отказаться.

Глубина (длина) дренажных скважин принимается в зависимости от степени трещиноватости и водопроницаемости породы, характера залегания породы, расположения водоупора и т.п., а также от размеров противофильтрационной завесы.

Расстояние дренажных скважин от цементационной завесы устанавливается в каждом конкретном случае. Это расстояние допустимо принимать равным не менее 2 – 3 шагов скважин противофильтрационной завесы и не менее 4 м [Л. 168].

5.15. Противофильтрационная цементация, применяемая с целью удлинения пути фильтрации к защищаемому сооружению, устраивается в виде экранов. Экраны, например, в виде дискообразных или конусообразных воротников вокруг туннелей и шахт располагаются так, чтобы максимально пересечь сосредоточенные пути фильтрации (рис. 4, 27, 46). При слоистой породе экраны целесообразно располагать так, чтобы угол между плоскостью экрана и слоями породы составлял 90° или был близок к этой величине.

При противофильтрационной цементации в виде экрана, устраиваемого на пути потока, дренажи располагаются возможно ближе к защищаемому сооружению.

5.16. Цементация, предназначенная для уменьшения притока грунтовых вод к сооружению, незначительно влияющая на гидродинамические элемент естественного фильтрационного потока, устраивается по контуру выработок или на небольшом расстоянии от него. Глубина зоны цементации зависит от местных условий и определяется из фильтрационного расчета; ориентировочно на предварительных стадиях проектирования ее можно назначать в пределах 3 – 7 м.

5.17. Вид противофильтрационной цементации, названный в п. 5.16, может применяться как самостоятельно, так и с дренажем, расположенным на контакте обделки с породой, или внутри зоны цементации (например, шпуровой дренаж) в пределах половины ее глубины, считая от внутренней поверхности зоны (рис. 4, 75).

5.18. Зону противофильтрационной цементации следует располагать на расстоянии от контура выработки, когда:

а) требуется максимально разгрузить обделку от давления грунтовых вод совместным действием цементации и дренажа;

б) подземная выработка не закреплена обделкой и стены выработки не способны выдержать давление цементационного раствора;

в) для восприятия давления цементационного раствора потребовалось бы изменение формы сечения или толщины обделки;

г) зона цементации, примыкающая к контуру выработки, не способна выдержать давление грунтовых вод.

Расстояние от контура выработки до зоны цементации определяется условиями статической и фильтрационной работы породы (зацементированной и незацементированной) и обделки.

Этот вид цементации может применяться как самостоятельно, так и с дренажем, который следует располагать на контакте обделки с породой или в породе между обделкой (поверхностью выработки) и зоной цементации, но не внутри зоны цементации [Л. 110, 119, 107].

5.19. Остальные указания по проектированию противофильтрационной цементации и производству работ по ее осуществлению следует принимать по [Л. 161, 168].