15100 Kallioinjektoinnit

Transkriptio

1 InfraRYL, päivitys / KM Kallioinjektoinnit Tässä luvussa käsitellään sementti-injektointeja. Niissä noudatetaan julkaisua by 53. Määrämittausohje 1510 Injektointityöt jaotellaan injektointitarpeen vaativuuden perusteella neljään vesitiiviysluokkaan. Tiiviysluokka AA erittäin vaativat kohteet: esimerkiksi keskustarakentaminen (puupaaluperustusalueet), alueet, joissa pohjaveden pinnan laskeminen aiheuttaa ongelmia, kuten kasvillisuuden kuihtumista tai maanpinnan painumista, sekä käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituspaikka ympäristövaatimukset: erittäin vaativa sallittu pohjaveden virtaus tunneliin keskimäärin enintään 2 l/min/100 m. Tiiviysluokka A vaativa kalliorakentaminen: kaupunkialueet yms. ympäristövaatimukset: normaali sallittu pohjaveden virtaus tunneliin keskimäärin enintään 5 l/min/100 m. Tiiviysluokka B tavanomainen kalliorakentaminen: pienet vesivuodot eivät aiheuta merkittäviä ongelmia kalliotilalle eivätkä ympäristölle ympäristövaatimukset: pieni sallittu pohjaveden virtaus tunneliin keskimäärin enintään 10 l/min/100 m. Tiiviysluokka C pyritään voimakkaiden vesivuotojen vähentämiseen; kaivokset tai vastaavat kohteet ympäristövaatimukset: vähäinen sallittu pohjaveden virtaus tunneliin keskimäärin enintään 40 l/min/100 m. Yllä olevat arvot on tarkoitettu poikkileikkaukseltaan noin 40 m 2 tunneleille. Suunnittelijan tulee määritellä tapauskohtaisesti käytettävä tiiviysluokka sekä miten luokitusta sovelletaan esimerkiksi hallikohteissa. Tiiviysluokan määrittelyssä tulee huomioida pohjaveden korvautuvuus, läheiset muut kalliotilat sekä vesivuotojen haitallisuus tilojen käytölle, rakenteille ja laitteille Injektoinnin materiaalit Injektoinnin materiaalit, yleistä Injektointiin käytettävät sementit jaetaan luokkiin raekokojakaumansa mukaan; d 95-arvo, raekoko määritetty 95 %:n läpäisyn perusteella: yleissementit d 95 < 128 μm nopeasti kovettuvat sementit d 95 < 64 μm injektointisementit d 95 < 30 μm mikrosementit d 95 < 20 μm ultrahienot sementit d 95 < 15 μm.

2 InfraRYL, päivitys / KM 2 Muiden injektointiin käytettävien materiaalien laatuvaatimukset ja sallitut käyttökohteet määritellään suunnitelma-asiakirjoissa ja käyttöohjeissa. Suurin raekoko on suunnitelma-asiakirjojen mukainen. Suurin raekoko määräytyy kalliorakojen avauman mukaan. Yleissääntönä on, että d 95-arvon tulee olla enintään 1/3 rakoavaumasta. Erittäin vaativat olosuhteet saattavat edellyttää d 95-arvoksi 1/6 1/10 rakoavaumasta. Käytettävä sementti on standardien SFS-EN ja SFS-EN mukaista CE-merkittyä sementtiä. SFS-EN Sementti. Osa 1: Tavallisten sementtien koostumus, laatuvaatimukset ja vaatimustenmukaisuus SFS-EN Sementti. Osa 2: tenmukaisuuden arviointi Materiaalien ennakkokokeet Injektointimassan oikean koostumuksen selvittämiseksi tehdään hyväksytyssä koestuslaitoksessa ennakkokokeita, joilla selvitetään suunnitelma-asiakirjojen edellyttämät ominaisuudet. Ennakkokokeet voidaan korvata samoilla materiaaleilla aikaisemmista hankkeista saaduilla tuloksilla. Ennakkokokeita ei vaadita luokassa C. Injektointimassa valmistetaan ennakkokokeissa käyttäen samoja osa-aineita kuin injektoinnissa. Käytettävä sekoitin on riittävän tehokas, jotta sillä saadaan aikaan kolloidityyppinen sekoitus. Sekoitusnopeus on vähintään rpm. Sekoituksen jälkeen massaa käsitellään välisekoitusta vastaavalla tavalla. Lämpötila on ± 2 ºC:n tarkkuudella sama kuin kohteen kallion lämpötila. Sementtipohjaisille injektointiaineille tehdään hyväksytyssä koestuslaitoksessa vähintään seuraavat ennakkokokeet: Marsh-viskositeetti heti sekoituksen jälkeen sekä 20 min, 40 min ja 60 min sekoituksesta tiheyden mittaus tunkeuma suodatinpumppukokeella vedenerottuminen 2 h:n kuluttua sekoituksesta Vicat-testi sitoutumisen määrittämiseksi standardin SFS-EN mukaan. Kaikki kokeet tehdään kuudella näytteellä. Tuloksista lasketaan keskiarvo ja keskihajonta. Sementtipohjaisten injektointiaineiden sekoitusjärjestys esitetään julkaisussa by 53. SFS-EN A1 Sementin testausmenetelmät. Osa 3: Sitomisajan ja tilavuuden pysyvyyden määritys

3 InfraRYL, päivitys / KM Injektoinnin alusta Yleisiä laatuvaatimuksia ei ole Injektoinnin tekeminen Injektoinnin tekeminen, yleistä Systemaattiset esi-injektoinnit ovat suunnitelma-asiakirjojen mukaisia. Suunnitelma-asiakirjoissa esitetään mahdolliset vesimenekkimittaukset. Muu injektointitarve todetaan tunnusteluporausten ja vesimenekkimittausten sekä työnaikaisten vesivuotohavaintojen perusteella. Injektointiin ryhtymisestä päättää lopullisesti tilaaja työn aikana todellisten olosuhteiden perusteella. Kallion esi-injektointi tehdään seuraavissa tapauksissa: suunnitelma-asiakirjoissa on määrätty jokin alue esi-injektoitavaksi tunnustelureikien vesimenekit ylittävät suunnitelma-asiakirjoissa määritetyn arvon tunnelitilojen tunnustelurei'issä havaitaan porausvaiheessa vesivuotoa, jolloin injektointi voidaan määrätä aloitettavaksi ilman vesimenekkimittauksia. Kallion injektointi tehdään yleensä ennen louhintaa tai louhintatyön keskeyttävänä esi-injektointina. Jälki-injektointia tehdään lisäksi tarvittaessa. Injektoinnin kriteerit määritellään suunnitelma-asiakirjoissa Työohjelma Ennen töiden aloittamista laaditaan injektointitöiden työsuunnitelma. Se vaaditaan luokissa AA, A ja B. Työsuunnitelma laaditaan suunnitelma-asiakirjojen ja tilaajan ohjeiden perusteella. Työsuunnitelman laatii injektointityönjohtaja, ja sen hyväksyy tilaaja. Työsuunnitelmasta ilmenevät injektointitöiden vastuuhenkilö injektointityöhön osallistuvien kelpoisuus, tarvittaessa kopiot injektointikurssin todistuksesta kalustoluettelo, josta selviävät merkki ja malli, ikä ja toimintaperiaate tunnusteluporauksen työjärjestys, porauskaavio(t) ja porauksen aikana tehtävien havaintojen lomake tunnustelureiästä tehtävien kokeiden työjärjestys ja mittauslomake injektoinnin aloituskriteerit injektointireikien poraus, suuntamittaus, jos vaadittu, ja huuhtelu injektointimassareseptit ja massan sekoituksen työjärjestys laadunvalvontakokeiden hyväksyttävät tulokset toleransseineen ennakkokokeiden perusteella injektoinnin työjärjestys o injektointipaineet o reseptien käyttöjärjestys ja sallitut massamenekit

4 InfraRYL, päivitys / KM 4 o toimenpiteet poikkeustapauksissa (reikien välinen yhteys, takaisinvirtaus tunneliin yms.) tiiviyden toteaminen o kontrollireikien porauskaavio ja reiästä tehtävien kokeiden työjärjestys sekä mittauslomake, jos sitä on suunnitelma-asiakirjoissa edellytetty o mittapatojen, jos niitä on suunnitelma-asiakirjoissa edellytetty, ja poistovesien mittauksen työjärjestys sekä mittauslomake toimenpiteet epätyydyttävän laadun johdosta. Tunnustelureikien poraaminen tehdään taulukon 15100:T1 mukaan. Tunnustelureikien pituudet ovat suunnitelma-asiakirjojen mukaiset. Uudet reiät porataan vähintään 4 m limittäin edellisten tunnustelureikien tai injektointireikien kanssa. Kaikki tehdyt havainnot sidotaan reiän pituuteen reiän alkamiskohdasta lähtien. Louhintaprofiilin ulkopuolelle ulottuvat tunnustelureikien osat injektoidaan sementtilaastilla. Tunnustelurei'istä saatavaa tietoutta käytetään sekä injektointitarpeen määrittelyyn että ennakkotietona kalliolaadun vaihteluista Injektointikalusto ja -henkilöstö Injektointikalustoon kuuluvat sekoittimen vedenannostusjärjestelmä, sekoitin, välihämmennin, pumppu, virtauksen ja paineen mittalaitteet sekä porareikään asennettava mansetti. Luokassa C vaaditaan vain painemittari. Yleensä tarvitaan lisäksi nostokori. Isoimmissa työkoneissa käytetään yleensä sementtisiiloja, muissa laitteistoissa sementti annostellaan säkeittäin sekoittimeen. Taulukko 15100:T1 Vaatimukset tiiviysluokittain. Tiiviysluokka AA Tiiviysluokka A Tiiviysluokka B Tiiviysluokka C Tunnustelureiät Vähintään 2 kpl Vähintään 1 kpl Suunnittelija määrittää Poraustarkkuus 1) 5 % 2) 10 % 2) 10 % 15 % Dataporausjärjestelmät Porakaavion sekä Porakaavion sekä puomin suunnan näyttö puomin suunnan ruudulla, datarekisteröinti näyttö ruudulla Käsikäyttöinen puomin asemointi, puomin kaateen ja suunnan näyttö Käsikäyttöinen puomin asemointi, puomin kaateen ja suunnan näyttö Porareiän huuhtelu Korkeapainevesi 3) Vesi 3) Vesi 3) Vesi tai ilma Kolloidityyppinen sekoitin sekoitin koitin Kolloidityyppinen Kolloidityyppinen se- Sekoitin Ei vaatimuksia Suunnittelija määrittää Vedenerotus < 1 % < 2 % < 5 % Monitorointi Datarekisteröinti Datarekisteröinti Virtauksen ja paineen mittaus Painemittari, sementin määrän mittaus säkeittäin 1) Koskee 25 m:n pituisia injektointireikiä. Erityistapauksissa, kuten syvissä kuiluissa, poraustarkkuus määritetään tapauksittain. 2) Työn alussa kahdesta injektointikatkosta mitataan joka toinen reikä. Jos tarkkuustavoitetta ei saavuteta, lisätään injektointireikien lukumäärää. Jos kallion ominaisuudet muuttuvat niin, että on syytä olettaa niiden vaikuttavan reikien suuntaukseen, mitataan katkosta joka toinen reikä. 3) Jos pakkanen tai muut olosuhteet vaikeuttavat kohtuuttomasti vesihuuhtelun käyttöä, voidaan sallia ilmahuuhtelu. Ilmahuuhelulla porattujen alueiden osuuden kalliotilasta tulee kuitenkin olla vähäinen.

5 InfraRYL, päivitys / KM 5 Vaatimukset luokissa AA ja A, ks. julkaisu by 53 kohta 6.7. Taulukko 15100:T2 Henkilöstön pätevyysvaatimukset tiiviysluokittain. Tiiviysluokka AA Tiiviysluokka A Tiiviysluokka B Tiiviysluokka C Henkilöstö Työnjohtajalla lujitus- ja tiivistystyönjohtajan pätevyys ja yli 1 vuoden kokemus injektointitöistä Työvoimalla injektoijan pätevyys ja yli 1 vuoden kokemus injektointitöistä Työnjohtajalla vähintään rakennusalan teknikon tutkinto ja yli puolen vuoden kokemus injektointitöistä Työvoimalla yli puolen vuoden kokemus injektointitöistä Ylimääräisen kokemattoman työntekijän käyttö sallittu kaikissa luokissa. Työnjohtajalla kokemusta injektointitöistä Työvoimalla kokemusta injektointitöistä Työn jatkaminen Töiden jatkaminen tehdään julkaisun by 53 mukaan. Injektoidun alueen poraus voidaan aloittaa, kun poraus ei vaaranna tehtyä injektointityötä. Aika riippuu lämpötilasta, vesi-sementtisuhteesta, sementistä ja mahdollisten kiihdyttävien lisäaineiden käytöstä Injektointiraportti Injektointityön aikana merkitään raporttilomakkeeseen vähintään injektointipaikka (työmaa, perän tunnus ja paaluluku) porauskaavion piirustusnumero ja viuhkan tunnus päivämäärä ja kellonaika vastaava injektoija reiän pituus ja numero mansetin asennussyvyys reikää kohden käytetty injektointiaika resepteittäin reikäkohtainen suurin paine resepteittäin reikäkohtainen injektointiaineen menekki resepteittäin. Tiiviysluokissa AA ja A käytetään injektointityöhön tarkoitettuja, rakennuttajan hyväksymiä datarekisteröintilaitteita. Datarekisteröintiä käytettäessä ei raporttilomaketta tarvitse tehdä työn aikana, vaan se voidaan täyttää datatietojen perusteella myöhemmin. Luokassa AA toimitetaan injektointiraportin liitteenä dataporauslaitteen tiedonkeruujärjestelmän rekisteröimä toteutunut porauskaavio, luokissa A ja B piirustus, josta selviää injektointireikien paikka ja numerointi.

6 InfraRYL, päivitys / KM 6 Tiivistettävän kalliomassan lämpötilaa tarkkaillaan mittaamalla kallion pintalämpötilaa ja lämpötilaa kallioon poratuista rei istä. Kalliomassiivi on avoleikkausten ja tunnelisuuaukkojen kohdalla avoin ja jäähtyy kylmänä vuodenaikana sääolojen mukaan. Ennen louhintatöiden aloittamista injektoidaan tunnelisuuaukkojen alueet tunneliotsiin ja myöhemmin mahdollisesti rakennettaviin teräsbetonirakenteisiin liittyviltä osiltaan suunnitelma-asiakirjoissa osoitetussa laajuudessa Valmis injektointi Injektoitu rakennusosa täyttää suunnitellun tiiviysluokan vaatimukset Injektoinnin kelpoisuuden osoittaminen Injektoinnin aikana tehdään vähintään taulukossa 15100:T3 esitetyt laadunvalvontakokeet. Taulukko 15100:T3 Injektoinnin aikaiset laadunvalvontakokeet. Suspensiot (sementtipohjaiset) Mikrohienot suspensiot (d95 < 20 µm) Liuokset (kemialliset injektointiaineet) Laastit Tiheys Tiheys Tiheys Tiheys Marsh-viskositeetti Marsh-viskositeetti Geeliytymisaika Notkeus Sitoutumisaika Vedenerotus Sitoutumisaika Vedenerotus Tunkeuma 1) 1) Vain tiiviysluokissa AA, A ja B. Työnaikaisen laadunvalvonnan tiheys riippuu tiiviysluokasta, taulukko 15100:T4. Laadunvalvontakokeet tehdään ennen injektointityön aloitusta tai tiiviysluokassa AA ennen ensimmäistä injektointia kyseisellä reseptillä. Injektointia ei saa aloittaa ennen kuin laadunvalvontakokeiden tulokset täyttävät vaatimukset lukuun ottamatta vedenerotuskoetta. Tiiviysluokissa AA ja A mitataan kahdesta ensimmäisestä injektointikatkosta joka toisen reiän taipuma. Jos vaatimus ei täyty, tihennetään reikäväliä vastaavasti.

7 InfraRYL, päivitys / KM 7 Taulukko 15100:T4 Vaatimukset eri tiiviysluokissa. Vedenerotus < 1 % < 2 % < 5 % Suunnittelija määrittää Laadunvalvonta Kerran vuorossa jokaisesta injektointireseptistä Tiheys, Marsh-viskositeetti, vedenerottuminen SFS-EN Kerran injektointiviuhkasta Suodatinpumppukoe, kun d 95 < 20 µm kerran kuussa Sitoutuminen ns. kuppikokeella Tiheys, Marshviskositeetti Suunnittelija määrittää Tiiviyden toteaminen Kontrollointireiät (väh. 2 kpl), mittapadot ja poistoveden määrämittaus Mittapadot ja poistoveden määrämittaus Poistoveden määrämittaus Suunnittelija määrittää Tiiviysluokassa AA käytetään kontrollointireikiä, jotka porataan injektointireikien väliin niiden suuntaisina ja m lyhyempinä. Suunnittelija määrittää, mitä kokeita rei issä tehdään ja mitkä ovat hyväksymiskriteerit. Jos kriteerit eivät täyty, suunnittelija määrittää jatkotoimenpiteet. Jos muita ohjeita ei ole annettu, porataan uudet injektointireiät vanhojen reikien väliin niiden suuntaisina ja pituisina sekä uusitaan injektointi. Myös uusi injektointi tarkistetaan kontrollointirei illä. Tiiviysluokissa AA ja A käytetään mittapatoja. Lisäksi mitataan kalliotilaan tuleva vesimäärä poistovesilinjasta. Tiiviysluokassa B riittää kaikissa tapauksissa mittaus poistovesilinjasta. Luokassa AA mittaus on jatkuvaa ja myös tunneliin syötettävä vesimäärä mitataan. Avoleikkauksen ajoluiskan tai vastaavan kautta tulevan veden pääsy tunneliin estetään. Mittapatojen yhteydessä injektoidaan tunnelin pohja padon kohdalta, jotta vesi ei virtaa padon alitse. Mittapato- ja poistovesilinjamittauksissa otetaan huomioon kalliotilaan syötetty vesimäärä, kuten porauslaitteiden huuhteluvedet. Mittaukset tehdään joko työtauon, esimerkiksi viikonlopun, jälkeen tai kalliotilaan syötettävä vesimäärä mitataan. Kalliotilaan syötettävän vesimäärän mittaus edellyttää riittävän tarkkuuden saamiseksi jatkuvaa mittausta sekä syöttö- että poistolinjassa. Poistovesilinjan jatkuvassa mittauksessa tarvitaan poistoveden virtaaman mittaamiseen erityismittari, sillä poistovesi sisältää ns. porasoijaa Injektoinnin tekemisen ympäristövaikutukset Injektoinnin ympäristövaikutukset esitetään ympäristösuunnitelmassa. Injektoinnin ympäristövaikutuksia on esitetty esimerkiksi osoitteessa