CUPRINS:Cap.1 Generaliti ...............................................................04 Cap.2 Tehnologia cadru pentru execuia lucrrilor de forare i injectare prin metoda PRESETUP n terenuri eterogene ............................................................................10 2.1. Organizarea lucrrilor .........................................12 2.2. Tehnologia forare injectare ..............................13 2.3. Forarea ...............................................................13 2.4. Injectarea............................................................15 2.5. Reetele de suspensii pentru injectare i forare ...18 2.6. Tipuri de injecii...................................................21 2.7. Utilaje necesare pentru forare injectare ...........23 2.8. Materiale necesare .............................................24 Cap.3 Tehnologia pentru execuia injeciilor de consolidare precomprimare, simultan cu 4 plane alturate pe inel de 8 ml la galerii de aduciune ................................................26 3.1. Organizarea lucrrilor ......................................29 3.1.1. La suprafa.....................................................29 3.1.2. n subteran.......................................................31 3.1.3. Echiparea unei staii fixe de injecii ..................32 3.1.4. Echiparea cadrelor mobile de injecii ................34 3.2. Perforarea........................................................35-2-

3.3. 3.4. 3.5.

Probele iniiale cu ap......................................37 Injectarea propiu zis ....................................38 Tipuri de injecii ................................................40

3.6. inerea sub presiune ........................................42 3.7. Tratarea zonelor cu infiltraii ..............................44 3.8. Diagramele de injecii........................................45 3.9. Montajul materialelor de injecii .........................46 3.10. Controlul lucrrilor de injecii .............................48 3.11. Materiale necesare ..........................................50 Cap.4 Galerii sub presiune ................................................52 4.1. Consideraii asupra ncrcrilor i asupra dimensionrii cptuelii galeriilor sub presiune...53 4.2. Tipuri de cptueli folosite galeriile sub presiune ..........................................................................59 4.3. Calculul cptuelilor simple .................................61 4.4. Consideraii finale n legtur cu calculele statice ale cptuelilor galeriilor sub presiune .....65 Cap.5 Msuri de protecie a muncii ...................................67 Cap.6 Fore de munc ........................................................71 Cap.7 Concluzii i atenionri ............................................73

-3-

CAPITOLUL 1Generaliti

-4-

(precomprimarea, dislocarea). Pe msura creterii performanelor tehnice ale uvrajelor, lucrrile de injecii au devenit mai complexe necesitnd o tehnicitate i o dotare deosebit. n condiiile n actuale de execuie a galeriilor de aduciuni principale, care lucreaz sub presiune, ale obiectelor hidroenergetice, trebuie inut cont de noile tehnologii de execuie la excavare i betonare, de ritmurile de execuie i de economii de materiale pentru ca lucrarea s fie fiabil. n acest context, la ora actual, tratamentele prin injecii ale galeriilor sunt absolut necesare. Tehnica injeciilor la galerii, pe plan mondial, a fost studiat i aplicat pe plan industrial n Italia n anii 1946-1948. n ara noastr, respectiv n T.A.G.C.H. a fost aplicat la lucrrile hidroenergetice ncepnd cu 1962, la scar industrial, cu un caracter tehnic studiat de I.S.P.H. i reflectat apoi n toate proiectele de execuie. n general, n spatele cmuielii de beton a galeriilor de aduciune sub presiune sunt exercitate urmtoarele tipuri de injecii: 1. Injecii de umplere, ce se execut n bolta galeriei prin guri perforate i prin care se injecteaz sub presiune mortare preparate dintr-un amestec de ciment nisip - ap. Acestea au ca scop umplerea spaiului rmas de la betonare ntre roc i cmuiala de beton. Este absolut necesar aceast injectare deoarece se va realiza un contact intim ntre roc i cmuiala de beton astfel nct betonul i roca s conlucreze n vederea prelurii eforturilor din interior spre exterior, cnd galeria este sub presiune sau din exterior spre interior din cauza mpingerii masivului spre roc. Marca-5-

L

ucrrile de injectare au nsoit de la nceput toate construciile inginereti din hidroenergetica romneasc, avnd ca principale scopuri: etanarea, consolidarea sau scopuri speciale

mortarului de injecii va fi de M-100 la 28 zile. Injeciile se vor executa cu pompe de mortar sau de beton la presiunea de 3-6 atm. Injeciile de umplere se vor executa la maxim 30 zile de la betonare i pot ncepe de chiar de la decofrare. Cu ct pauza ntre betonare i injeciile de umplere va fi mai mic, cu att rezultatul va fi mai bun deoarece prizele se vor face aproape concomitent. 2. Injeciile de consolidare au ca scop mbuntirea caracteristicilor

fizico mecanice ale rocilor n sectorul de la marginea galeriei. Ele sunt executate cu o suspensie din lapte de ciment injectat la presiuni ntre 12-25 atm. 3. Injeciile de consolidare precomprimare, care fac obiectul acestei

tehnologii au ca scop: - completarea legturii ntre beton i roc - mbuntirea caracteristicilor fizico mecanice ale rocilor n special ridicarea modului de elasticitate i a rezistenei la compresiune; - s realizeze o impermeabilitate a rocii eliminndu-se posibilitatea circulaiei de ape sub presiune n extradosul cmuielii de beton. - i n final realizarea unei precomprimri a inelului de beton care va duce la dimensiunea grosimii acestuia prin proiectare. Injeciile de consolidare precomprimare comport 3 faze distincte de execuie: - Pregtirea forajelor pentru injectare i proba iniial de ap; - Injectarea propiu-zis cu suspensii de lapte de ciment de diverse consistene, n funcie de absorbii pn la presiunea de refuz; - i inerea sub presiune a inelului injectat cu lapte de ciment de consistena redus (1:10) la presiunea constant la valoarea de refuz.

-6-

n proiectele de execuie, n urma studiilor de teren i a releveelor geologice de la excavare, se va fixa n funcie d calitatea roci, execuia lucrrilor de injecii pentru consolidare precomprimare n faz unic sau n dou faze. n cazul n care aduciunea traverseaz roca cu un coeficient Protodiaconov de 1-3 injectarea se execut n general n dou faze: de consolidare i de consolidare precomprimare. Aceasta deoarece modulul de elasticitate a rocilor este mic (20000-40000 kg/cmp) i efectul de precomprimare asupra cmuielii de beton nu se va putea realiza deoarece eforturile de la inerea de sub presiune vor fi preluate de roc i nu de beton. n acest caz este necesar o consolidare prealabil a masivului de roc prin injectarea n guri mai scurte i presiuni cu cca. 25% mai mici dect cele din faza a doua. Dup un interval de 45 de zile se va executa faza a doua de consolidare precomprimare reperforndu-se forajele inelului care se va injecta la refuz la presiunile nominale i cu inerea sub presiune. Dac coeficientul Protodiaconov, este ridicat, deci i un modul de elasticitate bun, se pot executa injeciile de consolidare precomprimare n faz unic, dup execuia injeciilor de umplere la un interval de 90 zile cnd att betonul ct i mortarul au ajuns la cca. 90% din marc. Precomprimarea se realizeaz prin inerea sub presiune a ntregului inel de injectare astfel nct un tronson de galerie de 8-12 ml este supus integral i simultan la precomprimare. Durata de inere sub presiune este n funcie de priza suspensie, considernd c aceasta va trebui s fac priza sub presiune pentru ca efectul de precomprimare s fie remanent. Durata este cuprins ntre 12 i 24 de ore i este precizat prin proiectele de execuie n funcie de calitatea cimentului, a betonului, caracteristicile fizico mecanice ale rocilor diametrul galeriei i grosimea cmuielii de beton.-7-

Spre deosebire de injeciile de legtur i consolidare care se execut n flux continuu (inel dup inel), injeciile de consolidare precomprimare se execut n inele campioane i inele de nchidere (unul da, unul nu), aceasta pentru ca efectul de precomprimare s fie ct mai eficace i limitat pe tronsoane de galerie (8-12 ml). La nceputul activitii, n T.A.G.C.H. tehnologia de injectare pentru consolidare precomprimare executat la galeriile de aduciune sub presiune da la Arge, Lotru, Some, avea un caracter mai complicat. Galeria era mprit n inele de injectare de 12 ml (indiferent de lungimea inelelor de betonare). La rndul lor inelele erau mprite n 6 plane de injecii cu cte 8-10 foraje perforate radial, cu lungimi variind ntre 2,0 i 2,50. Planele erau numerotate A.B.C.D.E.F. Se ncepe cu perforarea, injectarea i inerea sub presiune a planelor A,C,E din inelul cu numr impar, apoi perforarea, injectarea i inerea sub presiune a planelor B,D,F, i se trece la urmtorul inel impar (campion). Dup execuia a 45 inele campioane se trece la execuia inelelor de nchidere (cu numere pare) n aceeai tehnologie. Staiile de injecii erau fixe i se executau 4-5 inele n amonte i 4-5 inele n aval i alimentarea lor se fcea cu ciment n saci. n cadrul inelului turul i returul furtunelor de injecie erau legate la distribuitoare centrale spre planele de injecie. Se utilizau packere cu circulaie reversibil. n aceast tehnologie s-a realizat la nceput la Arge i la Lotru un ritm de 60 de ml de galerie injectat pe lun de o staie fix (echipat cu o pomp Hny i un, malaxor), iar la Some 90 ml galerie injectat pe lun i staie (echipat cu a doua pomp). n final aceast tehnologie a fost mbuntit prin modernizare, utilizndu-se cadre mobile de injectare pe care sunt montate pompele de injecii-8-

i malaxoarele i cuvele pentru stocarea cimentului. Practic n aceste condiii de mobilitate, raza de aciune a cadrului este nelimitat, el poate reveni cu uurin la injectarea inelelor de nchidere (pare) sau la control. Modernizarea prin amplasarea utilajelor pe cadru a fost posibil datorit existenei celei de a doua linie de C.F.I. de pe galerie folosit de cadrele de betonare. Modernizarea va putea merge mai departe realizndu-se cadre mobile de perforare. Bineneles c acolo unde diametrul galeriei este mic i nu se vor putea monta cadrele mobile de injecie se va lucra cu staii fixe, care n noua tehnologie vor putea aciona 60-80 m amonte i aval de staie. Cadrele mobile sunt la fel concepute ca pe sub ele s se poat executa n continuare transportul n subteran (L.D.M. cu vagoane V.S.A.9 pentru excavaii sau V.S.A.5 pentru betonare sau injecii de umplere). De remarcat c la galeria de aduciune de la H.C. Clbucet n noua tehnologie cu cadre mobile (n zonele unde absorbia a fost sub 1 t ciment/ml galerie) au fost realizate ritmuri de cca 400 ml galerie pe lun echipe calificare, practic cu acelai consum de for munc ca i n vechea tehnologie.

-9-

CAPITOLUL 2Tehnologia cadru pentru execuia lucrrilor de forare i injectare prin metoda Presetup n terenuri eterogene

- 10 -

care execuia forajului constituie o problem datorit greutilor ntmpinate la meninerea gurii forate i imposibilitatea plasrii n gaura forat a unui obturator (packer). Terenurile forate fiind necoezive tehnologiile clasice de forare sunt greoaie costisitoare i dureaz mult. Prin aceast tehnologie se evit drmarea pereilor forajului pe sculele de foraj prin injectarea simultan cu forarea terenurilor. Injectarea se face descendent prin prjinile de foraj cu ajutorul unei presetupe montat la suprafa pe tubajul de ghidaj (vezi anexa 1). n aceste condiii drmarea pereilor este nlturat deoarece pe msur ce forajul avanseaz terenurile sunt injectate i consolidate. n aceast tehnologie nu este posibil prelevarea de carote (terenuri necoezive) datorit simplificrii schemelor de foraj, respectiv eliminarea tubului carotier i a frezei i nlocuirea acestora cu o botang astfel ca garnitura de foraj s fie lis i la acelai diametru. Tehnologia se aplic la executarea voalurilor de etanare sub baraje fundate pe terenuri eterogene necoezive sau la voaluri de larg sub digurile lucrrilor i complectarea prin injectare a lucrrilor de etanare la perei continui. Proiectul de execuie sau prescripiile tehnice vor prevedea pasul forajelor, ecartul ntre irurile de foraje, etapele de execuie (3 pentru aceste tipuri de lucrri) i adncimea forajelor n general ncastrate n rocile impermeabile din fundaie). n aceast tehnologie fluidul de foraj pentru circulaie este nlocuit cu suspensia de injectare. Detritusul rezultat de la forare, care are un volum foarte- 11 -

P

rezenta tehnologie se refer la execuia lucrrilor de injectare simultan cu forarea n terenuri eterogene necoezive aluvionare deluviale, roci foarte alterate i se gsesc sub nivelul freatic, n

mic datorit sculei de foraj (botang) nu mai este eliminat la suprafa i este mpins n golurile existente n teren de suspensia injectat sub presiune. Suspensiile injectate sunt n general de tipul stabil, formate dintr-un amestec de argile ciment bentonit i aditivi (silicat de sodiu, sod calcinat, etc.)

2.1.Organizarea lucrrilor

Suprafeele de pe care se vor executa forajele vor fi nivelate cu buldozer sau autograder u cu accese corespunztore pentru transportul i mutarea instalaiilor de foraj i a pompelor de injecii. Este de dorit ca suprafaa aferent irurilor de foraje s fie betonat cu o sap de beton de cca. 20 cm grosime care s constituie o suprafa de lucru curat i totodat un capac etan pentru evitarea resurgenelor la suprafa a suspensiei injectate. Locaiile forajelor se vor picheta cu topometrul conform proiectului de execuie. Atacarea lucrrilor de foraje i injecii se va face etapizat pe iruri i foraje conform prescripiilor tehnice din proiect. Chiar dac nu sunt prevzute etape de execuie, pentru o bun calitate a lucrrilor de injecii este necesar executarea acestora n 3 etape prin njumtirea distanelor dintre foraje. Dac pasul forajelor este de 1,5 m se va ataca prima etap la 6,0 m foraj de foraj apoi etapa a 2-a la 3,0 m i n final etapa a 3-a la 1,5 m. Trecerea de la o etap la alta nu se va face dect dac forajele adiacente etapei premergtoare sunt injectate pn la cota proiectat.

- 12 -

2.2. Tehnologia de forare injectare

Dup pichetarea locaiilor forajelor i amplasarea instalaiei de foraj, se execut cu tub de carotaj scurt de 0,60 m i 76 mm un foraj de cca. 1,5 m n care se va introduce un tub de ghidaj l = 1,8 m care va avea la partea superioar (deasupra terenului) filet ptrat interior sau flane sudat pentru montarea presetupei. Tubajul se cimenteaz cu lapte de ciment de 1:1 sau 1:0,5. Se va lsa n priz minim 24 de ore pentru ntrire dup care se va monta presetupe ( pe flane sau filetat). Pe prjina de antrenare se va nfileta botanga i se va introduce prin presetup i se va fora cimentul din interiorul tubului de ghidaj (dac exist) pn la talpa tubului de ghidaj. Se va desfileta piulia de strngere a presetupei, se va introduce nur cu cnep cu seu (n spiral) n lcaul presetupei i se va strnge apoi piulia fr a fora garnitura.

2.3.Forarea

Instalaia de foraj este pregtit pentru forare injectare. Se va pregti n malaxor suspensie (vezi capitolul urmtor). La refularea pompei de injecie, dup domul de echilibrare a presiunii se va lega un furtun de 32 mm armat care va continua cu eav de 1'' cu holendere pn la instalaia de foraj, apoi cu furtun de 32 mm armat se va racorda la capul hidraulic montat pe prjina de antrenare.- 13 -

De la tuul de refulare al presetupei se va lega un furtun de 32 mm armat cu eav de 1'' cu holendere pentru returul suspensiei n surplus la malaxor. Pe tuul de retur de la presetup se va monta o plosc de protecie cu ulei i un manometru de 0-16 sau 0-25 bari n funcie de presiunea maxim de injectare Dup terminarea acestui montaj se va face o prob cu ap pentru verificarea etanrii i continuitii instalaiei. Se va cupla maneta de viteze a instalaiei de foraj la treapta ncet i se va ncepe rotirea prjinii de antrenare. Pompa de injecie va fi pornit i se va pompa suspensie n instalaie, cu caneaua de retur deschis. n momentul n care apare suspensia retur malaxor se va nchide caneaua pn cnd presiunea de foraj va crete la 1,0-1,5 bari dup care va ncepe avansarea prjinii de antrenare, deci forarea propriu-zis. n cazul n care va comunica suspensie pe la presetup pe lng prjin, se va strnge piulia pentru presarea garniturii de cnep sau seu. Controlnd n permanen presiunea de la manometru de pe presetup i returul la malaxor se va continua operaia de forare prin rotirea i avansarea prjinii de antrenare. n momentul n care se constat o scdere a presiunii la manometrul presetupei se pot ntmpla dou evenimente: - Dac manometrul de la pompa de injecii are i el presiunea sczut sub cea propus pentru injectare nseamn c exist pierdere de suspensie n teren i se va nchide ncet caneaua de la refularea presetupei pn cnd se obine din nou presiunea de injectare. Dac presiunea nu crete se va opri forajul i se va injecta pn la creterea presiunii (cu caneaua nchis) i obinerea refuzului dup care se va relua forarea. - Dac presiunea de la manometru presetupei scade i presiunea de la manometru pompei crete, nseamn c botanga s-a nfundat. Se vor- 14 -

face manevre sus jos pn la desfundare i echilibrarea presiunilor. Dac aceste nfundturi sunt dese nseamn c avansul la forare este prea mare. Pe msura avansrii forajului se vor aduga, dup necesiti, prjini de avansare sau prjini ntregi pentru completarea garniturii de foraj. La fiecare foraj nou se va controla botanga, se va reascui sau schimba dup caz. n timpul forrii rotirea se va face la treapta ncet i cu avansare mic pentru a se evita nfundarea la botang i efectuarea injectrii n regim lent i continuu fr dozri . Se vor observa continuu ambele manometre care vor indica regimul de injectare forare. Dup ce se ajunge cu forajul la cota proiectat se extrag prjinile de foraj i se completeaz forajul cu lapte de ciment gros pn la gur. Instalaia de foraj se va muta prin ripare, pe forajul urmtor.

2.4. Injectarea

Cum s-a vzut mai sus injectarea se efectueaz simultan cu procesul de forare. n condiiile terenurilor aluvionare, care au regim torenial de depunere deci o stratificaie foarte eterogen mergnd de la argile, nisipuri i pietriuri pn la bolovani, permeabilitatea pe vertical este foarte variat. n aceast situaie refuzul injectrii este condiionat fie prin obinerea presiunii maxime de- 15 -

injectare pentru adncimea respectiv cu absorbie nul, fie prin injectarea unui volum de suspensie stabilit, n funcie de indicele de goluri din masa terenului, la o presiune mai mic dect cea de refuz. Suspensia care se va pregti pentru injectare se face n funcie de materialele ce au fost strbtute de foraj. Din acest motiv cunoaterea profilului litologic al forajului este absolut necesar. Vom stabili 3 categorii de materiale ntlnite la foraj ce vor fi injectate: - nisipuri cu pietriuri mrunte - pietriuri grosiere cu nisip - pietriuri cu bolovani n funcie de acestea vom folosi 3 tipuri de suspensii n ordinea criteriului de mai sus i anume: - suspensie instabil de lapte de ciment de diverse consistene (1:10 ; 1:0,5 ciment, ap n greutate); - suspensie stabil format dintr-un amestec de argil bentonit, ciment i silicat de sodiu; - suspensie format din mortare cu nisip ap ciment; Succesiunea de suspensii este logic n funcie de volumul golurilor existent n materiale ce se vor injecta. Schimbarea suspensiilor se va face i n funcie de etapa forajului i anume: dac n etapa anterioar (exemplul I-a) s-au injectat suspensii de mortare n etapa urmtoare (a II-a) pe acelai orizont se vor injecta suspensii din amestec de argil ciment bentonit; dac n etapa anterioar s-a injectat suspensie din amestec de ciment argil bentonit n etapa urmtoare pentru acelai orizont se va injecta suspensie de lapte de ciment .a.m.d. n general de la o etap la alta, cnd materialele ce se injecteaz au caracter omogen i stratul are continuitate de la un foraj la altul, absorbia de- 16 -

suspensie pn la refuz va scdea cu 20% 30%, astfel nct teoretic n etapa a III-a pierderile trebuie s fie foarte mici. Acest caz n practic este greu de ntlnit deoarece depunerile aluvionare au caracter torenial, prezentnd orizonturi ntrerupte sau lentile de depuneri cu litologii diferite. n cazul n care volumul golurilor este relativ mare n stratul aluvionar ce se va injecta (pietriuri sau bolovniuri), la etapa I-a i a II-a, injectarea nu se va putea efectua la presiunea de refuz, se va face o umplere a golurilor existente ntr-un cilindru ipotetic, n jurul forajului, care s fie secant cu forajul etapei urmtoare. De exemplu, dac se va lua un indice de goluri de 25% (ceea ce este relativ mare i acoperitor) volumul de suspensie ce se va injecta 1 ml. de foraj cu o raz de influen de 2 m va fi urmtorul: V = 2,02 3,14 1,0 = 12,56 mc 25% = 3,14 mc suspensie Se va aplica acest procedeu deoarece nu suntem interesai ca injectarea s aib o raz de influen mai mare dect distana ntre dou foraje. n orizonturile n care poate obine presiunea se va injecta pn la presiunea de refuz. Odat stabilit tipul de suspensie ce se va injecta, dup criteriile de mai sus, se va prepara n etajul superior al malaxorului sau n primul malaxor Ciclon, suspensia care se va malaxa 5 minute pentru omogenizare apoi se va transfera n etajul inferior sau al doilea malaxor Ciclon n vederea prelurii de ctre pompa de mortar.

- 17 -

2.5.Reetele de suspensii pentru injectare i presiuni

Se dau mai jos 3 reete uzuale care au fost folosite. Ordinea materialelor de adaos din reet este i ordinea ce se va respecta la introducerea n malaxor. ST 13 pentru 1 mc de suspensie - ap - argil - sod calcinat - trasgel - ciment - silicat de sodiu 740 l 540 l 6 kg 58 kg 135 kg 8l

Dup introducerea argilei se va atepta omogenizarea, prin malaxare, i apoi se vor introduce pe rnd i celelalte materiale n raii mici. AD 1:3 - ap - ciment - trasgel - silicat de sodiu AD 1:1 pentru 1 mc de suspensie 720 l 333 kg 16 kg 8l 570 l 500 l 25 kg 8l

Cimentul se va introduce n raii mici n funcie de omogenizarea.

- 18 -

Dac antierul dispune de o argil prfoas slab nisipoas i care se disperseaz uor n ap, este indicat a se folosi suspensia ST 13 care are cea mai bun stabilitate. Pentru zone n care permeabilitatea este relativ mic se va utiliza reeta AD 1:3. Pentru zone de permeabilitate mare reeta AD 1:1. n cazul n care se vor ntlni (la zona de contact n general) bolovani mari cu pietri cu o permeabilitate foarte mare se vor utiliza la injectare mortare de ciment nisip ap n proporie de 1:1:1, 1:2:1, 1:3:1 n greutate. Nisipul va fi de preferin de ru cu granul pn la 2 mm. Se va utiliza sod calcinat ca pulbere. Silicatul de sodiu va fi de tip SD industrial cu un modul de 3,0-3,2 i 38 Baume. La lucrrile n timp de iarn, silicatul va fi diluat cu ap cald ntr-o proporie convenabil. Adaosul de ap pentru diluare se va scdea din apa de amestec a suspensiei. Timpul de utilizare a unei arje de suspensie va fi maxim 4 ore de la preparare. Presiunea de injectare a suspensiei va trebui s fie cel puin egal cu coloana de ap ce exist n foraj pentru a putea penetra n golurile existente din aluviuni. innd seama de faptul c forajul este executat la limita superioar pnzei freatice se poate considera coloana de foraj plin, astfel de la cota 0 este necesar o presiune de injectare pentru depirea pierderilor de sarcin din strat. Se va aplica formula: n care: P max este presiunea maxim de injectare h este adncimea la care se injecteaz- 19 -

Pmax = h k

k este coeficient de corecie k este n funcie de nlimea apei n lacul de acumulare n punctul unde se injecteaz de vscozitatea i greutatea specific a suspensiei i de capacitatea de absorbie a stratului ce se injecteaz. El este cuprins ntre 0,75 i 2. n condiiile digurilor i aluviunilor la lucrrile noastre se poate lua un k ntre 1 i 1,5. Se va lua 1 pentru aluviuni mai puin permeabile i suspensii fluide i 1,5 pentru aluviuni permeabile i suspensii groase mortare. Presiunea minim va fi de 3 atm la suprafa pentru primii 5 m i de maxim 15 atm indiferent dac adncimea este mai mare i presiunea dup formul va crete. Presiunea de injectare va fi completat i de greutatea specific a suspensiei. Treptele de presiune se vor stabili pentru trane de 2 m, astfel:

Adncimea de injectare0,5 m 5-7 m 7-9 m 9-11 m 11-13 m 13-15 m 15-pn la cota final

presiunea de injectare3 atm 5 atm 7 atm 9 atm 11 atm 13 atm 15 atm

Pe parcursul injectrii se va ntocmi diagrama de absorbie a forajului n care se vor trece msurtorile de volume de suspensiei cu cantitile preparate i diverse observaii, cu privire la injectare. n partea dreapt a diagramei se vor trece valorile scriptice iar n partea stng se va trece reprezentarea grafic a- 20 -

presiunilor i absorbiilor. Citirile se vor face din 5 n 5 minute iar tronsoanele (tranele), n funcie de pierderi, de la 0,33 la 2,0 m. Diagramele cor fi semnate de injectorul ef, maistrul de foraje i injecii i inginer.

2.6.Tipuri de injecii

S-au aplicat n cea mai mare msur la baraje cu urmtoarele scopuri: injecii de legtur i consolidare pentru asigurarea contactului ntre beton i roc la ploturile barajului de beton i mbuntirea caracteristicilor mecanice al rocii de fundare n zona activ. Se execut prin injectarea de suspensii fluide, ciment ap cu dozaj 1:21:10 n foraje de 59 76 mm cu adncimea de 6-15 m n funcie de tectonica i tipul de formaiune geologic. Tehnica de forare i injectare se alege dup capacitatea de meninere a forajului, aplicndu-se injectarea ascenden n roci bune i injectarea descendent pe tronsoane de 5 m, n roci slabe pe tronsoane de 0,5-2,00 m. Presiunea de injectare este variabil n funcie de acoperirea tronsonului injectat. Se utilizeaz pompe de injecii cu membran tip Hnny cu presiuni de 40-80 at. a) Injecii de voal: pentru realizarea unui voal de etanare ce continu pe adncime frontul de reinerea apei racordndu-se constructiv cu elementele impermeabile ale uvrajelui.

- 21 -

Se execut prin injectarea de suspensii fluide ciment ap cu dozaje 1:3-1:10 i adaosuri de bentonit sau accelerator de priz n foraje 59-76 mm adncimi de 50-150 m, n funcie de condiiile geologice i nlimea barajului. Utilajul i tehnica de forare i injectare este identic cu cea a injeciilor de legtur i consolidare. Poziia voalului este diferit funcie de tipul barajului n aval de acesta prevzndu-se o reea de foraje de drenaj. b) Injecii n rosturile barajelor:(vezi fig.1) pentru realizarea monolitizrii ploturilor dup consumarea deformaiilor din rcire i contracie. Se execut prin injectarea de suspensii ciment ap cu dozajele 1:21:10 n rampe cu manete dispuse n rosturile verticale la betonarea ploturilor. Injectarea se execut dup perioada rece pe rosturile barajului i pe cmpuri n cadrul unei rampe. Pentru injectare se folosesc pompe de membran tip Hnny cu presiunea de 40 at. c) Injecii de control: pentru verificarea eficienei injeciilor executate i stabilirea unor etape suplimentare. Se execut prin injectare de ap sau suspensie ciment ap 1:10 n regim de presiune impus i determinarea absorbiei realizate n funcie de care apreciaz rezultatele injectrii

- 22 -

2.7. Utilaje necesare pentru forare injectare

Forajul se va executa cu instalaii rotativ hidraulice de tip SG 150 pe asiu sanie i turla uoar (trepied sau mastul instalaiei) confecionate la atelierele ACH. Arge. Prepararea suspensiei de circulaie i injecie se a face n malaxoare etajate de 2 300, 2 500 sau 2 malaxoare ciclon n serie, n funcie de dotarea brigzii. De preferat sunt malaxoare ciclon cu care se prepar o suspensie mai malaxat deci mai omogen. Se va utiliza pompa de injecie de tip Hnny acionat cu aer comprimat sau pompe de mortar tip Aversa, 6 Martie, Steinach, etc. tot n funcie de dotarea brigzii. Fiecare instalaie de foraj va avea pentru deservire o staie de injectare (malaxor + pomp). Aceast echipare paralel este impus de tehnologie, deoarece forarea se execut simultan cu injectarea. Staia de injecii va fi amplasat ca s acopere un numr de foraje dar nu mai departe de 50 m de la staie la ultimul foraj (dreapta i stnga) astfel nct s acopere un front de cca. 100 m. n funcie de volumul de lucrri i timpul disponibil de execuie din program se va dota punctul de lucru cu instalaii de foraj i staii de injecii considernd ca n aceast tehnologie ritmul de lucru, forare + injectare + pauze tehnologice este de cca. 120 ml/lun instalaie foraj injectat.

- 23 -

2.8. Materiale necesare

Pentru execuia forajului, instalaia SG 150 va fi dotat cu prjini de 400 m (lise cu muf n corp i nipluri cep cep) cu o cantitate care s acopere adncimea proiectat a forajului plus 2-3 prjini cu nipluri de rezerv i 2-3 de avansare (1 = 0,6 1,5 m) cu nipluri. Fiecare instalaie de foraj va avea cte 2-3 buci de botang armate cu widia (vezi fig.2). Pentru confecionare acestora se va utiliza prjin veche de 40 mm. n lungime de 0,4-0,6 m care va avea la un capt muf filetat pentru cepul niplului. La cellalt capt se vor practica la frez 4 liuri n cruce. liurile vor avea adncimea pe generatoarea prjinii, de 12 mm cu o lime de 8 mm. Cele 4 liuri vor constitui lcaele n care se vor insera pastilele widia octogonale de tip BK 8 G 153. Pastilele se vor amplasa astfel ca 2 buci (fa n fa) s aib o degajare spre exterior de 2-3 mm iar celelalte 2 buci o degajare spre interior de 2-3 mm. Fixarea provizorie a pastilelor n li se va face prin chernruire n parte frontal a botangi. Se va trece la sudarea cu srm de alam a pastilelor de botang. Pentru aceast operaie att corpul ct i pastilele vor fi degresate; temperatura de sudur nu va depi 900 C i se va face cu flacr cu exces de acetilen pentru a nu deteriora calitile pastilei widia. Rcirea se va face lent pentru a nu provoca microfisuri n pastilele widia. Staia de injecii va fi dotat cu furtune pentru ap i aer comprimat de la surs pn la staia de injecii u cu eav de 1'' mbinat n holendere pentru transportul suspensiei tur retur de la staie la forajul ce se injecteaz. Legtura la staie i la instalaia de foraj de la eava de 1'' se va face cu furtun armat de - 24 -

32 mm mbinat la fel prin holendere. Sunt necesare 4 buci de furtune de circa 67 ml. n vederea forajului simultan cu injectarea pentru fiecare instalaie de forat se va confeciona cte o presetup conform schiei din anexa 2. Fixarea presetupei pe tubul de ghidaj se va face pe flane sau cu filet ptrat muf pe tub i cep pe presetup). Presetupa va fi echipat cu o plosc de protecie cu ulei pentru manometru i cu manometru. Se va avea n vedere c garnitura de cnep cu seu a presetupei are uzur mare, schimbarea ei se va face foarte des. Prjinile de foraj care trec prin garnitura presetupei vor trebui s fie lise, curate, fr rizuri de la cleti cu lan sau bacuri, etc. pentru a realiza o bun etanare a presetupei pe prjina de foraj n timpul rotirii i avansrii acesteia. Echipa va fi dotat cu scule de lucru necesare, ca cleti cu lan de 1-2, cleti cordon de 40 mm, chei mecanice, chei pentru holendere, patent, ciocan urubelni, etc.

- 25 -

CAPITOLUL 3Tehnologia de execuie a injeciilor de consolidare precomprimare cu 4 plane alturate pe inel de 8 m.

- 26 -

P

entru ambele tipuri de staii de injecii, fixe sau pe cadrele mobile de injecii, tehnologia de execuie a injeciilor de consolidare precomprimare va fi aceeai:

Se va organiza n avans perforarea forajelor din planele inelelor campion

(cu nr. impar) (vezi anexa 2). Pe un inel se va ncepe efectuarea probelor iniial cu ap. Se vor marca forajele care au pierderi mari i acestea se vor injecta la nceput, singular sau pe grupe pn la jumtate din presiunea de refuz. Se vor cupla apoi restul de foraje ale celor patru plane (A,B,C,D,) ale inelului. Se va efectua injectarea simultan la diverse consistene n funcie de absorbii pn la presiunea de refuz prescris, apoi se va dilua suspensia la 1:10 i se va trece inelul la pompa de inere sub presiune. Att injectarea ct i inerea sub presiune se va face cu circulaie (excepie fcnd gurile singulare cu pierderi mari). Dup terminarea intervalului de inere sub presiune instalaia se va spla i demonta. n perioada de inere sub presiune cu pompa liber se va face la controlul iniial cu ap pe inelul campion urmtor i continuarea injecie ca mai sus inerea sub presiune. Ciclograma pentru injeciile de consolidare precomprimare inel cu 4 planeOp. Timp Proba de ap cu pompa nr.1montare Injectare guri cu pierderi maripompa nr.1 Cuplarea tuturor gurilor i obinerea refuz pompa nr.1 inere sub presiune pompa nr. 2 la inel 1 Prob de ap la inel 2 cu pompa nr. 1 + setul 2 de pakere Injectare guri cu pierderi mari inel 2 pompa nr.1 Cuplarea tuturor gurilor i obinerea refuz inel 2 pompa nr.1

inerea sub presiune cu pompa nr.2 mpreun cu inel 1

1 2 3 4 5 6 7

Ziua 1

- 27 -

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 . . . 24

Ziua 2

ORA

Dup efectuarea injeciilor la un grup de 3-5 inele campion se va trece la perforarea inelelor de nchidere (numere pare i injectarea acestora dar nu mai nainte de 72 ore, de la terminarea inerii sub presiune a ultimului inel adiacent. Vom lua n continuare, tratarea acestei tehnologii n condiiile unei galerii cu un diametru de 3,5-4,0 m. Cum s-a precizat la nceput, diferenele provocate de diametrul galeriei se rsfrng, n general, asupra numrului de foraje pe plan, lungimea lor i eventual presiunea de injectare i durata de inere. Aceste diferene nu vor modifica tehnologia de execuie a injeciilor de consolidare precomprimare.

- 28 -

3.1. Organizarea lucrrilor

n vederea atacrii lucrrilor propiu-zise de injecii pe galerie. n funcie de condiiile de pe galerie se vor stabili numrul de cadre mobile pentru injecii cel de staii fixe. Pentru o echip calificat, care a mai executat lucrri de consolidare precomprimare se poate lua n medie un ritm 150-200 ml galerie/lun pentru o staie fix i de 250-3650 ml galerie/lun pentru un cadru mobil de injecii. Pentru stabilirea ritmului i a organizrii este necesar ntocmirea unui profil sinoptic al galeriei n care se vor trece, dup releveele geologice de la excavaii (dup kilometraj) coeficienii Protodiaconov, zonele cu prucuri i accidente geologice, infiltraiile, caracterul lor i alte fenomene ce au fost constatate la excavaie sau betonare. n final acest profil va fi completat cu absorbiile specifice de ciment pentru corelarea acestora cu masivul injectat. n zonele cu coeficieni mici (1-3) i dislocri sau fisuri puternice ritmul va fi mai sczut, chiar pn la jumtate (din cauza consumului de ciment) fa de zonele unde roca este sntoas.

3.1.1.La suprafa pe platform de acces (hald)

Pentru depozitarea cimentului vrac se va monta un siloz de 50 t lng linia C.F.L. sau nclecat pe aceasta, care va avea partea inferioar un ubr de- 29 -

descrcare cu filet i manivel pentru manevrare i o mnec din prelat care va ajunge pn la cuva de ciment de pe vagonet pentru evitarea prafului la descrcare. ncrcarea cimentului n siloz se va face direct din autocisterna de ciment sau dac se transport cimentul cu crbui, va exista un buncr de descrcare al acestora i un elevator pneumatic sau recipient tampon care va ncrca silozul. Se va prevedea lng linia C.F.I. i un opron pentru depozitarea cimentului n saci, cu o capacitate de 20-25 t. Pe platform va exista un atelier mecanic pentru intervenii echipat cu un strung, main de gurit, menghin, truse de chei mecanice, aparat de sudur electric i autogen, etc. O barc pentru depozitul tampon de materiale: burghie, capete detaabile, furtune, packere, fitinguri, eav, lopei, cutii de dozare, ulei hidraulic, ulei motor, motorin, etc. Un birou pentru personalul de supraveghere (maitri, ingineri) i personalul pentru prelucrarea diagramelor. Un vestiar pentru hainele muncitorilor cu usctorie pentru haine i o lmprie. Se vor amenaja minimum dou platforme, de aceleai dimensiuni, pe boghiuri, pentru transportul cuvelor de ciment n saci i transportul pompelor i malaxoarelor la montarea lor pe cadre sau staii fixe sau nlocuirea lor cnd vor necesita reparaii la atelier. Platformele vor avea la fiecare col, sudate patru ghidaje care vor intra n interiorul platformei cuvei. Ghidajele vor fi dimensionate i sudate astfel ca, cuva s fie centrat pe platforma vagonetului i s nu se mite n timpul transportului (gol sau plin) i s nu se agae n staiile fixe sau de picioarele cadrului mobil de injectare. Va exista n afar de cuvele de la fiecare cadru o cuv n plus care se va efectua transportul.- 30 -

Pentru alimentarea cu ciment n vrac la cadre, locomotiva va intra n galerie cu o platform vagonet goal n fa i cu o platform vagonet cu cuva de ciment n vrac ncrcat la siloz. Sub cadru se va plasa platforma goal de la cadru. Se va verifica dac a dac a intrat ntre ghidajele platformei. Se vor scoate bolurile de la cablurile de ridicare i locomotiva va aduce platforma cu cuva plin sub cadru. Se vor monta bolurile cu sigurane de la cable i se va ridica cuva plin cu ciment i se vor pune siguranele cadrului pe cuv. L.D.M.-ul va aduce afar o platform goal i o platform cu cuv goal. Operaia de transport se va repeta la fiecare cadru de injecie care a terminat cimentul. Dispecerul de hald va coordona transportul de ciment corela cu celelalte transporturi necesare pe galerie astfel ca, cadrele de injecii s nu stea fr ciment. Comanda de ciment pentru cadre se va face n momentul n care mai este ciment pentru prepararea a 1-2 malaxoare i n funcie de durata transportului, astfel ca lipsa de ciment s nu ntrerup injectarea care trebuie s aib continuitate.

3.1.2.n subteran

Galeria va fi marcat cu vopsea de ctre topometru, n inele de 8 ml i plane de injecii. Inelele se vor marca cu cifre la ambele capete (3/4-4/5-6/7) i planele cu litere (A,B,C,D). n biroul de supraveghere se va afia pe perete un profil al galeriei (cel sinoptic cu releveele geologice) cu mprirea pe inele i plane i numerotarea acestora. Acest profil va fi necesar pentru programarea amplasrii staiilor i carelor i mutarea acestora i urmrirea pe fiecare schimb a realizrii fizice.- 31 -

n galerie va exista coloane de ap curat sub presiune, aer comprimat i cablul de for pentru energie electric. De preferat pe un perete se vor monta coloanele de ap i aer i vis--vis cablul electric i iluminatul. Conductele de ap i aer vor avea sudate canale de 1''-2'' la distane de cca 50 m pentru racordarea staiilor de injecii i a perforatoarelor. Dimensionarea acestora, se va face n funcie de numrul de staii i maini de perforat ce vor exista pe galerie, la urmtoarele consumuri: - O pomp Hny consum aer 4 mc/mic. - Un malaxor tip Prigoana are un necesar de ap de 1 l/sec i energie electric de 5 kw. - Un cadru mobil de injecie necesit 7,5 kw. - Un perforator Tampella are un necesar de ap de 0,5 l/sec i aer 5 mc/min. Iluminarea galeriei se va face corespunztor normelor pe tronsonul pe care se lucreaz. Staiile fixe i cadrele mobile de injecie vor avea lmpi amplasate astfel ca pompele i malaxoarele s fie bine iluminate.

3.1.3.Echiparea unei staii fixe de injecii

n cazul n care datorit lipsei de linie C.F.I. sau diametre mici de galerie, pompele i malaxoarele se vor monta n staiile fixe. La amplasarea acestora se va ine cont c o staie va putea aciona 60-80 ml n amonte i aval deci 16-20 inele de injectare. Amplasarea se va face astfel ca pompele malaxoare s fie ntre planele de injecie a inelului.- 32 -

Se vor confeciona capre metalice (din deeuri de fier profilat) lungi de cca 2 m cu o lime convenabil pentru fixarea pompei i malaxorului, mulate de peretele galeriei i distane cu cca 5 cm fa de gabaritele maxime ale mijloacelor de transport (V.S.A.9, V.A.M.5, platforme cu cuve de ciment, etc). nlimea acestora va fi la nivelul platformelor de transport pentru ca riparea utilajelor de pe platform pe capre sau invers s se fac cu uurin. Caprele vor fi podite cu dulapi. Se vor bate, guri perforate de 20-25 cm, ancore verticale pe radier la picioarele caprelor i orizontale la nivelul podinei. Caprele vor fi solidarizate prin legare cu srm de aceste ancore. Caprele i podina vor fi modulate pentru o mai uoar manevrare i mutare. Vis--vis de malaxoare se vor monta capre podite pentru stocarea sacilor de ciment cu o capacitate de 5-6 t sau dac alimentarea se va face cu ciment n vrac , se vor confeciona cuve metalice cu capacitate de cca 2 tone (2-3 buc pentru o staie), ce se vor plasa pe capre sau ancora de perete. Staiile fixe vor fi echipate cu dou pompe Hny legate la acelai malaxor (amonte i aval) i o pomp legat la un alt malaxor. Aceast dispoziie este fcut ca cele dou pompe legate la un malaxor s injecteze simultan pe acelai foraj n cazul unor absorbii mari, pentru reducerea timpului de injectare. La pierderi mici se va decupla o pomp i se va injecta numai cu o pomp la malaxor. Cealalt pomp i malaxor vor efectua inerea sub presiune. n aceleai condiii de echipare este posibil executarea simultan a dou inele (unul n injecie, altul sub presiune). n general durata de injectare a unui inel (n condiii de absorbii normale) este de un schimb la care se adaug i probele iniiale cu ap, iar inerea sub presiune de 12-24 ore.

- 33 -

3.1.4.Echiparea cadrelor mobile de injectare

Pe platformele laterale ale cadrelor, pompele i malaxoare se vor monta astfel: - Pe platforma pe care exist agregatul electrohidraulic de ridicare a cuvei de ciment, datorit spaiului mai mic, se va monta o pomp Hny i un malaxor Prigoana pentru inerea sub presiune; - Pe platforma de vis--vis se vor monta 2 pompe pe acelai malaxor; Acest montaj este fcut din acelai considerate ca la staiile fixe pentru aplicarea tehnologiei de injectare. Deplasarea cadrului mobil se va face cu ajutorul LMD-lui prin tragere. Remorcarea fcndu-se cu un cablu n V special confecionat cu ochiuri i plasat cu vrful V-lui la LDM i fiecare bra la cte un picior al cadrului. Legarea la cadru se va face ct mai jos posibil. n timpul manevrei de translaie a cadrului se vor lua msuri ca linia cadrului s fie liber iar flanele conductelor i ancorelor acestora s nu agae cadrul. Ambele tipuri de staii vor fi dotate cu cte dou schele uoare pe care se vor urca injectorii. Una pentru montarea packerelor la inelul la care se injecteaz i una la inelul la care se face demontarea dup inerea sub presiune. Cadrul de injecii este dotat cu o cuv pentru stocarea cimentului n vrac sau saci cu o capacitate de 3-5 t (capacitatea de ridicare a agregatului electrohidraulic), care este legat cu 4 cable. Legarea cablelor de cuv se va face prin boluri cu siguran.

- 34 -

La montarea i demontarea pompelor i malaxoarelor se va folosi cuva. Ea va fi cobort pn la nivelul vagonului platform, pe care sunt transportate utilajele, se vor pune dulapi pn la nivelul platformei laterale a cadrului i se va asigura la aceast nlime cu dulapi sau cupoane de in. Se va ripa utilajul de pe cuv pe platforma lateral cadrului. Operaia de demontare este invers. n timpul injectrii cuva va fi n poziie ridicat i cu siguranele de pe cadru puse. Cnd se lucreaz n poziii intermediare (la montarea i demontare de utilaj) se va interzice trecerea persoanelor pe sub cuv. Cadrele de injectare fac obiectul unor proiecte de execuie elaborate de Secia de proiectare a T.A.G.C.H. Bucureti n care sunt date toate elementele constructive, de montaj i exploatare, care vor fi studiate i prelucrate cu mecanicii i injectorii.

3.2. Perforarea

Dup marcarea pe galerie a inelelor i planelor de injectare se va trece la marcarea forajelor ce se vor perfora pe plane. Amplasarea forajelor se va face n cruce i la mediana braelor, realiznd astfel 8 guri pe plan care vor fi transversal pe axa galeriei (centrul galeriei). Lungimea forajelor este de 2 m incluznd i grosimea betonului. Forajele se vor numerota ncepnd de la cheia bolii cu nr.1 continund pe plan n sensul axelor de ceasornic, privind de la planul A spre D.

- 35 -

n planul A i C forajele nr.1 vor fi perfect verticale n sus iar forajele nr.1 ale planurilor B i D vor fi rotite cu 2230. Aceast rotire este fcut pentru a se acoperi ct mai bine n ah suprafaa lateral a inelului. De regul unui foraj i revine o suprafa lateral de cca 4 mp. Planele A i B vor fi plasate la 1 m de la limita inelului de injectare, iar planele D i C la 2 m unul de altul astfel ca n finalul, n totalitate, galeria s fie mprit n plane echidistante de 2 m. Aceste amplasri geometrice ale forajelor sunt dictate de raza de influen a forajului injectat care trebuie s se intersecteze cu raza de influen a forajelor vecine pentru asigurarea unei injecii controlate n ntreg masivul de roc din jurul galeriei i o repartizare uniform i continu a eforturilor pentru precomprimare n cmuiala de beton. n planele A i C forajul de radier va cdea ntre liniile CFI. n aceast situaie plasarea packerelor i a furtunelor nu va fi posibil din cauza transportului. n consecin acest foraj va fi nlocuit cu dou foraje verticale laterale, plasate n acelai plan din exteriorul liniei C.F:I,. i la limita gabaritelor mijloacelor de transport. n final ntr-un inel vor exista planele Ai C cu 9 foraje iar planele B i D cu 8 foraje, totaliznd pe inel 34 de foraje (vezi anexa 3). n cazul n care un plan va cdea pe rostul de betonare, acesta se va deplasa cu cca. 25 cm spre aval sau amonte. Acelai lucru i pentru forajele care vor cdea la rosturile prefabricatelor de radier. Forajele vor fi perforate cu perforatoare tip Tampela pe tulf sau pe un cadru mobil de perforare. Este de dorit ca perforajul s se fac umed pentru evitarea prafului. Ventilaia natural nu mai face fa. Perforarea forajelor va ncepe cu coroan amovibil de 48 mm pe con, pe o lungime de 40-50 cm i apoi se va continua cu burghie de 36-32 mm pn

- 36 -

la adncimea de 2 m. La terminarea forajului gaura se va sufla cu aer i ap prin intermediul burghiului. Maistrul de injecii i efii de staii de injecii vor controla adncimea fiecrui foraj perforat. Nu se vor admite foraje mai scurte dect lungimea prevzut. Lungimea forajelor pentru control va fi de 1,8 m iar dac forajul de injecii este mai scurt, controlul se va face n roc neinjectat. Se va prelucra i se va insista cu echipele de mineri i injectori necesitatea respectrii geometriei de amplasare a forajelor pe inel i a adncimilor. Aceast verificare va cdea i n sarcina controlorilor CTC. Echipa de mineri va fi dotat cu o cheie de burghie (confecionat de sudori dintr-un burghiu vechi) cu o lungime de 1,0-1,2 m necesar pentru manevrarea i extragerea burghielor nepenite. Se va cuta s nu rmn burghie nepenite n galerie, acestea pot provoca dup injectare surse de infiltraii ce nu vor putea fi nchise. n general, un echipaj format dintr-un minier i un ajutor, cu un perforator Tampela pe tulf, va putea perfora ntr-un schimb de 12 ore forajele unui inel de injectare.

3.3. Probe iniiale cu ap

Injectorul ef va controla n avans inelele perforate i va proceda la umplerea rateurilor forajelor care au dat n cintre sau lemn i a gurilor rmase de la injeciile de umplere sau alte spaii care ar putea provoca comunicri de suspensie. La mortarul de umplere se va aduga accelerator de priz 3% la- 37 -

ciment. Operaia trebuie fcut la minimum 24 ore naintea injectrii inelului. Au fost cazuri cnd dopurile proaspete la injecii la 20 de atm au fost mpucate din cauza comunicrilor, putnd provoca accidente. n inel nu va trebui s existe nici o gaur sau spaiu neumplut n afar de forajele din planurile pentru injecii. Echipa de injecii va fi dotat cu o eav de 3/4 cu lungime de 2,5 m legat cu holender la furtunul de ap, cu ajutorul creia se va spla intens forajul nainte de control. Cu un packer de circulaie, cu canea de 3/4'', legat la pompa Hny i montat n foraj, se va face proba iniial cu ap. Pentru nceput, timp de 1 minut caneaua va fi deschis i apa va circula prin packer i foraj i va fi refulat afar. Se va nchide caneaua i se va crete treptat pn la refuz. Msurtorile de debite absorbite i de presiune se vor face din 5 n 5 minute, i proba se va opri dup dou citiri constante la debit i presiune. Proba iniial se va putea efectua i cu suspensie de 1:10. Rezultatele se vor nscrie n diagrama de absorbie. n anex se gsete tabelul de consistene al suspensiilor n funcie de probele iniiale.

3.4. Injectarea propiuzis

Dup controlarea unui plan de foraje, se vor marca forajele, se vor marca forjele care au pierderi mai mari de 1,0 l/min/ml de foraj/m coloan de ap i se va ncepe injectarea lor (singular sau n grup de foraje) cu o suspensie de 1:10, 1:8, n cantitate de 250 l. Dac presiunea este sub jumtate presiunea de refuz, conform tabelului din anex cu modificrile suspensiei n timpul injeciei, se va schimba consistena. Cnd presiunea de injecie va crete la jumtatea presiunii- 38 -

de refuz, se va cupla ntregul plan de foraje pentru injectare. Se va proceda la fel pentru planele B, C si D. n cazul n care n inel sunt 3-4 foraje cu acelai valori de absorbii mari se va proceda la injectarea lor simultan, cu retur, utiliznd cele dou pompe cuplate la un malaxor, iar la obinerea unei presiuni de jumtate presiunea de refuz, se va cupla la injectare ntregul inel. i n acest caz, dac este necesar, se va proceda la modificarea consistenei suspensiei. Valoarea absorbiei pentru modificare va fi media de absorbie a forajelor injectate i nu totalul forajelor. De exemplu: dac tot inelul este cuplat, deci 34 de foraje, i se injecteaz la consistena 1:5 dup un consum de ciment de 40 kg 34 foraje = 1260 kg ciment se va trece la consistena de 1:3. Bineneles c valorile de modificare sunt informative i injectorul ef va decide modificarea. Dac la consumul exemplificat mai sus, presiunea de injectare se apropie de refuz, (cca 75%) modificarea nu se va mai face pentru c se va produce doparea forajelor. Cnd presiunea de injectare se apropie constant de refuz (cca 90%) se va modifica consistena i se va trece la 1:10, n vederea inerii sub presiune. Finalul injectrii pentru ultimele 2-3 citiri, deci se va face cu presiune sporit cu cca 25% fa de presiunea de refuz. Ridicarea presiunii se va face pentru a constata dac nu este un refuz fals. Se interzice injectarea simultan a forajelor cu pierderi mari cu forajele cu pierderi mici, deoarece se va produce imediat doparea forajelor cu pierderi mici din cauza suspensiei de consisten mai mare dect absorbia forajelor. n acest caz, se va obine un refuz fals injectarea se va considera ncheiat iar la probele de control vor exista pierderi i n consecin se va reinjecta inelul. n cazul comunicrilor de la un foraj la altul, n timpul injectrii se va proceda la montarea unui packer orb n forajul ce comunic i se va continua injectarea pn la terminarea operaiei. Packerul orb se va monta numai dup ce- 39 -

la comunicare va ajunge suspensia de aceeai consecin. Dac durata de injectare este de 1-2 ore, se va scoate packerul orb se va spla forajul unei evi de 3/4'' cu ap sub presiune i se va cupla forajul n continuare la injectare sau la inere sub presiune. Cnd injectarea forajului din care se comunic, se face cu circulaie, atunci forajul n care comunic se va monta packer i se va injecta simultan cu primul. Comunicrile din forajele singulare n rosturi de betonare, segregri de betonare sau fisuri ale inelului, se vor trata prin ngroarea suspensiei, adaosuri de acceleratori de priz, mpnarea n rosturi sau fisuri de pene de lemn sau materiale textile. Presiunea de injecie se va micora, apoi va crete treptat n funcie de reducerea resurgenei, pentru ca n final s se ajung la presiunea de refuz.

3.5. Tipuri de injecii

Se aplic n galerii cu nivel liber, galerii sub presiune i puuri i caverne subterane (vezi fig.3) n urmtoarele scopuri: a) Injecii de umplere pentru completare cu material rezistent a golurilor rmase n spatele cmuielilor galeriilor sau bolilor cavernelor. Se execut cu mortare fluide ciment nisip ap n dozaje 1:1:1-1:4:1, injecate la presiunea de 2-8 at. n 1-5 foraje, radiale scurte situate n bolt n plane de injecie dispuse la 1,50-2,00 m. Injectarea se execut cu pompe de mortar tip Stecnak sau Retezat cu debite de 3-5 m3/h.- 40 -

Alimentarea pompelor cu mortar se face de la malaxoare cu volum de 0,05-3,00 m3. Sistemul vechi de injectare cu staii de pompe fixe a fost nlocuit cu instalaii de injectare mobile pe linie CFI cuprinznd platforme de perforare, care portmalaxoare i portpomp, schele de manevr n plan ridicnd ritmul de execuie de la 100 m/lun la 500 m/lun. b) Injecii de consolidare (vezi fig.4) pentru mbuntirea caracteristicilor mecanice i de permeabilitate ale rocii n vecintatea galeriilor sub presiune. Se execut cu suspensii ciment ap n dozaje 1:10, 1:0,89 la presiunea de 10 at. n foraje radiere 42 mm cu lungime 0,5-2,5 m dispuse pe ntreg conturul lucrrii n plane la distana de 1,5-2,00 m. Se execut una sau mai multe faze dup gradul de tectonizare al rocii. Injectarea se execut cu pompe membran tip Hanny alimentat de malaxoare supraetajate de joas turbulen cu capacitatea de 100 l. Prin nlocuirea sistemului de injectare cu staii fixe prin instalaiile de injectare mobile pe linie CFI cu aceeai compunere ca la injeciile de umplere i nlocuirea injectrii pe plane alternante cu injectare pe inele alternante s-a obinut creterea ritmului de execuie de la 50 la 200 m/lun, instalaiei. c) Injecii de comprimare pentru realizarea unei stri remanente de compresiune n cmuiala galeriilor subpresiune n vederea preluri presiunii interioare fr fisurarea betonului. Se execut conform tehnicii injeciilor de consolidare la presiunea de 2030 at. cu o faz suplimentar de inere sub presiune de 16-24 ore. Se execut de regul combinate cu injeciile de consolidare utiliznd packere cu circulaie (reversibil) care elimin deficienele packerelor cu injectare direct.

- 41 -

n galeriile spate cu maini de forat, precomprimarea se realizeaz prin injectarea suspensiei n rostul despicat de injectare ntre extradosul cmuielii i roc la presiuni de 30-40 at. d) Injecii de etanare pentru limitarea exfiltraiilor n zone cu grosime insuficient a pilierilor spre spaii de drenaj. Se execut conform tehnicii injeciilor de consolidare la presiunea de 10-20 at. n foraje 42-59 mm cu lungimi de 4-6 m cu suspensii fluide ciment ap n dozaje de 1:5-1:10 cu adaos de 5%-20% betonit. e) Injecii intramurale pentru umplerea golurilor milimetrice ntre blindaje i betonul de montaj. Se execut conform tehnicii injeciilor de consolidare la presiuni de 2-5 at. n foraje scurte (10cm n beton) cu suspensii fluide ciment ap n dozaj 1:5-1:10 cu adaosuri expandate ADEX, praf de aluminiu.

3.6.inerea sub presiune

Pentru realizarea efectului de precomprimare pe care s-a contat la elaborarea proiectului aduciunii, respectiv reducerea grosimii cmuielii de beton, inelul se va trece sub presiune dup injectarea complet i simultan a forajelor. Practic, dup injectare, fiecare plan se cupleaz la pompe de inere sub presiune, atunci cnd sunt pierderi mari pe inel. Cnd pierderile sunt mici de cca 1 t ciment/ml galerie, injectarea este simultan pe cele 4 plane, deci tot inelul va trece sub presiune.

- 42 -

Datorit caracterului, n parte artizanal, al lucrrilor de injecii, maistrul de injecie i injectorul ef au latitudinea aplicrii prescripiilor tehnice, n funcie de comportarea la injectare a masivului de roc, astfel nct s nu se provoace dopri ale forajelor sau refuzuri false. Este recomandat ca modificrile de consisten, respectiv ngroarea, s se fac ceva mai trziu pentru avea sigurana unei raze de influen ct mai mare n masiv. Pe de alt parte, n zonele cu fisuri mari nu suntem interesai ca suspensia s fie mpins la zeci de m n masiv, zona interesat este de 2-3 m n jurul cmuielii. Terminarea injectrii s-a fcut la presiuni sporite, ultimele 2-3 citiri, cu suspensii de 1:10. Cnd absorbiile sunt practic 0 l pentru aceste citiri, se va trece ntreg montajul la inerea sub presiune cu pompa de inere sub presiune. Durata inerii sub presiune va fi precizat prin proiectele de execuie sau dispoziiile de antier ale proiectantului i acceptate va fi precizat prin proiectele de execuie sau dispoziiile de antier ale proiectantului i acceptate de beneficiar i va fi cuprins ntre 12-24 ore. Pe ntregul interval de timp presiunea va fi riguros constant la presiunea de refuz. inerea sub presiune se va face cu circuit de retur la malaxor iar citirea presiunii se va face la retur. Dac la inerea sub presiune turul ncepe cu planul A i de la planul D, este bine ca la jumtatea intervalului de timp de inere sub presiune, s se inverseze turul cu returul. Este de indicat ca aceast schimbare de tur retur pentru obinerea unei umpleri prin decantarea cimentului n foraje. n acest fel, va exista o echilibrare a presiunilor i a decantrii, innd seama de pierderile de sarcin existente pe instalaie. La retur unde este montat manometrul se va face reglarea presiunii cu ajutorul unei canele plasate dup manometru spre malaxor.- 43 -

n ultimele 15 minute, se va modifica consistena suspensiei prin ngroare la 1:3 pn la 1:2 pentru ca decantarea cimentului s fie mai intens. O bun inere sub presiune va avea ca rezultat doparea gurii pn la aproape la nivelul packerului. La fiecare 4 ore suspensia rmas se va arunca i se va prepara o suspensie nou, deoarece la o suspensie malaxal 4 ore cimentul nu mai are o priz bun. n diagrame se va marca inerea sub presiune i schimbrile de suspensie. Imediat dup demontarea packerului de pe inel se vor umple toate forajele de mortar.

3.7. Tratarea zonelor cu infiltraii

n cadrul unui inel sau grup de inele de injectare dac vor exista infiltraii prin forajele perforate sau rosturi de betoane, fisuri, segregri, etc., se va proceda la execuia injectrii prin strngerea frontului de infiltraii spre centrul inelului sau un inel central. Se vor injecta nti planele A i D din cadrul inelului i apoi planele B i C pn la nchiderea sau reducerea infiltraiei. Se vor aduga acceleratori de priz 3% sau silicat de sodiu (38 Baum) 5% n suspensia de injectare. Acelai procedeu se va aplica i pe o zon ntins pe mai multe inele. Se vor injecta nti inelele extreme pentru delimitarea zonei de infiltraii i crearea unui front impermeabil, i apoi se injecteaz spre centrul zonei plan dup plan i inel dup inel pn la rezolvarea infiltriei.- 44 -

n cazul n care mai sunt infiltraii n zonele concentrate, n radier sau bolta, se vor perfora foraje cu adncime mai mare de 2,00 m pentru a iei din zona injectat i se vor monta supape reversibile care vor descrca apele din masiv. Supapa va lucra din exterior spre interior n momentul n care galeria este golit de ap i va descrca masivul i se va nchide n momentul n care galeria va intra sub presiune. n acest scop arcul supapei va trebui s fie reglat prin tatonri ca bila s se deschid la 1-2 atm (vezi schia anex).

3.8. Diagramele de injecii

Orice operaie de injectare se va trece n diagramele de absorbie Diagrama trebuie s reprezinte ntregul film al operaiei de injectare marcndu-se numrul inelului, planul, forajul poziia packerului i grosimea n beton. Diagrama va ncepe, aa cum este i tehnologia, cu probele iniiale pe fiecare foraj i plan din inel i va continua cronologic cu injectarea forajelor singulare, cuplarea planelor i apoi a inelului i tot intervalul de timp de inere sub presiune. n afar de msurtori, absorbii i presiuni, se va trece cantitatea fiecrei arje de suspensie preparat cu dozajul respectiv i eventualele adaosuri la suspensie. n diagram la rubrica observaii se vor meniona comunicrile de suspensie preparat cu dozajul respectiv i eventualele adaosuri la suspensie i orice alt fenomen ce vizeaz injectare.- 45 -

n partea dreapt a diagramei se vor trece scriptic valorile msurate iar n partea stng va fi reprezentarea grafic a evoluiei absorbiilor i presiunii din timp. Diagrama se va completa n galerie de ctre injectorul ef pe msura avansrii operaiilor de injectare. n birou un tehnician va face verificarea diagramelor i calculul absorbiilor specifice de la probele iniiale cu ap i calculul consumului de ciment. Se va ngriji de clasarea diagramelor. Diagramele fac parte din cartea construciei ca documente primare de lucrri ascunse. Se vor completa n dou exemplare, unul pentru beneficiar, i unul pentru constructor.

3.9.Montajul materialelor de injecii

La injectare se vor folosi packere mecanice cu circulaie reversibil, cu manoane cu cauciuc elastic (vezi fig.5). Acestea vor obtura forajul n beton pentru a da posibilitatea etanrii pe foraj i injectarea sub presiune. Obturarea se va face prin nurubarea piuliei cu coarne pentru strngere care va provoca umflarea manoanelor de cauciuc, ntre aibe, i presarea lor cu peretele forajului. De la refularea pompei prin intermediul unui dom care are rolul de compensator de presiune (diminuarea btilor pistonului pompei), se va monta pn la inelul ce se injecteaz o coloan de tur din eav de 3/4'' mbinat prin holendere. Aceasta se va racorda prin intermediul unui furtun armat de presiune 32 mm, mbinat tot n holendere de 3/4'', cu o lungime de 6-7 m, la primul- 46 -

packer din planul A, de exemplu: pe partea dreapt a galeriei (forajul nr. 5). Apoi de la packer la packer pe tot planul Ase vor racorda furtune armate de 32 mm cu o lungime de 1,6-1,8 m mbinate tot prin holendere de 3/4''. Se ajunge astfel, pe contorul galeriei, pe planul A pn la forajul din radier nr. 6 pe partea stng. Se va racorda planul A cu planul B la forajul nr. 5 radier cu un furtun armat de 32 mm cu holendere de 3/4'' cu o lungime de 2,3-5 m. Se vor racorda pe conturul planului B packerele ca la planul A pn la forajul nr. 4 dreapta care se va racorda cu forajul nr. 5 din planul C i aa mai departe pn la ultimul packer al planului D, forajul nr. 4 din radier, partea dreapt, care la rndul lui se va racorda la eava de retur de 3/4'' prin intermediul unui furtun armat de 6-7 m lungime, care va readuce suspensia la malaxor pentru recirculare (vezi fig.6). Pe domul pompei se va monta un manometru cu plosc de ulei pentru protecie iar la captul furtunului de retur de la panul D se va monta un racord T un alt manometru cu plosc de ulei i o canea de 3/4'' pentru reglarea presiunii n ntreg montajul de injectare a inelului. Toate materialele de injectare, packer, furtune, canale, eav de transport de 3/4'', garnituri de holendere, etc., vor fi controlate nainte de montaj ca s nu fie obturate sau nfundate cu ciment. Dup terminarea fiecrei operaiuni de inere sub presiune, la demontare se vor spla cu ap sub presiune toate materialele de injectare i se vor depune ordonat la inelul urmtor de injectare. Staia de injecii va avea o mir metalic gradat pentru msurarea nivelului n malaxor. La malaxorul Prigoana, n partea superioar a cuvei, deasupra axului paleilor, un cm reprezint 5-6 l. La fiecare malaxor se vor face msurtori pentru gradarea mirei. Gradarea va face n litri sau n centimetri.

- 47 -

Cimentul vrac va fi dozat cu o cutie metalic cu o capacitate de 25 kg ciment care se va confeciona la atelier. Echipa de injecii va fi dotat cu o trus minim de chei mecanice uzuale, clete patent, ciocan, urubelni mare, dorn pentru legturi cu srm, 4 chei duble pentru holendere (la un cap dimensiunea mare a holenderului i la un cap dimensiunea mic a hexagonului de la cep) ce se vor confeciona la atelier. Obligatoriu injectorul ef trebuie s aib ceas necesar pentru citirile msurtorilor i nscrierea timpului n diagrame.

3.10. Controlul lucrrilor de injecii

Inginerul, maistrul de injecii i injectorul ef dup injectare i inere sub presiune, vor face un control vizual al inelului injectat. n cazul vor mai exista foraje, fisuri, rosturi de betonare, degregri, etc. care vor avea infiltraii, vor stabili procedeul de reinjectare pentru reparare. Forajele se vor perfora. La rosturi, fisuri, segregri, se vor perfora foraje noi amplasate astfel ca s intersecteze eventual sursa de ap. Injectarea se va face la minim 72 ore de la terminarea inerii sub presiune i se va ncepe cu suspensie 1:10 i apoi dac este cazul se va ngroa n funcie de absorbie i rezultat. Uneori este necesar lsarea forajului n pauz de decantare de 15-30' dup care se reia reinjectarea. Pauza de minimum 72 ore este necesar pentru a nu deranja ntrirea cimentului injectat iniial. Este bine ca aceast operaie de reinjectare s se fac tot cu circulaie (tur retur la malaxor). Dac este cazul se vor aduga acceleratori de priz la suspensie. Presiunea de injectare va fi de 25-30 atm.- 48 -

n cazul n care unele foraje vor lcrima n continuare, permeabilitatea zonei fiind sub limita de injectabilitate din cauza fisuraiei sau porilor foarte fini, se va amplasa n foraj la 10-15 cm un manon de packer introdus e un prezon ntre dou aibe i cu piuli. Prin strngerea piuliei cu o cheie tubular, manonul se va umfla i va obtura gaura. Restul gurii pn la faa betonului se va umple cu mortar. Controlul propiu-zis al lucrrilor de injecii se va face n prezena CTC, beneficiar i eventual proiectant, la minimum 14 zile de la injectare inelului. n funcie de prescripiile date se vor amplasa forajele de control pe conturul inelului. n aceast etap pe conturul inelului nu va mai rezista nici o gaur n beton neumplut. Forajul va avea o lungime de 1,8 m pentru foraje de 2,0 m la injectare i presiunea de control va fi cca 20% redus fa de presiunea de refuz (de exemplu: de la 20 atm la refuz la 16 atm la control). Proba se va face cu ap curat i cu manometru nou sigilat. Se va grada exact o mir metalic dup dimensiunile malaxorului sau a habei cu ap. Creterea presiunii se va face treptat dup ce furtunul i forajul s-a umplut iar presiunea este constant, se vor ncepe citirile. Este necesar s se organizeze conturul n aa fel nct echipa care a executat injeciile s efectueze i controlul. Acest lucru trebuie precizat de la nceputul lucrrilor i atenionat echipa c va efectua i controlul. n aceste condiii exist o obligaie n plus a echipei pentru respectarea tehnologiei i n consecin a calitii. Limita admisibil la pierderile de ap pentru control este de 0,02 litri/m, de foraj/minut/atm. De exemplu: la un foraj de 1,8, la 16 atm i citire la 5 minute, limita admisibil va fi de:- 49 -

0,02 litri 1,8m 5 minute 16 atm = 2,88 litri La probele de control se vor face ntre 4-6 citiri la 5 minute la presiune i absorbie constant. Pentru fiecare foraj se va ntocmi o diagram de absorbie semnat de toi participanii la control. Caietele de sarcini sau dispoziiile de antier ale proiectantului vor prevedea numrul de foraje ce se vor controla pe inel, amplasarea i lungimea lor, ct i presiunea de control. Sunt prevzute i interpretrile rezultatelor n funcie de numrul de foraje care au pierderi peste limita admisibil i reinjectarea pe foraje, pe plane sau a ntregului inel. Dup efectuarea controlului i eventual al reinjeciei (dac aceasta s-a impus) se va ntocmi n procesul verbal de ctre participanii la control prin care se va preciza recepia lucrrilor de injecii n urma controlului pe tronsonului de galerie n cauz

3.11. Materiale necesare pentru echiparea unei staii

- 2 seturi de packere a 34 buci lungimi de: - 1,6-1,8 m pentru racorduri ntre packere 2 30 - 2,4-2,6 m pentru racorduri ntre plane

=64 buc.

- furtune armate de 32 mm cu tuuri i holendere la ambele capete cu

=60 buc.

- 50 -

23 - 6,0-7,0 m pentru racorduri tur retur 24

= 6 buc.

= 8 buc.

- eav de 3/4'' cu holendere pentru transport suspensie tur retur la 10 inele, 2 coloane pentru injecii, 2 coloane pentru inere sub presiune. 80 m 4 canele de 3/4'' manometre 0-40 atm 100 =320 m. =12 buc = 4 buc = 4 buc

- plosc cu ulei pentru manometre perforatoare - furtun 16-19 pentru alimentare cu ap la perforator - Burghie cu con hex. 24 mm: - L = 0,8-1,2 m - capete detaabile pe con pentru hex. 24 mm - perforator Tampella - tulf pentru perforator - chei pentru holendere de 3/4'' cu dou capete furtunelor armate (pentru tot punctul de lucru) - eav de 3/4'', 1'', 1 1/2'' i 2'' pentru confecii de tuuri - sit metalic cu ochiuri de 5 mm pentru malaxoare

- furtun 24 mm pentru alimentare cu ap i aer la pompe malaxor = 4 buc = 120 m

= 2 buc = 4 buc = 1 buc = 1 buc = 4 buc

- un polizor de mn electric sau pneumatic cu pnze pentru debitarea = 1 buc

=0,5 mp

Pentru consumurile specifice de injecii i perforatoare se va consulta Indicatorul de norme de deviz pentru lucrri de construcii hidroenergetice la suprafa i n subteran H1 n vederea programrii pentru aprovizionare pe durata lucrrilor.

- 51 -

CAPITOLUL 4Galerii sub presiune

- 52 -

4.1. Consideraii asupra ncrcrilor i asupra dimensionrii cptuelii galeriilor sub presiune

muntelui greutatea proprie, greutatea apei n interior Ipoteza de baz de la care se pornete const n a admite c pe tot conturul excavaiei este asigurat contactul intim ntre roc i cptueal de beton. Pe baza acestei ipoteze, eforturile produse de presiunea interioar a apei se stabilesc considernd cptueala un cilindru cu perei groi, ale crui deplasri spre exterior sunt parial mpiedicate de prezena rocii. Acest fapt are ca efect o reducere a eforturilor de ntindere produse de presiunea interioar a apei, preluate de cptueal, funcie, bineneles, de raportul caracteristicilor elastice ale celor dou medii care vin n contact cptueala i roca. Dac se produce o deplasare a cptuelii de beton spre exterior din cauza interaciunii rocii, apare pe extradosul cptuelii presiunea exterioar. Aceast presiune exterioar produs de reaciunea rocii poart denumirea de rezisten elastic a rocii sau raportnd-o la o deplasare a intradosului excavaiei egal cu 1 cm coeficient de rezisten elastic a rocii kg/cm3. Dac roca s-ar comporta cu un mediu elastic omogen i izotrop atunci, ntre modulul ei de elasticitate i coeficientul de rezisten elastic corespunztor unei excavaii cu raza r, exist relaia:- 53 -

ncrcrile pe baza crora se calculeaz n mod curent eforturile care pot s apar n cptueala unei galerii de derivaie sub presiune sunt: presiunea interioar a apei cnd galeria este n exploatare, mpingerea

K=

E roca , inversul coeficientului lui Poisson. r (1+ )

Pentru compararea calitilor elastice ale diferitelor roci, s-a introdus noiunea de coeficient de rezisten elastic specific K0 , corespunztoare excavaiei cu raza de 1 m. n realitate ns coeficientul de rezisten elastic n condiiile de omogenitate i izotropie pe care le prezint n mod obinuit rocile variaz funcie de presiune i totodat din aceleai motive nu variaz direct proporional cu raza, ci ntr-un mod mult mai complex, dificil de stpnit prin calcul. n calcule se introduce noiunea de coeficient de rezisten atribuind rocii, n mod convenional, calitile unui mediu elastic omogen i izotrop, deoarece este singura metod care permite introducerea noiunii, de coeficient de rezisten elastic specific K0 cu toate avantajele care decurge uoar clasificare a rocilor, cunoaterea legilor de variaie ale lui K funcie de r. Grosimea cptuelii i marca betonului se determin utiliznd formulele care stabilesc relaiile ntre ncrcarea produs de presiunea interioar i eforturile care apar n pereii unui cilindru gros introdus ntr-un mediu elastic, punnd condiia ca eforturile maxime s nu depeasc rezistena admisibil la ntindere pur, adic betonul s nu fisureze. Sunt unele fenomene care apar, care pot s influeneze comportarea unei galerii de derivaie sub presiune, fenomene de care n mod curent nu se ine seama de calcule. Aceste fenomene sunt: fisuri suplimentare n roc, variaia de temperatur, neuniformitatea seciunii cptuelii, creterea rezistenei betonului, diferena dintre grosimile teoretice ale cptuelii i cele reale, permeabile cptuelilor etc. Unul dintre factorii principali care stau la baza diferenierii valorilor lui K 0 pe traseul galeriei este de gradul de fisurare a rocii.- 54 -

Pe traseul unei galerii sub presiune existent motive s apar fisuri, deoarece ca urmare a executrii galeriei zona rocii din vecintatea golului excavat este supus la o serie de ncrcri suplimentare. Astfel: - din cauza executrii excavaiei apare o zon de discontinuitate n masivul muntos, ceea ce duce la o concentrare a eforturilor produse de presiunea litostatic pe zona din vecintatea galerie; - excavarea fcndu-se cu ajutorul exploziilor, ocurile provocate de acestea supun unei solicitri importante roca din vecintate; - curentul de aer care apare n galeria strpuns produce o rcire a intradosului excavaiei, ceea ce arte ca urmare apariia unui fenomen de contracie n roc, deci implicit eforturi de ntindere i tendina apariiei unor fisuri radiale; - dup darea galeriei n funciune, din cauza apei reci care trece prin tunel, se rcete suplimentar zona din vecintatea galeriei, ceea ce accentueaz contracia rocii. Ca o ultim cauz care contribuie la apariia fisurilor n roc este nsi conlucrarea cptuelii cu roca la preluarea eforturilor produse de presiunea apei. Fisurile produse de fenomenele de fenomenele care apar nainte de darea galeriei n exploatare sunt nchise prin lucrrile de injecii, cu condiia ca injeciile s se execute foarte corect i ca roca s prezinte nu numai fisuri radiale, cum sunt cele cauzate de rcire, ci i fisuri transversale. Dac fisurile radiale se ntind pe o zon corespunztoare unei raze R se constat c la valoarea coeficientului de rezisten elastic specific scade de la valoarea iniial K 0 la valoarea K 0 ', funcie de raportul ntre raza zonei pn la care se ntind fisurile i raza excavaiei. Temperatura rocii n diferite puncte ale traseului unei galerii de aduciune, dac aceasta este situat la suficient deprtare de suprafaa terenului, poate fi- 55 -

considerat practic constant, n timp i funcie numai de aa numitul grad geometric. Neuniformitatea grosimii cptuelii grosimii cptuelii care apare datorit condiiilor n care se execut galeria. Din cauza ngrorii, cptueala nu mai lucreaz ca un cilindru cu pereii de grosime constat, cum se presupune n toate calculele, deoarece rigiditatea diferit a seciunilor corespunztoare diferitelor unghiuri la centru face ca deformaiile cptuelii s nu fie funcie numai de raz, ci i de unghiul la centru, ceea ce implicit duce la apariia unor momente ncovoietoare i fore tietoare, respectiv la eforturi suplimentare. n roci dure, n care Eroca este sensibil egal cu E beton efectul ngrorilor nceteaz s se mai resimt. Un avantaj mare pe care l are cptueala unei galerii const n faptul c microclimatul n care face priza i se ntrete betonul din care este confecionat este foarte prielnic obinerii unor betoane rezistente. innd seama de condiiile prielnice n care i face priza i se ntrete i de timpul de dare n funciune, se poate admite c, n acele cazuri cnd exist deplin siguran c eforturile maxime n cptueal vor fi atinse la mai mult de 6 luni de betonare, se iau rezistenele de rupere din norme sporite cu 25%. Un alt factor care contribuie la mrirea capacitii de rezisten este faptul c n condiiile de lucru specifice excavaiilor subterane, volumul excavat real este sensibil mai mare dect cel teoretic, din cauz c se lucreaz cu explozivi i din cauza sprijinirilor. ngroarea inerent a cptuelii are ca efect o micare a eforturilor pe care le produc diferitele ncrcri. Se calculeaz grosimea medie real corespunztoare, iar pe baza acestei noi grosimi se poate face verificare rezistenelor. Trebuie inut seama ns de influena pe care o are faptul c intradosul excavaiei prezint multe neregulariti.

- 56 -

Un alt factor care influeneaz rezistena cptuelii este permeabilitatea betonului. Cptuelile din beton simplu sau beton armat nu pot fi socotite practic impermeabile nici nainte de apariia fisurilor. Permeabilitatea cptuelilor se explic innd seama de condiiile n care se execut i de eforturile care apar n ele la punerea sub sarcin. De o deosebit de mare importan pentru etaneitatea unei galerii este gradul de permeabilitate a rocilor pe care le strbate. Un strat de torcret simplu bine executat care nu prezint nici un fel de fisuri reduce simitor permeabilitatea cptuelii. Apariia fisurilor n torcret duce practic la anihilarea efectului de etanare. nainte de apariia fisurilor permeabilitatea torcretului este foarte mic. Dup apariia fisurilor, pierderile cptuelii cu torcret slab armat, chiar la presiuni mult mai mici dect n cea care a produs fisurarea, sunt cu mult mai mari dect n situaia cptuelii nefisurate. Prezena unei armturi puternice limiteaz foarte mult deschiderea fisurilor, ceea ce mpiedic apariia unor pierderi suplimentare importante. Cptuelile galeriilor sub presiune nu sunt perfect etane, chiar i cel cu torcret destul de gros n interior, datorit neuniformitii execuiei torcretului, umflrii fisurilor capilare etc. Concluziile asupra modului cum trebuie s fie tratat problema alegerii i dimensionrii cptuelii galeriilor sub presiune se pot rezuma dup cum urmeaz: n primul rnd roca nu trebuie caracterizat numai prin caracteristicile sale clasice K 0 , ci i prin caracteristicile sale n ceea ce privete permeabilitatea, i felul cum se dezvolt mpingere activ. Se pot considera urmtoarele cazuri:

- 57 -

a) Galeria strbate, pe o bun parte a traseului, roci foarte dure nefisurate, cu coeficientulK 0 1000 Kgf cm 3 ,

practic

permeabile

K 10 5 10 6 cm s . n acest caz s-ar putea lsa necptuit, dac n-ar

interveni problema pierderilor de sarcin. Dac se prevede cptueal este indicat ca aceasta s se efectueze din beton simplu, marc redus(110-140); ct mai subire, peste care se aplic tencuial torcretat, sau numai cptueal simpl de torcret aruncat direct pe roc. b) Galeria strbate roci dure sau foarte dure (K 0 >500), fisurate, cu coeficientul de permeabilitate k>10-5-10-6 cm/s. n aceast situaie, funcia principal pe care trebuie s-o ndeplineasc cptueala este micorarea ct mai mult a pierderilor de ap n exploatare. Galeria strbate roci fisurate, cu coeficient de permeabilitate K>10-5-10-6, slabe (K0 =100-500). n acest caz, n afar de funcia de reducere a permeabilitii, cptueala are i rol de sprijinire a muntelui. n cazul rocilor puternic fisurate, cu toate msurile care se iau, pierderile de ap n exploatare vor fi mai mari dect n cazul cnd tunelul roci practic impermeabile. c) Galeria strbate roci cu caracter pronunat plastic, roci care au, n general, un coninut ridicat de material argilos, ceea ce face ca ele s intre n categoria rocilor impermeabile. Coeficientul de permeabilitate fiind mai mic ca 10-5-10-6 cm/s, nu este necesar dimensionarea cptuelii pe considerentul mpiedicrii fisurilor. Deoarece vor aprea totui unele momente ncovoietoare este remarcabil ca, n astfel de cazuri, cptueala s fie prevzut cu armarea minim. Forma seciunii transversale a galeriilor sub presiune se adopt fr excepie circular.- 58 -

Cptueala galeriilor circulare sub presiune este ntins de presiunea apei, rezemndu-se pe tot conturul de stnc, care preia o parte din presiunea apei, acu att mai mare cu ct stnca este mai rezistent. Seciunea corespunde i din punct de vedere hidraulic.

4.2. Tipuri de cptueli folosite la galeriile sub presiune

Cptuelile galeriilor sub presiune pot fi de urmtoarele tipuri: Cptueli de netezire i de etanare din torcret; Cptueli din beton; Cptueli de beton armat; Cptueli duble sau combinate; Cptueli de oel. Cptuelile de netezire i etanare se ntrebuineaz la galerii construite n roci compacte, stabile i uscate, cu coeficientul de trie ft > 14, la cderi de cel mult 40 m. Aceste tipuri de cptueli au scopul s reduc rugozitatea i infiltraiile i n unele cazuri s protejeze stnca mpotriva alterrilor. Necesitatea lor din punct de vedere hidraulic trebuie verificat printr-un calcul economic. Cptueala de beton simpl (vezi fig. 7a) cu grosimea pn la 60 cm se folosete n roci tari, la cderi pn la 60 m i la diametre ale galeriei pn la 3 m. Pentru a mri etaneitatea n interior se execut o torcretare de (2-4 cm). Cptuelile de beton armat se folosesc n rocile cu mpingerea muntelui mare (ft 10, galeriile cu diametrul pn la 6 m se pot calcula numai la presiunea interioar a apei, iar mpingerea muntelui se neglijeaz n calcule.

- 66 -

CAPITOLUL 5Msuri de protecie a muncii

- 67 -

S

e vor aplica i prelucra cu personalul normele de protecie a muncii cuprinse n: Normele de protecie a muncii pentru lucrrile de

construcii hidroenergetice n subteran, ediia M.E.E., 1977.

Norme de protecie a muncii pentru industria minier, ediia Ministerului Minelor. Norme de protecie a muncii pentru lucrrile de construcii hidroenergetice la suprafa i pe ap. Ed. M.E.E., partea I-a, Cap.VIII. Lucrri de foraje, injecii i etanri. n afar de prevederile normelor de mai sus, i cele din proiectul de execuie, se vor respecta urmtoarele: - Se vor prelucra msuri de protecie a muncii specifice locului de munc cu ocazia instructajelor de protecie a muncii i cele pe linie de P.S.I. - Toate dispozitivele de injectare vor fi meninute n stare curat i de bun funcionare i vor fi probate de 1,5 ori presiune maxim de injectare. - Pompele vor fi probate la suprafa naintea introducerii lor n subteran. - Se vor utiliza scule i dispozitive potrivite scopului, nu se vor admite improvizaii. - Nu se vor demonta packere, racorduri, furtune, evi de transport, suspensie sub presiune. Coloana de injectare se va descrca de presiune de la returul pompei. - Strngerea packerului se va face corect de la nceput i la punerea sub presiune n primele minute nu se va staiona n dreptul lui. Injectorul nsrcinat cu observarea lui va sta la 3-5 m lateral. Exist posibilitatea frecvent ca la presiunea de 20 atm packerul s fie mpucat din beton.- 68 -

- Tot personalul care va lucra la injecii va trebui s poarte echipament de protecie adecvat: casc, mnui i ochelari i masc de praf pentru cei ce vor lucra la dozarea cimentului n malaxor. Sunt frecvente stropirile cu suspensie de ciment n ochi, n acest caz se vor spla imediat ochii cu ap curat iar dac persist jena se va ndruma persoana la dispensar. - Locurile de munc vor fi iluminate corespunztor pe tot frontul pe care se lucreaz la injecii, inclusiv accesul de la staie la inel. Fiecare echip de injecii i de perforare va fi dotat cu minimum o lamp de min electric portativ. - Staiile fixe de injecii i cadrele mobile de injecii vor fi prevzute n amonte i aval cu lmpi roii de semnalizare pentru ca L.D.M.-stii fie avertizai pentru reducerea vitezei n sector. - Platformele laterale ale cadrelor vor fi prevzute cu balustrade. - Cadrele vor lucra cu platformele cu cuve de ciment ridicate i cu sigurana pus. n cazuri speciale, de scurt durat la poziii intermediare se vor asigura platforme cu spraiuri, dulapuri sau cupoane de in pentru ca la o eventual rupere de cabluri sau ntrerupere de energie electric, platforma s nu cad dezechilibrat. - Nu se va staiona sub platformele cadrelor. - La umplerea golurilor obligatoriu, injecii vor fi dotai cu mnui industriale de cauciuc. - Injectorii cor fi instruii i controlai de maistrul mecanic pentru manevrarea i exploatarea cadrelor mobile pentru injecii. - Deplasarea cadrelor se va face n prezena maistrului mecanic sau nlocuit de maistrul de injecii i asistat de un electrician (pentru cuplarea i decuplarea sau legarea cablului la alt tablou).- 69 -

- Orice defeciune posibil sau existent la cadrul mobil de injectare, injectorul ef o va semnala maistrului de injecii sau maistrului mecanic n vederea remedierii. - Se vor reverifica i controla periodic cablele de ridicare ale platformei cu cuva de ciment ca aceasta s fie n poziie atrnat astfel ca la ridicare siguranele s poat fi puse cu uurin. - Bolurile de fixare a cablelor de platform s aib siguran.

- 70 -

CAPITOLUL 6Fore de munc

- 71 -

A

tt la staiile fixe ct i la cadrele mobile de injecii, echipa va avea aceeai componen pe schimb.

a) Perforare - un minier, - un ajutor minier. b) Injectare - un injector ef de echip care tie s ntocmeasc diagrame, - un injector calificat, - trei muncitori necalificai. c) Deservire n funcie de numrul staiilor - un mecanic L.D.M., - un mecanic de ntreinere la trei staii, - un electrician - un sudor, - un dispecer pe hald, - un muncitor necalificat la hald pentru manevrarea cimentului n vrac. d) Personal d supraveghere n funcie de numrul staiilor - un inginer, - un maistru de injecii la 3 staii pe schimb, - un tehnician la birou, pentru verificarea i calcularea diagramelor.

- 72 -

CAPITOLUL 7Concluzii i atenionri

- 73 -

prezenta tehnologie, la 400 ml galerie/lun/cadru mobil de injectare a Sebe i Clbucet, tehnologia avnd n plus i avantajele expuse n primul capitol. Ritmul i calitatea lucrrilor de injecii de consolidare precomprimare sunt condiiile de execuia corect a injeciilor de umplere, altfel cantitatea de ciment necesar pentru completarea umplerii la consolidare precomprimare este foarte mare iar comunicrile ntre foraje, plane chiar inele sunt foarte frecvente. Din acest motiv se va pierde foarte mult timp i n plus calitatea lucrrilor va scdea. A doua condiie este contiinciozitatea cu care se aplic riguros tehnologia de injecii, innd seama c sunt lucrri ascunse i numai la control se pot constata rezultatele. Lucrrile de injecii nu permit ntreruperi, de altfel i caietele de sarcini prevd acest lucru, i reluarea injectrii se va face de la nceput dup 72 ore. n aceste condiii organizarea lucrrilor trebuie fcut foarte minuios i staiile s fie aprovizionate continuu cu ciment, aer comprimat, energie electric i materiale. n cazuri de for major la ntreruperi programate de energie electric, malaxoarele se vor goli de suspensie i ntreaga instalaie, inclusiv pompele se vor spla intens cu ap curat. Deoarece programul de lucru este industrial i supravegherea tehnic trebuie organizat n consecin. inndu-se seama c ritmul de aprovizionare cu materiale al antierului este n general deficitar, se vor ntocmi din timp listele de materiale necesare pentru mprosptarea stocului la magazie. Formularele de diagrame de absorbie

A

a cum s-a spus la nceput, ritmul de injectare pentru consolidare precomprimare n galerii a fost 60 ml galerie/lun/staie la Arge i Lotru, ajungnd azi, aplicndu-se

- 74 -

trebuie s existe n permanen pentru a fi distribuite injectorilor n vederea completrii lor zilnice. Este necesar ca pe lng profilul afiat n birou pe care se vor marca realizrile zilnice, s existe un registru de reportare n care maitri de schimb vor raporta producia realizat, prezena personalului, greutile ntmpinate i propuneri pentru activitatea schimbului urmtor (continuarea injeciilor pe inele ncepute, reparaii necesare, alimentarea cu ciment, aprovizionarea cu materiale, etc.). naintea nceperii forajului pentru consolidare precomprimare se vor umple cu mortar toate gurile de la injecii de legtur i rateuri. Umplerea trebuie fcut corect, cu gluti de mortar fcute cu mna i nfundate n foraj cu un lemn astfel ca tot forajul pn la faa betonului s fie umplut i ndesat cu mortar. La suprafa surplusul de mortar se va rzui ca s nu rmn proeminen de mortar, care ulterior la finisajul galerie s fie buceardate. Este interzis doparea cu hrtie de sac a forajelor (exemplu: la Tismana). Dup demontare packerelor de la inerea sub presiune se vor umple imediat forajele, astfel ca la perforarea pentru control s nu existe nici o gaur neumplut pentru a nu da ocazia la comunicri. Este de dorit a se evita baterea de dopuri de lemn n foraje la care sunt comunicri. n general dopul nu se mai poate extrage, iar forajul nu se mai poate umple corect i va lcrima. Pentru aceasta se vor plasa packere oarbe. Se va urmri mod special amplasarea forajelor i direcia gurilor din radier, care n general, datorit materialelor rmase n galerie, nu sunt corect date i uneori scap la injectare (de exemplu: la Tismana, unde dup punerea n funcionau fost necazuri cu radierul). n zonele n care betonul prezint fisuri, rosturi de lucru, segregri sau grosimi de beton necorespunztoare, (confirmate la perforare), ridicarea presiunii- 75 -

se va face cu foarte mult atenie pentru a nu se provoca n continuare fisurarea betonului (de ex.: au fost fisurate betoane la injecii la Tismana, Sebe i R. Mare). Inelul va sta n atenia maistrului de injecii pentru a lua pe loc msuri n consecin. O atenie deosebit se va da forajelor care injecteaz singular (cu pierderi mari) la timpul cnd acestea se vor cupla cu planele sau inelul n care se injecteaz (de ex.: la Clbucet undele foraje singulare au fost peste limit). n cazul n care operaiunea de injectare dureaz peste 3-4 ore, se va face din loc n loc cte o descrcare de suspensie de jumtate de minut pentru evitarea decantrii cimentului i obturarea furtunelor, packerelor sau evilor. Prescripiile tehnice cu privire la execuia injeciilor de consolidare precomprimare n ceea ce privete: amplasarea forajelor de injecii, numrul i lungimea lor, pe inel i presiunea de control, ct i interpretarea rezultatelor controlului (volumul de injecii n funcie de forajele cu pierderi peste limit) vor trebui s fie clar precizate de ctre proiectant i cunoscute de beneficiar i controlori CTC. n caz contrar, se va controla proiectantul i beneficiarul pentru precizarea lor. Tehnologia de forare injecii simultan cu presetupa a fost aplicat cu succes la unele amenajri de pe Valea Bistriei i Valea Argeului. Aplicarea ei conduce la execuia unor lucrri de calitate superioar n terenuri eterogene necoezive. Reuita ei este condiionat de respectarea prescripiilor tehnice. n cazul n care la primele tronsoane (n curs de injectare vor aprea resurgente la suprafa), acestea se vor trata altfel: - se va reduce presiunea de injectare prin deschiderea canelei de retur de la presetup spre malaxor; - se va mri dozajul materialelor din compoziia suspensiei i se va trece la o suspensie mai consistent.- 76 -

- se va injecta cu pauze de 2-3 ore; - se va lsa forajul n pauz 24 ore dup care se va relua injectarea cu