СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ШАХТЫ
METHOD FOR VERTICAL BOREHOLE RECONSTRUCTION

Изобретение относится к подземному строительству и может быль использовано при ремонте вертикальных шахт, расположенных в водонасыщенных породах, в том числе реконструкции вентиляционных шахт метрополитена.
Реконструкция вертикальной шахты может быть выполнена бетонированием обделки и нагнетанием твердеющих смесей за обделку известными способами, например, по патентам SU 629347, SU 417570, SU 985304, SU 1373822 или SU 1727440 (наиболее близкий аналог). Однако в условиях повышенной фильтрации подземных вод происходит быстрое повторное разрушение обделки.
Целью изобретения является повышение гидроизоляционных свойств обделки ствола шахты.
Для этого способ реконструкции ствола вертикальной шахты включает установку гидроизоляционно-тампонажной опалубки, монтирование рабочей арматуры, заполнение тампонажного зазора между опалубкой и обделкой ствола раствором на основе бентонитовой глины и его последующее вытеснение цементно-песчаным раствором.
В результате, в существующей обделке ствола обеспечивается кольматация всевозможных заобделочных пустот, микротрещин и макротрещин, а также микротрещин в металлоизоляции, что гарантирует безотказный гидроизоляционный эффект.
Решения, основанные на методе "стена в грунте" с использованием бентонитовых растворов, известны в наземном строительстве. Например, способ по патенту RU 2392383 предполагает, в частности, отрывку траншеи под слоем бентонитовой суспензии и последующее ее заполнение бетонной смесью по методу вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). Однако подобные технологии не описаны для целей реконструкции шахт и строительства стволов шахт.
В частном случае установку металлической гидроизоляционно-тампонажной опалубки выполняют с использованием анкерного крепления.
В другом частном случае заполнение тампонажного зазора производят через включенные коструктивно в металлическую опалубку секторально-перфорированные трубы для подачи растворов.
В другом частном случае гидроизоляционно-тампонажную опалубку дополнительно испытывают на герметичность избыточным давлением сжатого воздуха.
В другом частном случае контроль заполнения тампонажного зазора производят через вмонтированные в гидроизоляционно-тампонажную опалубку секторально-перфорированные трубы контроля с вваренными штуцерами с пробковыми кранами и монометрами, а вытесняемую раствором на основе бентонитовой глины дренажную воду удаляют наружу ствола через вспомогательные шланги. Контроль расхода дает возможность исключить необоснованный расход бентонитового раствора в случае, например, высокой пористости заобделочных пород, регулируя плотность (объемный вес) раствора на любом из участков ствола по его высоте, повышая коагуляцию частиц (фракций) пористых заобделочных грунтов.
В другом частном случае по заполнению тампонажного зазора раствор на основе бентонитовой глины периодически прокачивают, обеспечивая полную кольматацию пор в обделке ствола.
В другом частном случае вытеснение цементно-песчаным раствором раствора на основе бентонитовой глины производят методом вертикально перемещаемой трубы.
В другом частном случае дополнительно выполняют завершающие арматурно-бетонные работы по устройству несущей железобетонной оболочки путем нескольких последовательных заходок.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.
Фиг.1 - продольный разрез вентиляционной шахты.
Фиг.2 - сечение А-А вентиляционной шахты.
Фиг.3 - увеличенное изображение участка I Фиг.2.
Изобретение может быть осуществлено следующим образом. С рабочих площадок стоечных лесов 1, предварительно установленных в вентиляционной шахте, монтируют две диаметрально расположенные секторально-перфорированные трубы 2 для подачи растворов и две диаметрально расположенные секторально-перфорированные трубы 3 контроля с вваренными штуцерами с пробковыми кранами и манометрами. Металлическую гидроизоляционно-тампонажную опалубку 4 устанавливают с использованием анкерного крепления 5. Далее сетками, электросваркой в шахматном порядке монтируют с соединением с опалубкой наружную рабочую арматуру 6 арматурного каркаса несущей оболочки ствола. Для проверки сварных швов перед заливкой раствора бентонитовой глины гидроизоляционно-тампонажную опалубку 4, используя манометры, испытывают на герметичность при избыточным давлением сжатого воздуха не более 0,001 МПа. Заполнение тампонажного зазора 7 между опалубкой 4 и обделкой 8 ствола шахты раствором бентонитовой глины производят через секторально-перфорированные трубы 2 до появления раствора через вваренные штуцеры в самой верхней части секторально-перфорированных труб 3 контроля. При этом постоянно вытесняемую раствором бентонитовой глины дренажную воду удаляют наружу ствола шахты через вспомогательные шланги, которые, после заполнения тампонажного зазора 7, также используют для периодического прокачивания раствора бентонитовой глины до прекращения поглощения и полной кольматации всевозможных пор в обделке 8 ствола, в производственных (заобделочных) грунтах и окаменевших растворах от нагнетаний. Эффективность кольматации определяют по объему расхода бентонитовой глины с учетом разности между объемом приготовленного раствора и объемом полости, определяемым по результатам исполнительной съемки. Методом вертикально перемещаемой трубы раствор бентонитовой глины вытесняют цементно-песчаным раствором (портландцемент и мелкий песок состава 1:2). При этом раствор бентонитовой глины не удаляется полностью из трещин и пор, а частично оседает на всей обделке 8 ствола и опалубке 4 за счет адгезии и уплотняется, создавая безотказный гидроизоляционный эффект. После выдержки цементно-песчаного раствора в течение 10 дней выполняют завершающие арматурно-бетонные работы по устройству несущей железобетонной оболочки путем нескольких последовательных заходок, каждая из которых включает довязку армокаркаса, фиксирование передвижной опалубки и бетонирование.
Таким образом, изобретение обеспечивает получение следующих преимуществ и дополнительных технических результатов:
- дополнительный эффект металлоизоляции;
- повышается несущая способность внутренней железобетонной оболочки за счет включения в несущую конструкцию гидроизоляционно-тампонажной опалубки рабочей и распределительной арматуры;
- исключаются работы по предварительному устранению капежа, трещин, каверн, ремонта первичной гидроизоляции, включающие чеканку швов и замену гидроизоляции шайб в болтовых соединениях и пробках для первичного и контрольного нагнетаний, требуется только удалить мусор из ячеек в тюбинговой обделке и устранить только (при наличии) суффозию (вынос) грунта, оставляя дренаж воды;
- обеспечивается взаимозащита от коррозии металлической гидроизоляционно-тампонажной опалубки, с одной стороны, пленкой бентонитовой глины, а с другой стороны, железобетонной оболочкой рубашки ствола, и в то же время, железобетонная оболочка защищена от доступа воды к ее арматурному каркасу, исключая его коррозию;
- повышается гидроизоляционный эффект самой металлической гидроизоляционно-тампонажной опалубки за счет экзотермического процесса цементно-бентонитовой смеси при устройстве железобетонной оболочки, т.е. пленка бентонитовой глины на опалубке осушается, тем самым исключается или, по меньшей мере, понижается гальванический процесс, способствующий коррозии металлической гидроизоляционно-тампонажной опалубки;
- исключается необходимость дополнительных гидрофобизирующих средств для покрытия поверхностей металлической гидроизоляционно-тампонажной опалубки.