Нагнітання цементного розчину при щитовій проходці виробляють тільки за збірні оброблення для заповнення пустот між обробленням і грунтом. При щитовій проходці ці порожнечі можуть виникнути через будівельного зазору між обробленням і оболонкою щита, переборовши грунту в забої (при використанні звичайних щитів), еліптичності кілець оброблення та ін. Своєчасне заповнення пустот за обробленням сприяє запобіганню осад вишележащего грунтового масиву і земної поверхні, забезпечує спільну роботу оброблення з навколишнім грунтом, запобігаючи розвитку гірського тиску, і сприяє більш рівномірному його розподілу по контуру оброблення. Крім того, що нагнітається розчин служить антикорозійного і гідроізоляційного оболонкою. При проходці тунелів в пливунних або водонасичених піщаних грунтах нагнітання за оброблення не виробляють.
Технологія робіт по нагнітанню розчину за збірну оброблення при щитовому способі проходки в основному подібна з технологією по нагнітанню розчину за монолітну бетонну оброблення при гірському способі, але конструктивні відмінності цих обробок обумовлюють деякі відмінності і у виконанні робіт. Також, як і при монолітної обделке, нагнітання розчину за збірну оброблення проводять, як правило, в два етапи: первинне нагнітання, а потім контрольне (повторне) нагнітання. При зведенні збірних обробок, обтиснутих в грунт, здійснюють тільки контрольне нагнітання.
Первинне нагнітання виробляють за збірну оброблення тунелю в більшості випадків цементно-піщаним розчином. Іноді, якщо порожнечі за обробленням досягають значних розмірів (наприклад, при розробці грунту буропідривних способом в тунелях великого діаметра), для первинного нагнітання використовують бетонну суміш, а також гравій або щебінь з подальшим нагнітанням цементно-піщаного розчину. Склад розчину встановлюють відповідно до матеріалу оброблення та гідрогеологічними умовами. Так, для нагнітання за чавунну оброблення рекомендується склад цементно-піщаного розчину 1: 3, а за збірну залізобетонну - 1: 2. Для підвищення водонепроникності цементного каменю, зменшення усадки при твердінні, а також для поліпшення технологічних властивостей розчину в нагнітаються розчини вводять різні хімічні добавки, які забезпечують ці вимоги.
Розчини для нагнітання готують безпосередньо на місці робіт в растворомешалках, продуктивність яких повинна забезпечувати безперебійну роботу насосів, що подають розчин за оброблення (типу С-263, С-317 або С-8685). Роботи ведуть з інвентарних візків, що входять до складу щитових комплексів. Ці візки оснащені розчиномішалках, розчинонасосами і обладнанням для підйому контейнерів або вагонів з сухою сумішшю. Растворовод приєднують до обделке за допомогою ін'єктора. Ін'єктор для нагнітання за чавунну тюбінг оброблення виконаний у вигляді короткої труби, на кінці якої по зовнішній поверхні нанесена різьба, відповідна різьбленні отвори в тюбінги для нагнітання. Ін'єктор приєднують до обделке угвинчуючи його в цей отвір.
Варіант конструкції ін'єктора і кріплення його до блоку залізобетонної оброблення показані на (рис. 2.10, а). Ін'єктор вставляють в овальний отвір (1) блоку оброблення (3) і повертають на 90 ° таким чином, щоб овальна металева пластина (2), приварена на кінці труби ін'єктора (4), зайняла становище «хрестом» отвори блоку. Закручуючи гайку (7) з навареною на неї пластиною (6), притискають гумову прокладку (5), наглухо і герметично закріплюючи ін'єктор в блоці.
Рис, 2.10 - Схема установки ін'єкторів для первинного нагнітання за збірну оброблення із залізобетонних блоків (а) і для контрольного нагнітання (б)
Первинне нагнітання розчину виробляють за кожної останньої змонтоване кільце. У стійких і щільних грунтах з коефіцієнтом фортеці f = 1,5 і вище нагнітання за кожної останньої змонтоване кільце можна виробляти до рівня горизонтального діаметра, але не допускати відставання по зведенню більше трьох кілець.
До початку нагнітання з боку щита ущільнюють зазор між обробленням і оболонкою щита (пікотаж), використовуючи дерев'яну стружку і дрібні використуваної. У слабких нестійких грунтах доцільно застосовувати для цієї мети уплотняющее гумове кільце, закріплене між щитовими гідроциліндрами і обробленням, або пневматична торів пристрій. Це пристрій виконують з прогумованої тканини у вигляді кільцевої камери, закріпленої в кінці оболонки щита. Коли в камеру нагнітають стиснене повітря, вона, роздуваючи, щільно перекриває простір між зовнішньою поверхнею обробки і оболонкою щита.
Нагнітання виробляють знизу вгору по кільцю в усі отвори в спинках тюбінгів або блоків по обидва боки тунелю. При цьому в тюбінгове кільце (зі зв'язками розтягування) нагнітання ведуть по черзі ліворуч і праворуч від осі оброблення, а в кільце збірної блокової оброблення (без зв'язків розтягування) - двома ін'єкторами одночасно в симетрично розташовані отвори. Розчин в кожен отвір нагнітають до тих пір, поки він не дійде до рівня отворів, розташованих вище. Тоді ін'єктор переставляють в наступне у напрямку до зводу отвір і т. Д. Аж до замкової частини склепіння. Отвір після зняття ін'єктора закривають дерев'яною пробкою.
Роботи з первинного нагнітання розчину за оброблення виконують 2 чол. Трудовитрати, як правило, складають 2-3,5 люд.-год на 1 м 3 суміші.
Контрольне (повторне) нагнітання виробляють водоцементним розчином. Метою робіт є заповнення пустот, що залишилися після первинного нагнітання, і усадочних тріщин в затверділому розчині.
Роботи по контрольному нагнітанню ведуть зі спеціального візка, розташованої за межами щитового комплексу. Розчин готують на місці робіт в растворомешалках і не пізніше, ніж за 30 хв нагнітають за оброблення тунелю насосами типів С-263, С-317.
В обводнених ґрунтах контрольне нагнітання за оброблення зі збірного залізобетону виробляють після карбування швів і отворів для первинного нагнітання, а також після гідроізоляції болтових отворів і отворів для установки шпильок в ребрах блоків. За чавунну оброблення контрольне нагнітання виробляють до карбування швів.
У сухих грунтах при всіх видах оброблення контрольне нагнітання виконують після карбування швів оброблення.
Нагнітання ведуть через свердловини, які пробуривают через шар первинного нагнітання (9) (рис. 2.10, б) по всьому периметру кільця. У залізобетонної збірної обделке (3) свердловини розміщують в місцях перетину швів, а в чавунній - в отворах для нагнітання в стінках тюбінгів. У пробурені отвори встановлюють ін'єктори (4) для контрольного нагнітання, які оснащені пружним ущільнювачем (8) для герметизації гирла свердловини, натяжна гайкою (10), манометром (12) для контролю за тиском нагнітання і корковим краном (11). Контрольне нагнітання розчину за оброблення виробляють знизу вгору через все пробкові отвори, переставляючи сопло після того, як припиниться поглинання розчину при граничному тиску. Граничне тиск нагнітання за чавунні оброблення не повинно перевищувати 1 МПа (10 кгс / см 2), за збірні залізобетонні оброблення цю величину визначають розрахунком, враховуючи можливість зміщення блоків і тріщиностійкість матеріалу.
Приблизні витрати на контрольне нагнітання цементного розчину на ділянці перегінного тунелю метрополітену довжиною 6 м при середній витраті цементу 0,5 м на 1 м складають: при нагнітанні за тюбінг оброблення 14-16 чол,-год. за блокову - 20-22 чел.-ч.
Якість закінчених робіт встановлюють зовнішнім оглядом, перевіркою відсутності порожнеч за обробленням (за допомогою металевого щупа через разбуріваемая свердловини), а також нагнітанням розчину у знову пробурені свердловини. В окремих випадках вибурюють керни - стовпчики застиглого розчину і грунту, що залишаються в трубці при обертальному бурінні спеціальної коронкою. Якість зацементувати грунту, що оточує оброблення, визначають нагнітанням води в контрольні свердловини, пробурені в грунт на 400-600 мм. Нагнітання вважається задовільним, якщо водопоглинання ґрунту не перевищує 0,01 л / хв. Результати контролю за роботами по нагнітанню за тоннельную оброблення записують в журналах виконання робіт.
Безпека ведення робіт по нагнітанню розчину забезпечується при виконанні наступних основних вимог. До початку роботи вся система растворовода повинна бути випробувана на тиск води, в 1,5 рази перевищує робочий. Необхідно щодня перевіряти справність манометрів і запобіжних клапанів. В процесі проведення робіт необхідно ретельно стежити за надійним кріпленням растворовода на всій його довжині і за щільним з'єднанням його ланок. Ін'єктор повинен бути надійно закріплений в обделке і додатково прикріплений до неї страхують пристроями. Під час продування растворовода стисненим повітрям небезпечне місце слід обгородити, а робітники виведені від вихідного отвору растворовода на безпечну відстань (не менше 10 м). Забороняється ліквідувати затори в раствороводе, збільшуючи тиск в системі вище допустимого.