HU204333B - Method for repairing engineering structures particularly non-climbable underground channels - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás, amely eró'tanilag és/vagy vízzárósági szempontból hibás, különösen nem mászható, nem járható belméretű bármilyen anyagú, alakú és méretű csővezetékek, ületve csatornák felbontás nélküli javítására való. 5 . A leírásban „műtárgy”, „csatorna”, „csővezeték” kifejezést a lehető legtágabban értjük. Ezek a megjelölések a legkülönbözőbb anyagú, méretű, alakú, korú, rendeltetésű, helyű, meghibásodású csatornák, csővezetékek mellett a különbözhő anyagú, méretű és ren- 10 deltetésű zárt, vagy nyűt tároló medencéket, aknákat, víztornyokat, alagutakat, pincéket, helyiségeket, természetes vagy mesterséges üregeket is magukban foglalják.

Ismeretes, hogy a statikailag éshtagy vízzáróság 15 szempontjából hibás csatornák világszerte súlyos problémákat, útburkolat beszakadásokat, talajvíz fertőzést stb. okoznak. Ismeretes az is, hogy az urbanizáció fejlődésévelarégicsaíomákromlása állandóanfokozódik. A hibás földalatti csatornák meghízható, 20 gyors, útfelbontás nélküli javítása a legtöbb esetben mégma is igenkörülményes és költséges munka.

Anemmászható méretű csatornák javítására „SUPERAQUA” néven ismeretesek vegyszeres csatornajavítási eljárások, amelyek a hibás, nem vízzáró csa- 25 tornákat azáltal javítják, hogy a csatornát először egy , A” vegyszeroldattal töltik fel, majd pedig amikor az oldat szintje az aknában már nem csökken, vagy csak kissé csökken, kiszivattyúzzák és egy másik „B” oldat keveredik az előzetesen kiinjektálódott, A” oldattal 30 és előre meghatározott idő után a csatorna repedéseibe és azokon keresztül a csatorna körüli üregekbe, talajjáratokba jutott anyag megszilárdul, begélesedik.

Az eljárást igen széles körben hazánkban és külföldön is alkalmazzák (lásd a 194 956ljsz. magyarszabadalmi 35 leírás).

Az INSITUFORM néven ismert további eljárás lényege, hogy a csatornába műgyantával átitatott műanyag paplant juttatnak. A bélelő anyagot víznyomás segítségével nyomják a csatorna belső falához. Ezt kö- 40 vetően a víz hőmérsékletét 80 “C-ra hevítik, melynek hatására a bélelő anyag megkeményedik. Ennél az eljárásnál a gyűjtőcsatornára kötött házi bekötőcsatornák javítása nem oldható meg, s érzékeny a szelvénybe benyúló akadályokra. Az aknái vízzáróságát is más 45 módszerrelkellbiztosítani.

A BONEX néven ismert eljárásnál és általában a béléscsövet alkalmazó megoldásoknál a csövek beépítése a meglevő tisztító aknákból rendszerint nem oldható meg, ezért külön bontással járó indító aknákat 50 kellkészíteni.AzaknanéIkülihekötővezetékekfelszabadítása a nem mászható szelvényeknél körülményes.

A fent idézett SUPERAQUA eljárás előnyei mellett számolni kell azzal, hogy mászható, járható méretű csatornák javítása esetén nagy mennyiségű vegysze- 55 roldatokat és ennek megfelelően jelentős számú tartálykocsit használ, ami már kevésbé előnyös. Ezenkívül egyes esetekben, főleg nagyszemcsés, görgeteges, kavicsos talajoknálfennállhatazaveszély,hogy talajvízben lévő cstomáknál, vagy olyan esetben, amikor a 60 javítás során a csatornába öntöttvegyszeroldat a csatorna repedésein, hiányosságain keresztül a csatorna alatt húzódó talajvízbe kerülhet. Ez a körülmény nem kívánatos módon rendszerint átmenetileg kisebb-nagyobb talajvízfertőzést is okozhat.

A jelen találmánnyal célunk az ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölése, azaz olyan megoldás létrehozása, amely erőtanilag és/vagy vízzárósági szempontból hibás, különösen mászható, nem járható méretű bármilyen anyagú, alakú és méretű csatornák felbontás nélküli, gyors, gazdaságos, megbízható, erőtani és/vagy vízzárósági szempontból kifogástalan javítását teszi lehetővé, még nagyszemcsés, görgeteges, kavicsos talajok esetén is abban az esetben is, ha a javítandó csatorna talajvízben van, vagy fennáll az a lehetőség, hogy a javítás során az elsőként beöntött vegyszeroldat a csatorna repedésein, hiányosságain keresztül nem kívánatos módon a csatornát körülvevő, vagy a csatorna alatthúzó talajvízbekerülhet.

A kitűzött feladat megoldásához a bevezetőben ismertetett eljárásból indultunkki, amelynél tehát a javítandó csatornaszakaszba vízüveget tartalmazó első kezelőfolyadékot juttatunk, ezt adott esetben második kezelőfolyadékka], például hidrogén-szilikofluorid 10%-os vizes oldatával helyettesítve a javítandó tömítetlenségi helyeken, például repedésekben, áttörésekben és ezeken keresztül a műtárgyat körülvevő talajban, illetve annak üregeiben vízzáró tömítést (hidrogélt) hozunk létre. A jelen találmány lényege, hogy az első kezelőfolyadékot — bejuttatása előtt, vagy közben — harmadik kezelőfolyadékkal reagáltatjuk, amely hidraulikus kötőanyagot tartalmazó vizes szuszpenzió.

Célszerűen a harmadik kezelőfolyadék hidraulikus kötőanyagként cementet, célszerűen heterogén portland cementet alkalmazunk, továbbá a hidraulikus kötőanyaghoz kötéskésleltető és/vagy ülepedésgátló adalékszert adagolunk.

A találmány szerinti eljárásnak a javítandó építési szerkezet (műtárgy, csatorna) meghibásodási mértékétől, belméretétől, alakjától, anyagától, a talajviszonyoktól, a talajvíz állásától, stb. függően számos foganatosítási módja lehetséges az igényelt oltalmi körön belül.

A találmányt részletesebben az alábbiakban az 1-3. ábrák kapcsán és példákon keresztül ismertetjük. A rajzon az

1. ábrán a találmány szerinti eljárással javítandó csatornaszakaszt vázlatos függőleges metszetben szemléltettük; a

2. ábra az 1. ábra szerinti megoldást az eljárás későbbi fázisában szemlélteti; a

3. ábra az 1. és 2. ábra A-A vonal mentén vett metszet, viszonylag nagyobb léptékben.

Az 1-3. ábrákon a találmány szerinti eljárással javítandó földalatti csatorna egy szakasza látható.

Az 1-3. ábrákon látható statikailag és vízzárósági szempontból renkívüli módon hibás, 40 cm belméretű körszelvényű csatorna javítása. Az ábrán jól látható, hogy a 7 csatomafal több helyen összerepedezett, el2

HU 204 333 Β tör t. A repedések olyan nagymérvűek, hogy a csatorna falát teljes vastagságban áttörték és a csatorna külső részén veszélyes, jelentős nagyságú üregek is keletkeztek, amelyek a csatorna beomlásához, az úttest beszakadásához is vezethetnek.

A kitisztított javítandó csatornaszakaszt az 1. ábra szerinti módon 1 csőelzárókkal lezárjuk. Ezt követően a lezárt szakaszt 4 tartálykocsiból „C” kezelőfolyadékkal tölt jük fel a 2 aknán keresztül a folyási fenéktől számított ,jn” magasságig, ami a helyi adottságoktól függően 1-2 m általában. Amikor a 2 aknákban a „C” kezelőfolyadék szintje már nem csökken, vagy csak kis mértékben csökken, ami általában 30-60 perc alatt következik be, a „C” kezelőfolyadékot a csatornából visszaszivattyúzzuk a 4 tartálykocsiba, vagy átszivattyúzzuk egy előzetesen már előkészített másik csatornaszakaszba.

A hidrosztatikai nyomás hatására a „C” kezelőfolyadék bejut a csatorna repedéseibe, hiányosságaiba és azokon keresztül kitölti a csatorna körüli üregeket és talajjáratokat is és a talajréteget egy bizonyos vastagságig átitatja. (Ezt 5 hivatkozási számmal és sraffozással jelöltük az 1. ábrán). Megfelelő idő után a csatornába visszafolyó „C” kezelőfolyadékot utólag eltávolítjuk, majda következő eljárási lépésként a 2. ábra szerinti módon 6 tartálykocsiból, A” kezelőfolyadékkal töltjük fel a csatornaszakaszt, amely vízüveget tartalmaz.

A hidrosztatikai nyomás hatására az előzetesen kiinjektálódott „C” kezelőfolyadék keveredik az ,A” kezelőf olyadékkal, és előre beállított idő után (például 20-40 perc alatt), az anyag megköt, megszilárdul és a

3. ábrán látható helyzet alakul ki. Itt jól kivehető, hogy a csatorna körül egy jelentős vastagságú, megszilárdult, vízzáró 8 anyagréteg jön létre, amely megakadályozza azt, hogy az, A” kezelőfolyadék (amit 9-cel jelöltünk) a külső 8 anyagrétegen keresztül a környező talajba, vagy talajvízbe kerüljön.

Amikor az ,A” kezelőfolyadék szintje a 2 aknákban már nem csökken, azt visszaszivattyúzzuk a 6 tartálykocsiba, vagy átszivattyúzzuk az előzetesen előkészített, javítandó másik csatornaszakaszba.

Ezt követően a csatornaszakaszt a 6 tartálykocsiban levő,,B” kezelőfolyadékkal töltjük fel a jelen példakénti esetben abból a célból, hogy a 3. ábrán látható, belső 9 részeket is begélesítsük, megszilárdítsuk és ezáltal a javítás hatékonyságát tovább fokozzuk.

Ezt követően öblítjük a csatornát és az 1 csőelzárók kiszerelése után a csatornaszakasz azonnal újra üzembe helyezhető.

A találmány szerinti eljárás részletesebb ismertetéséhez az alábbiakban 1-4. példákat adunk, amelyekben ismertetjük első , A” kezelőfolyadék, a második „B” kezelőfolyadék és a harmadik „C” kezelőfolyadék célszerű összetételeit is. Elöljáróban megjegyezzük, hogy a „B” kezelőfolyadék alkalmazása fakultatív, azaz nem kötelezően előírt.

1. példa

A találmány szerinti eljárás hatékonyságának bizonyítására kisminta-kísérletet végeztünk:

cm átmérőjű, 50 cm hosszú üvegcsövet 8 mm-es max. szemnagyságú folyami homokos kaviccsal töltünk meg. Ezután az oszlop tetejére annyi hidraulikus kötőanyag tartalmú szuszpenziót — azaz „C” kezelőfolyadékot — öntünk, amennyivel az oszlop telítődik. A szuszpenzió—meglepő módon kb. 30 cm mélységig behatolt az oszlopba.

A „C” kezelőfolyadék összetétele a következő:

- 60 tömegrész csapvíz,

-120 tömegrész pemyeportlandcement-10,

-1,2 tömegrész szervetlen hatóanyagú kötéskésleltető adalékszer: „RETARDOL-85” (gyártó: Kemikál, Budapest),

- 2,4 tömegrész ülepedésgátló adalékszer (d_max= 160 mikrométer): üveggyöngy (gyártó: SZKKTI, Budapest).

Az első kezelési művelet után fél órával az oszlopra a következő összetételű , A” kezelőfolyadékot öntöttük:

- 80 tömegrész tömény vízüveg (38 Bo°) és

- 20 tömegrész „BP-1” melamin bázisú betonfolyósító adalékszer (forgalmazó: Agrokémia Szövetkezet, Sellye).

Az oszlop felső, kb. 5 cm-es részén a szuszpenzíó homokos kavicsrendszer 2-3 perc múlva megszilárdult, vízzáró réteg alakult ld. Az oszlop alsóbb szakaszán a cementszuszpenzió kötése kb. 24 óra múlva indult meg és kb. 2 óra alatt befejeződött.

2. példa

Görgeteges anyagból kialakított „tanpályán” 20 πιes kísérleti csatornaszakaszt építettünk és a találmány szerinti eljárást ezen alkalmaztuk. A kísérlethez használt folyadékok az alábbiak voltak (a kezelési műveletek sorrendje az 1. példánál közöttel azonos volt):

A „C” kezelőfolyadék összetétele:

- 60 tömegrész csapvíz

-100 tömegrész pemyeportlandcement 20

-1 tömegrész „RETARDOL-F” szerves hatóanyagú kötéskésleltető adalékszer (gyártó: Kemikál, Budapest)

- 5 tömegrész ülepedésgátló adalék: üveggyöngy (d_max= 350 mikrométer)

Az, A” kezeló'folyadék összetétele:

- 80 tömegrész tömény vízüveg (38 Bo°)

- 20 tömegrész csapvíz

- 3 tömegrész kloridmentes betonszüárdulást gyorsító adalékszer: PAPIDOL (gyártó: Kemikál, Bp.)

A „B” kezelőfolyadék összetétele:

- 20 tömegrész hidrogén-szilikofluorid 10%-os vizes oldata.

3. példa

Folyami homokba ágyazott csatornaszakaszon, mesterségesen kialakított hibahelyek javítására alkalmazott oldatok összetétele:

”C + A” kezelőfolyadék:

- 50 tömegrész csapvíz

-100 tömegrész pernye porüandcement-10

HU 204333 Β

- 2,4 tömegrész szervetlen hatóanyagú kötéskésleltető adalékszer: Retardol 85 (gyártó: Kemikál, Bp.)

- 5 tömegrész ülepedésgátló adalék: üveggyöngy (djnax-160 mikrométer)

-630 tömegrésztöményvízüveg(38Bo°) Megjegyezzük, hogy itt a „C” és ,A kezelőfolyadékokat együtt juttattuk a javítandó csatornaszakaszba.

”B”kezelőfolyadék:

-200 tömegrészhidrogén-szilikofluorid 10%-os vizes oldata.

4. példa

Ismét további csatorna javításnál a „C+A” kezelőfolyadék összetétele ugyanazvolt, mint a 3. példánál ”B” kezelőfolyadék összetétele:

-400 tömegrész csapvíz,

-28 tömegrész citromsav.

A találmány szerinti eljárás univerzális lehetőséget nyújt a legkülönbözőbb csatornák felbontás nélküli gyors és gazdaságos javítására. A kísérleti tapasztalataink bizonyították, hogy még nagyszemcsés, görgeteges, kavicsos talajok esetén is kifogástalan javítást teszlehetővé, sőt olyan, esetekben is, amikor a javítandó csatorna talajvízben van, vagy fennáll a csatorna alatt húzódó talajvíz szennyeződésének veszélye. Ez utóbbi esetben is megnyugtató megoldást ad a jelen találmány, hiszen ezzel garantálható, hogy atalajvízhe és a környező talajrészekbe nem juthat az egyébként lúgos kémhatású, A” kezelőfolyadék, vagyis a talajvízszennyezés veszélye kizárt. Az eddig végzett csatornavízszennyezés veszélye kizárt. Az eddig végzett csatomajavítási munkálataink bizonyították, hogy a találmány szerinti eljárással javított csatornák erőtani és/vagy vízzárősági szempontjából az új csatornával egyenértékűnek tekintendők.

Végül megjegyezzük, hogy a találmány értelmében a harmadik „C kezelőfolyadék az első, A” kezelőfolyadék bejuttatása előtt, vagy azzal egyidejűleg reágáltatható az első, A” kezelőfolyadékkal, ez a reagáltatás történhet a javítandó csatornaszakaszban magá10 bán, vagy akár a beadagolás helyén külön tartályban is.

Claims (2)

1. SZABADALMIIGÉNYPONTOK

   1 δ l.Eljárásműtárgyak,főlegnemmászható,földalatti csatornák javítására, amelynél a javítandó műtárgyba, főleg csatornaszakaszba vízüveget tartalmazó első kezelőfolyadékot (”A) juttatunk, ezt adott esetben második gélképző kezelőfolyadékkal (”B”) helyettesítve a

   20 javítandó tömítetlenségi helyeken, így repedésekben, áttörésékben és ezeken keresztül a műtárgyat körülvevő talajban és annakűregeiben vízzáró tömítést (hidrogélt) hozunklétre, azzal jellemezve, hogy az első kezelőfolyadékot (”A”) — bejuttatása előtt, vagy közben

   25 — harmadik kezelőfolyadékként (”C”) alkalmazott, hidraulikus kötőanyagot tartalmazó, vizes szuszpenzióvalreagáltatjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a harmadik kezelőfolyadék (”C”) hidraulikus kő30 tőanyagként cementet, főleg heterogén portlandcementet alkalmazunk, továbbá ehhez kötéskésleltető és/vagy ülepedésgátló adalékszert adunk.