Salmisaaren kylmäkeskuksen injektointi

The aim of the research was to examine the factors which are effecting to the planning of grouting and collect grouting information from the Nordic constructed tunnels. With this information it is possible to understand how the tightness requirements and the grouting need are defined. The grouting of the district cooling plant was studied carefully so that the possible correlation between grout take and pre-investigations at the working site could be found. Analytical methods are used more for the water leakage evaluation than numerical methods. They are also easier and faster to use compared to the numerical methods. Total grout take could be usually evaluated by using water inflow measurements, conventional pre-investigations and empirical evaluations. It is possible to use mathematical methods also, but then the pre-investigations should be more thorough. For example every single fracture should be studied individually. The accuracy of results of different methods is comparable to the accuracy of results of pre-investigations in both water leakage evaluations and grout take evaluations. There has been done research aiming to find correlation between Q-, Qi-value or their elements and grout take in Scandinavia. The results point out that there is some kind of connection, which was noticed in this work too between the Q-value (evaluated after the tunnelling) and the grout take. It is difficult to use any rock quality values, which have been defined before tunnelling, in the evaluation of amount of the grouting work. Typically the problems are that the opinion of the geologist will always effect to the interpretation of drill cores and that there is not enough core drillings. Grout take is about 10 kilograms per bored meter (bum) in the systematic pre-grouting. Earlier has been used about 20 .. 40 kg/bm, but these values fits usually only at the strongly leaking areas for example grouting, which is determined with water inflow measurements. The average grout take was about 7,9 kg/bm in the systematic pre-grouting of halls of the district cooling plant. The grouting material was ultrafine cement mixed with stabilized microsilicaslurry. As far as it is known this material was used the first time in Finland. Microsilica reduces bleeding and shrinkage and probably improves the penetrability of the grout. There was not found any clear connection between the grout take and conventional site exploration results. It would be worthwhile to check if the Qi-value, which has been weighted with the relative length of fracture zones, could be used to evaluate the grout take.Diplomityön tavoitteena oli selvittää injektoinnin suunnitteluun vaikuttavat tekijät ja kerätä viimeisimpiä rakennettujen kohteiden injektointitietoja Pohjoismaista. Niiden avulla saatiin käsitys kuinka tilojen tiiviystavoitteet ja injektointitarve määritetään ja kuinka vuotovesi- ja injektointimäärät arvioidaan. Kylmäkeskuksen injektointi tutkittiin tarkasti, jotta löydettäisiin yhteys injektointimäärille ja perinteisille kalliotutkimuksille. Vuotovesimäärän arviointiin käytetään analyyttisia menetelmiä enemmän kuin numeerisia, ja niiden etuna onkin käytön helppous ja nopeus verrattuna numeerisiin menetelmiin. Injektointimäärien arviointi voidaan yleensä tehdä vesimenekkikokeiden, perinteisten kalliotutkimusten ja aiempien kokemusten perusteella. Arvioita menekistä on mahdollista tehdä myös matemaattisilla menetelmillä, mutta talloin tarvitaan perusteellisempia tutkimuksia. Tällöin yksittäisten rakojen tutkiminen on tärkeää. Menetelmien tulosten tarkkuus on parhaimmillaan verrannollinen tutkimusten tarkkuuteen sekä vuotovesien että injektointimäärien arvioinnissa. Pohjoismaissa on tutkittu Q ja Qi-luvun ja niiden osatekijöiden yhteyttä injektointimääriin. Tulokset osoittavat, että jonkinlainen yhteys on olemassa. Korrelaatio havaittiin myös tässä työssä louhinnan jälkeisen kalliokartoituksen ja injektointiaineen menekin välille. Ennen louhintaa tehtyä arviota kallion laadusta on vaikea käyttää injektointimäärien arvioinnissa. Ongelmana on yleensä se, että kallionäytekairauksia tehdään liian vähän ja että geologin mielipide vaikuttaa kairaustulosten tulkintaan. Hyvä muistisääntö on arvioida tunnelin systemaattisessa esi-injektoinnissa injektointiaineen menekiksi 10 kg/porametri. Aiemmin käytetty n. 20 … 40 kg/porametri -arvio sopii vain pahimpien vuotokohtien kuten esimerkiksi vesimenekkikokeen perusteella tehtävään injektointiin. Kylmäkeskuksen hallien systemaattiseen esi-injektointiin käytettiin porametriä kohden keskimäärin 7,9 kg injektointiainetta. Kylmäkeskuksen injektointiaineena käytettiin Suomessa tiettävästi ensimmäistä kertaa ultrahienoa sementtiä, johon oli sekoitettu stabiloitua mikrosilikasuspensiota. Mikrosilika estää vedenerottumista ja kuivumiskutistumista sekä todennäköisesti parantaa ultrahienon sementin tunkeutuvuutta. Hallien injektointiaineen menekin ja kalliotutkimusten välille ei löytynyt selvää yhteyttä. Kallionäytekairauksen tuloksista laskettavan ja rikkonaisuusalueen suhteellisella pituudella painotettavan Qi-luvun käyttämistä menekin arvioimiseen kannattaisi tutkia tarkemmin