اجرای شاتکریت

شرکت تیران تونل بیستون با سابقه ای درخشان و کادری مجرب اماده اجرای شاتکریت در تمام نقاط ایران می باشد.

اجرای شاتکریت در فضاهای زیرزمینی بلافاصله پس از انجام عملیات حفاری بایستی با روشهای خاصی مورد نگهداری اولیه قرار بگیرند. بستگی به ساختار زمین شناسی توده سنگ در برگیرنده فضای زیرزمینی میزان حجم نگهداری متفاوت خواهد بود .

برای اجرای تحکیمات تونل نیازبه داشتن اطلاعات کافی از وضعیت زمین شناسی ، میزان آب زیرزمینی موجود در توده سنگ ، مقاومت مکانیکی توده سنگ با توجه به شکل هندسی داخلی فضای ایجاد شده می باشد . پس از کسب آگاهی از وضعیت سنگ در برگیرنده ، میزان تحکیمات مورد نیاز براساس کلاس بندی خاصی تعیین شده و وارد مرحله اجرا می شود .

اجرای عملیات نگهداری بایستی طبق روش اجرای مدون و بهینه که در برگیرنده انواع ماشین آلات مورد نیاز ، تعداد نیروی انسانی ، مواد ومصالح باشد ، انجام بگیرد . در صورت نداشتن روش اجرای بهینه ، شروع و ادامه عملیات  نگهداری با مشکلات فراوانی مواجه خواهد بود و مستلزم صرف هزینه های گزاف در راستای برطرف نمودن مشکلات بوجود آمده ، خواهد بود.

موقعیت ورودی تونلهای آبرسان نیروگاه در سمت چپ رودخانه کارون ( جناح چپ بدنه ) قرار گرفته و ورودی تونلهای آبرسان در تراز ۱۵۵ قرار دارد.  در ورودی دهانه آبگیر نیروگاه چهار رشته تونل با قطر تمام شده بتن ریزی ۱۱ متر با طول تقریبی هرکدام ۱۵۰۰ متر تحت عنوان تونلهای فوقانی آبرسان نیروگاه سد گتوند وجود داشته که هریک از تونلهای آبرسان فوقانی در زیر سرج تانکها به دو رشته تونل با مقطع کوچکتر بنام تونلهای تحت فشار فوقانی ( آاپ ) منشعب شده که هرکدام از تونلهای تحت فشار فوقانی  با ریختن بتن خودتراکم ( س.س.س  ) در پشت استیل لاینینگ ، به قطر تمام شده بتن ریزی ۷ متر رسیده و با طول ۱۳۰ متر به بالای اس شفتها ادامه می یابند .

بتن پاشیده، بتن یا ملاتی است که از طریق یک شیلنگ تحت فشار هوا با سرعت زیاد روی سطوح حفاری شده سنگ پاشیده می‌شود و به دو روش تر و خشک اجرا می‌شود و دارای روش اجرای خاصی است ، بتن پاشی بوسیله دستگاه پمپ بتن پاش توسط افراد ماهر انجام می‌شود از بتن پاشیده شده معمولاً بعنوان قسمتی از سیستم نگهداری و در برخی موارد بعنوان پوشش دائمی استفاده می‌شود. بتن پاشی بر حسب نوع کلاس تحکیم قبل و بعد از نصب توری فولادی( وایرمش ) روی سطوح حفاری انجام گرفته و سپس حفاری گمانه تزریق روی سطح شاتکریت شده صورت می گیرد .

برای اجرای صحیح عملیات شاتکریت ، سطوح دیواره‌ها و سقف تونل که نیازبه بتن پاشی دارند را بایستی از ذرات ریز ، گردو خاک، گل  و از هر گونه مواد خارجی  پاکسازی نمود این کار با استفاده از هوای فشرده یا پاشیدن ماسه تحت فشار زیاد انجام می‌شود.

نوع و کیفیت سیمان مصرفی باید از تیپ و مطابق با حدود مشخصات استاندارد استم – س۱۵۰  باشد. عیار سیمان در مخلوط خشک ۴۰۰ تا ۴۵۰ کیلوگرم در متر مکعب باشد. نسبت آب به سیمان ۴۰/. تا ۴۵/. در نظر گرفته می‌شود. نسبت شن و ماسه به سیمان ۵/۳ تا ۴ می‌باشد. آب مصرفی باید تمیز و فاقد هرگونه مواد مضر برای بتن و فولاد باشد. رطوبت مجاز موجود در شن و ماسه باید بین ۳ تا ۵ درصد باشد. کیفیت مصالح شن و ماسه مصرفی باید شرایط مندرج در استاندارد استم‌س ۳۳ را برآورده نماید.

ضمناً قبل از آغاز عملیات اجرایی باید از واکنش‌زا نبودن مصالح مصرفی با سیمان اطمینان حاصل نمود. مواد افزودنی به منظور افزایش سرعت گیرش ملات بتن پاشیده بکار می‌رود ، نوع زودگیر مصرفی در پروژه گتوند شتکرت-۴۹ عف‌‌  می باشد.

 کیفیت پاشیدن شاتکریت به میزان زیادی ، به مهارت و تجربه اپراتور بستگی دارد . روش‌های اجرایی بایستی به نحوی بهبود یابد تا اهداف : ۱-حداقل  پس ریز ، ۲-عدم وجود پس ریز در شاتکریت پرداخت شده ، ۳-ایجاد صافترین سطح ممکن در شاتکریت پرداخت  شده ، ۴-حداقل ترک‌های انقباضی  ، ۵-هیچگونه فضای خالی در شاتکریت وجود نداشته باشد ،  ۶-چسبندگی خوب شاتکریت به سنگ و سطوح دیگر ، حاصل گردد.

 جهت اندازه گیری ضخامت شاتکریت اجرا شده روش های کنترلی مختلفی وجود دارد که به طور موردی چند نمونه ذکر می گردد.

۱-انجام عملیات کرگیری بوسیله دستگاه مغزه گیر از بخش های مختلف سطحی که عملیات شاتکریت در آن انجام شده است. اندازه گیری ضخامت شاتکریت به صورت مستقیم از مغزه گیری بعمل آمده از شاتکریت، نحوه چسبندگی شاتکریت به سنگ و ضخامت های مختلف شاتکریت لایه اول و دوم تعیین می گردد(ضخامت متوسط شاتکریت اندازه گیری شده از چال های زهکش برای دو لایه شاتکریت به طور متوسط ۱۵ سانتیمتر بوده که ۵ سانتیمتر آن مازاد خواهد بود).

۲-اندازه گیری ضخامت کلی شاتکریت  از طریق چال های میل مهار و زهکش حفاری شده . از مزایای این روش عدم احتیاج به دستگاه مغزه گیر و متعلقات لازم این دستگاه به منظور مغزه گیری می باشد. اندازه گیری به طور مستقیم و با مترکشی انجام می گیرد اندازه گیری ضخامت متوسط شاتکریت اجرا شده در یک سطح مشخص از تونل ، بدین صورت که حجم کل مصالح شاتکریت پاشیده شده بر اساس مصالح خروجی بچینگ و حجم کل مصالح پرت شده با توجه به درصد پرت مصالح شاتکریت مورد تأیید مشاور، مشخص گردد.

با کسر حجم کلی از حجم مصالح پرت شده، حجم مصالح چسبیده به سطح مشخص می گردد. که از تقسیم این حجم به سطح مورد نظر، ضخامت متوسط شاتکریت چسبیده به سطح مشخص خواهد شد.

 تست عبور مخلوط سیمان و ماسه از الک نمره ۱۰۰ جهت بدست آوردن مقدار سیمان در مخلوط مصالح شاتکریت ساخته شده ، آزمایش تست مقاومت فشاری سه محوره و تک محوره ، تست درصد رطوبت مصالح ، آزمایش اوتوکلاو(Outo کلو) جهت تست سلامت سیمان و … که هر کدام از این آزمایشات برمبنای مشخصات فنی پروژه با استاندارد خاصی سنجیده می شوند .

در صورتیکه هر یک از تستهای بالا دارای جواب منفی باشد جهت علت یابی در عوامل مرتبط در آن تست  بایدمتمرکز شد و با بر طرف نمودن معایب بدست  آمده ، دوباره تست را انجام داد تا زمانیکه جواب مثبت حاصل شود. از عوامل اصلی و تاثیر گذار در مقاومت شاتکریت می توان به مواردی از قبیل :۱ – مصالح شن و ماسه ۲ -کیفیت سیمان ۳ -رعایت ساخت مصالح مطابق طرح مصوب ۴ -کالیبره بودن دستگاه بچینگ ۵ – رعایت مشخصات فنی پاشش شاتکریت با به کار گیری نازلمن های حرفه ای وثابت ۶ – کنترل تجهیزات نظیر فشار کمپرسور و پمپ شاتکریت و غیره ۷ – کنترل ورعایت و استانداردهای نمونه گیری ، اشاره نمود.

شن ، ماسه ، سیمان، و آب اجزای تشکیل دهنده شاتکریت هستند . نسبت اختلاط این اجزا با هم جهت رسیدن به بیشترین مقاومت بر اساس مشخصات فنی و استاندارد استم – س۱۵۰  می باشد. طرح اختلاط مصوب   ت۹۴ (دریک متر مکعب مصالح ساخته شده) به شرح ذیل می باشد:

کعاگع  ۱۲۲۸= (تمم ۵_۰ ) ماسه  ، کعاگع۵۲۷ =( تمم ۹.۵_۵ ) شن   ، کعاگع   ۴۵۰ =( تایپ و ) سیمان  ، %(۵-۳)= رطوبت اولیه

مصالح اولیه (شن و ماسه) بر اساس اعلام نیاز بچینگ محل تولید شاتکریت از واحد تولید مصالح به محل دپوی بچینگ منتقل می شود و در شرایط مناسب نگهداری می گردد . جهت ساخت ، این مصالح با رطوبت اولیه به میزان %(۵-۳ ) بر اساس نسبت اختلاط خاص خود در دستگاه بچینگ مخلوط شده و پس از ساخت با تراک میکسرهای مخصوص به محل اجرا منتقل می شود.

 میکس نا صحیح مصالح در تراک میکسر بعلت میکس نکردن تراک توسط اپراتور تراک میکسر یا خرابی دیگ مصالح تراک میکسر می باشد که برای بررسی این موضوع در مرحله ابتدای تخلیه تراک و انتهای تخلیه تراک در موقعیت اجرایی دو عدد پانل گرفته شد ، در مغزه گیریهای بعمل آمده از بتن ۱۴ روزه مشاهده گردید که مغزه‌ها از مقاومت پایینی برخوردارند بعلاوه در روی بدنه مغزه‌ها فواصل و ناپیوستگی هایی مشاهده می شود که حاکی از چسبندگی نامطلوب و پایین بین اجزای بتن در اثر کمبود سیمان می باشد، از طرفی مغزه استوانه ای بعلت استحکام پایین با نیرویی کم از ناحیه یکی از ناپیوستگی هایش شکسته شد.

با مشاهده سطح مقطع شکست اختلاط نادرست مصالح ریزدانه و درشت دانه و سیمان را می توان مشاهده نمودکه همگی حاکی از عدم میکس صحیح مصالح می باشداز آنجائیکه مصالح تراک میکسر مورد آزمایش از لحاظ اختلاط و کیفیت مورد تایید بودند، و مقدار هر یک از آنها بر اساس نسبت اختلاط استاندارد در مخلوط وجود داشت اشکال فوق تنها می تواند بعلت عدم میکس صحیح مصالح بوده باشد.

در موقعیتهای کاری بعضاً  مشاهده می شود که بعلت سختی طبیعت کار و محل اجرا (بخصوص فضاهای زیرزمینی) نیروها تمایل دارند هر چه سریعتر با تمام کردن کار محوله به آنها محیط را ترک کنند و در نتیجه میکس مصالح به خوبی انجام نمی شود که در اینگونه موارد حضور مسوولین مربوطه و کارشناسان موقعیت و توجیه عوامل بسیار ضروری به نظر می رسد.

ارتباط مستمرمسئولین بچینگ با آزمایشگاه کارگاه و انجام تستهای مختلف از مصالح اولیه در محل معدن و پلانهای ماسه شویی ، مخلوط شاتکریت ساخته شده در بچینگ ، کالیبراسیون دستگاههای بچینگ و نمونه گیری از شاتکریتهای اجرا شده در موقعیت های کاری با فواصل زمانی نزدیک بطوریکه در صورت مشاهده نقص در هر کدام از قسمتها سریعتر بتوان علت یابی و رفع عیب نمود. حضور مستمر و دائمی نماینده آزمایشگاه در تمامی مراحل نمونه گیری ،‌عمل آوری ، نگهداری و انجام تست های نهایی بر روی نمونه حائز اهمیت است.

مقاومت فشاری ۲۸ روزه بر اساس نمونه های استوانه ای استاندارد  ۲۵۰ می باشد. این تعیین مقاومتها بر اساس مغزه گیری از پانل ۸*۸۰*۸۰ سانتیمتری صورت می گیرد. نکته مهم این است که  پانل آزمایشی باید در همان زاویه محلی که شاتکریت اجرا می شود قرار بگیرد. فشار مناسب هوای ورودی به دستگاه شاتکریت ۶ بار می باشد و حداقل گنجایش کمپرسور ۲۱ مترمکعب در دقیقه می باشد. فاصله بهینه سر شیلنگ تا سطح مورد نظر بین ۰.۶ تا ۱.۲ متر می باشد. جهت بتن پاشی باید حتی المقدور عمود بر سطح کاربوده و هیچگاه از ۴۵ درجه (زاویه نسبت به خط عمود) تجاوز ننماید.

 با توجه به ماهیت تمامی پروژه های عمرانی ، خصوصاً پروژه های بزرگ سد سازی پیش بینی وبرآورد ماشین آلات وتجهیزات موردنیاز ونحوه بکارگیری آنها نقش بسزایی در پیشرفت فیزیکی وکیفی پروژه وهمچنین میزان هزینه های جاری خواهد داشت . در این میان موثرترین آیتم ، قطعات مصرفی ونحوه تامین آن می باشد ، که عدم تأمین وتعویض بموقع خسارتهای جبران ناپذیری را به کیفیت اجرایی واقتصاد پروژه متحمل می نماید .

تجربه اکثرکارگاههای داخلی مؤید این نکته می باشد که عدم آموزش صحیح کاربران ماشین آلات وتامین نشدن بهنگام قطعات مصرفی عامل بنیادی توفقات اجرائی بوده است و بعضاً بعلت تأمین نشـدن قطـعات مصـرفی جزئی، ماشین آلات بمدت طولانی متوقف خواهند گردید.از سوی دیگر با توجه به این امر که تولیدکنندگان قطعات اصلی اکثر ماشین آلات وارداتی خود کشورهای مبدأ می باشند ، سفارش وخریداری قطعات از طریق نمایندگان داخلی ویا بصورت مستقیم مستلزم صرف زمان وهزینه های بالا می باشد .

 ۱-نگارنده بر این عقیده است که در مقاطعی که توده سنگ از نظر ژئوتکنیکی، مطلوب تشخیص داده شود  انجام تحکیمات موقت و اولیه  فقط به یک لایه شاتکریت  محدود گردیده و نیازی به هزینه اضافی ناشی از تحکیم کامل مقطع نمی باشد. البته در این رابطه می توان با نصب ابزار دقیق و ثبت جابجایی‌ها به اطمینان کافی رسید.

۲-بایستی تراک میکسر پس از بارگیری تا رسیدن به محل تخلیه مدام در حال میکس کردن باشد ولی بعلت استهلاک زیاد و دلائل دیگر، دستگاهها نمی توانند در حال حرکت به میکس کردن بپردازند.پس لازم است پس از رسیدن به محل تخلیه و پهلوگیری ، حداقل ۱۵-۱۰ دقیقه به میکس کردن بپردازند.

۳-برای کاهش پرت مصالح شاتکریت نگارنده استفاده از وایر مش φ۸ با ابعاد چشمه ۱۵ سانتیمتر را به جای وایرمش φ۶ به ابعاد چشمه ۱۰ سانتیمتر پیشنهاد می نماید .

۴-با توجه به ماهیت تمامی پروژه های عمرانی ، خصوصاً پروژه های بزرگ سد سازی پیش بینی وبرآورد ماشین آلات وتجهیزات موردنیاز ونحوه بکارگیری آنها نقش بسزایی در پیشرفت فیزیکی وکیفی پروژه وهمچنین میزان هزینه های جاری خواهد داشت . قطعات پر مصرف ماشین آلات تحکیم ، همواره علاوه بر تحمیل هزینه های اضافی به پروژه باعث توقف عملیات اجرایی نیز می گردد لذا پس از تحقیق و بررسی موضوع در سیستم آبرسان نیروگاه سد گتوند، پیشنهادات ذیل قابل استفاده در پروژه های مشابه خواهند بود:

الف- بازیافت صفحه های لاستیکی بالا وپائین وصفحه استیل پمپ های شاتکریت: با توجه به اینکه تامین صفحه های لاستیکی پمپ۲۶۲ باتوجه به درخواست های مکرر کارگاه به دلایل زیادی تحقق پیدا نکرد ، از سوی دیگر بعلت حجم زیاد عملیات شاتکریت( ۱۸۰۰۰ متر مکعب در سال )، بازیافت این صفحات مورد بررسی و با موفقیت اجرا شد بطوری که صفحات که دارای ضخامت اولیه ۳۰ میلیمتر بودند تا دو مرحله ساب زدن در ضخامت‌های ۲۰ و ۱۰ میلیمتری مورد استفاده قرار گرفتند. جهت بازیافت صفحه استیل نیز تمامی سطح آن بوسیله دستگاه تراش لایه برداری وسائیده شده و با توجه به سختی صفحه فولادی تراشیدن آن بکمک الماس خاصی با صعوبت های زیادی همراه است .

ب‌ارائه طرح تغییر سیستم نیرومحرکه موتور عقب تراک میکسر.

ج- ارائه طرح بچینگ تولید مصالح شاتکریت به شیوه خشک .