اجرای شاتکریت

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

مقدمه

اجرای شاتکریت در فضاهاي زيرزميني بلافاصله پس از انجام عمليات حفاري بايستي با روشهاي خاصي مورد نگهداري اوليه قرار بگيرند. بستگي به ساختار زمين شناسي توده سنگ در برگيرندة فضاي زيرزميني ميزان حجم نگهداري متفاوت خواهد بود .

براي اجراي تحكيمات تونل نيازبه داشتن اطلاعات كافي از وضعيت زمين شناسي ، ميزان آب زيرزميني موجود در توده سنگ ، مقاومت مكانيكي توده سنگ با توجه به شكل هندسي داخلي فضاي ايجاد شده مي باشد . پس از كسب آگاهي از وضعيت سنگ در برگيرنده ، ميزان تحكيمات مورد نياز براساس كلاس بندي خاصي تعيين شده و وارد مرحله اجرا مي شود .

اجراي عمليات نگهداري بايستي طبق روش اجراي مدون و بهينه كه در برگيرندة انواع ماشين آلات مورد نياز ، تعداد نيروي انساني ، مواد ومصالح باشد ، انجام بگيرد . در صورت نداشتن روش اجراي بهينه ، شروع و ادامة عمليات  نگهداري با مشكلات فراواني مواجه خواهد بود و مستلزم صرف هزينه هاي گزاف در راستاي برطرف نمودن مشكلات بوجود آمده ، خواهد بود.

موقعيت و مشخصات تونلهاي آبرسان

موقعيت ورودي تونلهاي آبرسان نيروگاه در سمت چپ رودخانة كارون ( جناح چپ بدنه ) قرار گرفته و ورودي تونلهاي آبرسان در تراز ۱۵۵ قرار دارد.  در ورودي دهانة آبگير نيروگاه چهار رشته تونل با قطر تمام شدة بتن ريزي ۱۱ متر با طول تقريبي هركدام ۱۵۰۰ متر تحت عنوان تونلهاي فوقاني آبرسان نيروگاه سد گتوند وجود داشته كه هريك از تونلهاي آبرسان فوقاني در زير سرج تانكها به دو رشته تونل با مقطع كوچكتر بنام تونلهاي تحت فشار فوقاني ( آاپ ) منشعب شده كه هركدام از تونلهاي تحت فشار فوقاني  با ريختن بتن خودتراكم ( س.س.س  ) در پشت استيل لاينينگ ، به قطر تمام شدة بتن ريزي ۷ متر رسيده و با طول ۱۳۰ متر به بالاي اس شفتها ادامه مي يابند .

بتن پاشي ( شاتكريت )

بتن پاشيده، بتن يا ملاتي است كه از طريق يك شيلنگ تحت فشار هوا با سرعت زياد روي سطوح حفاري شده سنگ پاشيده مي‌شود و به دو روش تر و خشك اجرا مي‌شود و داراي روش اجراي خاصي است ، بتن پاشي بوسيله دستگاه پمپ بتن پاش توسط افراد ماهر انجام مي‌شود از بتن پاشيده شده معمولاً بعنوان قسمتي از سيستم نگهداري و در برخي موارد بعنوان پوشش دائمي استفاده مي‌شود. بتن پاشي بر حسب نوع كلاس تحكيم قبل و بعد از نصب توري فولادي( وايرمش ) روي سطوح حفاري انجام گرفته و سپس حفاري گمانه تزريق روي سطح شاتكريت شده صورت مي گيرد .

براي اجراي صحيح عمليات شاتكريت ، سطوح ديواره‌ها و سقف تونل كه نيازبه بتن پاشي دارند را بايستي از ذرات ريز ، گردو خاك، گل  و از هر گونه مواد خارجي  پاكسازي نمود اين كار با استفاده از هواي فشرده يا پاشيدن ماسه تحت فشار زياد انجام مي‌شود.

مشخصات و كيفيت شاتكريت

نوع و كيفيت سيمان مصرفي بايد از تيپ و مطابق با حدود مشخصات استاندارد استم – س۱۵۰  باشد. عيار سيمان در مخلوط خشك ۴۰۰ تا ۴۵۰ كيلوگرم در متر مكعب باشد. نسبت آب به سيمان ۴۰/. تا ۴۵/. در نظر گرفته مي‌شود. نسبت شن و ماسه به سيمان ۵/۳ تا ۴ مي‌باشد. آب مصرفي بايد تميز و فاقد هرگونه مواد مضر براي بتن و فولاد باشد. رطوبت مجاز موجود در شن و ماسه بايد بين ۳ تا ۵ درصد باشد. كيفيت مصالح شن و ماسه مصرفي بايد شرايط مندرج در استاندارد استم‌س ۳۳ را برآورده نمايد.

ضمناً قبل از آغاز عمليات اجرايي بايد از واكنش‌زا نبودن مصالح مصرفي با سيمان اطمينان حاصل نمود. مواد افزودني به منظور افزايش سرعت گيرش ملات بتن پاشيده بكار مي‌رود ، نوع زودگير مصرفي در پروژة گتوند شتکرت-۴۹ عف‌‌  مي باشد.

 كيفيت پاشيدن شاتكريت به ميزان زيادي ، به مهارت و تجربه اپراتور بستگي دارد . روش‌هاي اجرايي بايستي به نحوي بهبود يابد تا اهداف : ۱-حداقل  پس ريز ، ۲-عدم وجود پس ريز در شاتكريت پرداخت شده ، ۳-ايجاد صافترين سطح ممكن در شاتكريت پرداخت  شده ، ۴-حداقل ترك‌هاي انقباضي  ، ۵-هيچگونه فضاي خالي در شاتكريت وجود نداشته باشد ،  ۶-چسبندگي خوب شاتكريت به سنگ و سطوح ديگر ، حاصل گردد.

كنترل و محاسبه اضافه ضخامت شاتكريت

 جهت اندازه گيري ضخامت شاتكريت اجرا شده روش هاي كنترلي مختلفي وجود دارد كه به طور موردي چند نمونه ذكر مي گردد.

۱-انجام عمليات كرگيري بوسيله دستگاه مغزه گير از بخش هاي مختلف سطحي كه عمليات شاتكريت در آن انجام شده است. اندازه گيري ضخامت شاتكريت به صورت مستقيم از مغزه گيري بعمل آمده از شاتكريت، نحوه چسبندگي شاتكريت به سنگ و ضخامت هاي مختلف شاتكريت لايه اول و دوم تعيين مي گردد(ضخامت متوسط شاتكريت اندازه گيري شده از چال هاي زهكش براي دو لايه شاتكريت به طور متوسط ۱۵ سانتيمتر بوده كه ۵ سانتيمتر آن مازاد خواهد بود).

۲-اندازه گيري ضخامت كلي شاتكريت  از طريق چال هاي ميل مهار و زهكش حفاري شده . از مزاياي اين روش عدم احتياج به دستگاه مغزه گير و متعلقات لازم اين دستگاه به منظور مغزه گيري مي باشد. اندازه گيري به طور مستقيم و با متركشي انجام مي گيرد اندازه گيري ضخامت متوسط شاتكريت اجرا شده در يك سطح مشخص از تونل ، بدين صورت كه حجم كل مصالح شاتكريت پاشيده شده بر اساس مصالح خروجي بچينگ و حجم كل مصالح پرت شده با توجه به درصد پرت مصالح شاتكريت مورد تأييد مشاور، مشخص گردد.

با كسر حجم كلي از حجم مصالح پرت شده، حجم مصالح چسبيده به سطح مشخص مي گردد. كه از تقسيم اين حجم به سطح مورد نظر، ضخامت متوسط شاتكريت چسبيده به سطح مشخص خواهد شد.

ارزيابي علت كاهش مقاومت شاتكريت در سيستم آبرسان نيروگاه

 تست عبور مخلوط سيمان و ماسه از الك نمره ۱۰۰ جهت بدست آوردن مقدار سيمان در مخلوط مصالح شاتكريت ساخته شده ، آزمايش تست مقاومت فشاري سه محوره و تك محوره ، تست درصد رطوبت مصالح ، آزمايش اوتوكلاو(Outo کلو) جهت تست سلامت سيمان و … كه هر كدام از اين آزمايشات برمبناي مشخصات فني پروژه با استاندارد خاصي سنجيده مي شوند .

در صورتيكه هر يك از تستهاي بالا داراي جواب منفي باشد جهت علت يابي در عوامل مرتبط در آن تست  بايدمتمركز شد و با بر طرف نمودن معايب بدست  آمده ، دوباره تست را انجام داد تا زمانيكه جواب مثبت حاصل شود. از عوامل اصلي و تاثير گذار در مقاومت شاتكريت مي توان به مواردی از قبیل :۱ – مصالح شن و ماسه ۲ -كيفيت سيمان ۳ -رعايت ساخت مصالح مطابق طرح مصوب ۴ -كاليبره بودن دستگاه بچينگ ۵ – رعايت مشخصات فني پاشش شاتكريت با به كار گيري نازلمن هاي حرفه اي وثابت ۶ – كنترل تجهيزات نظير فشار كمپرسور و پمپ شاتكريت و غيره ۷ – كنترل ورعايت و استانداردهاي نمونه گيري ، اشاره نمود.

توليد مصالح و ساخت شاتكريت

شن ، ماسه ، سيمان، و آب اجزاي تشكيل دهنده شاتكريت هستند . نسبت اختلاط اين اجزا با هم جهت رسيدن به بيشترين مقاومت بر اساس مشخصات فني و استاندارد استم – س۱۵۰  مي باشد. طرح اختلاط مصوب   ت۹۴ (دريك متر مكعب مصالح ساخته شده) به شرح ذيل مي باشد:

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

مصالح اوليه (شن و ماسه) بر اساس اعلام نياز بچينگ محل توليد شاتكريت از واحد توليد مصالح به محل دپوي بچينگ منتقل مي شود و در شرايط مناسب نگهداري مي گردد . جهت ساخت ، اين مصالح با رطوبت اوليه به ميزان %(۵-۳ ) بر اساس نسبت اختلاط خاص خود در دستگاه بچينگ مخلوط شده و پس از ساخت با تراك ميكسرهاي مخصوص به محل اجرا منتقل مي شود.

خطاي اپراتور بچينگ در تنظيم اختلاط و ساخت مصالح

 ميكس نا صحيح مصالح در تراك ميكسر بعلت ميكس نكردن تراك توسط اپراتور تراك ميكسر يا خرابي ديگ مصالح تراك ميكسر مي باشد كه براي بررسي اين موضوع در مرحله ابتداي تخليه تراك و انتهاي تخليه تراك در موقعيت اجرايي دو عدد پانل گرفته شد ، در مغزه گيريهاي بعمل آمده از بتن ۱۴ روزه مشاهده گرديد كه مغزه‌ها از مقاومت پاييني برخوردارند بعلاوه در روي بدنه مغزه‌ها فواصل و ناپيوستگي هايي مشاهده مي شود كه حاكي از چسبندگي نامطلوب و پايين بين اجزاي بتن در اثر كمبود سيمان مي باشد، از طرفي مغزه استوانه اي بعلت استحكام پايين با نيرويي كم از ناحيه يكي از ناپيوستگي هايش شكسته شد.

با مشاهده سطح مقطع شكست اختلاط نادرست مصالح ريزدانه و درشت دانه و سيمان را مي توان مشاهده نمودكه همگي حاكي از عدم ميكس صحيح مصالح مي باشداز آنجائيكه مصالح تراك ميكسر مورد آزمايش از لحاظ اختلاط و كيفيت مورد تاييد بودند، و مقدار هر يك از آنها بر اساس نسبت اختلاط استاندارد در مخلوط وجود داشت اشكال فوق تنها مي تواند بعلت عدم ميكس صحيح مصالح بوده باشد.

حضور مستمر مسئولين اجرايي در اجراي عمليات

در موقعيتهاي كاري بعضاً  مشاهده مي شود كه بعلت سختي طبيعت كار و محل اجرا (بخصوص فضاهاي زيرزميني) نيروها تمايل دارند هر چه سريعتر با تمام كردن كار محوله به آنها محيط را ترك كنند و در نتيجه ميكس مصالح به خوبي انجام نمي شود كه در اينگونه موارد حضور مسوولين مربوطه و كارشناسان موقعيت و توجيه عوامل بسيار ضروري به نظر مي رسد.

ارتباط مستمرمسئولين بچينگ با آزمايشگاه كارگاه و انجام تستهاي مختلف از مصالح اوليه در محل معدن و پلانهاي ماسه شويي ، مخلوط شاتكريت ساخته شده در بچينگ ، كاليبراسيون دستگاههاي بچينگ و نمونه گيري از شاتكريتهاي اجرا شده در موقعيت هاي كاري با فواصل زماني نزديك بطوريكه در صورت مشاهدة نقص در هر كدام از قسمتها سريعتر بتوان علت يابي و رفع عيب نمود. حضور مستمر و دائمي نماينده آزمايشگاه در تمامي مراحل نمونه گيري ،‌عمل آوري ، نگهداري و انجام تست هاي نهايي بر روي نمونه حائز اهمیت است.

رعايت مشخصات فني توليد و اجراي شاتكريت

مقاومت فشاري ۲۸ روزه بر اساس نمونه هاي استوانه اي استاندارد  ۲۵۰ مي باشد. اين تعيين مقاومتها بر اساس مغزه گيري از پانل ۸*۸۰*۸۰ سانتيمتري صورت مي گيرد. نكته مهم اين است كه  پانل آزمايشي بايد در همان زاويه محلي كه شاتكريت اجرا مي شود قرار بگيرد. فشار مناسب هواي ورودي به دستگاه شاتكريت ۶ بار مي باشد و حداقل گنجايش كمپرسور ۲۱ مترمكعب در دقيقه مي باشد. فاصله بهينه سر شيلنگ تا سطح مورد نظر بين ۰.۶ تا ۱.۲ متر مي باشد. جهت بتن پاشي بايد حتي المقدور عمود بر سطح كاربوده و هيچگاه از ۴۵ درجه (زاويه نسبت به خط عمود) تجاوز ننمايد.

ماشين آلات تحكيم و كاهش هزينة قطعات مصرفي آنها

 با توجه به ماهيت تمامي پروژه هاي عمراني ، خصوصاً پروژه هاي بزرگ سد سازي پيش بيني وبرآورد ماشين آلات وتجهيزات موردنياز ونحوة بكارگيري آنها نقش بسزايي در پيشرفت فيزيكي وكيفي پروژه وهمچنين ميزان هزينه هاي جاري خواهد داشت . در اين ميان موثرترين آيتم ، قطعات مصرفي ونحوة تامين آن مي باشد ، كه عدم تأمين وتعويض بموقع خسارتهاي جبران ناپذيري را به كيفيت اجرايي واقتصاد پروژه متحمل مي نمايد .

تجربه اكثركارگاههاي داخلي مؤيد اين نكته مي باشد كه عدم آموزش صحيح كاربران ماشين آلات وتامين نشدن بهنگام قطعات مصرفي عامل بنيادي توفقات اجرائي بوده است و بعضاً بعلت تأمين نشـدن قطـعات مصـرفي جزئي، ماشين آلات بمدت طولاني متوقف خواهند گرديد.از سوي ديگر با توجه به اين امر كه توليدكنندگان قطعات اصلي اكثر ماشين آلات وارداتي خود كشورهاي مبدأ مي باشند ، سفارش وخريداري قطعات از طريق نمايندگان داخلي ويا بصورت مستقيم مستلزم صرف زمان وهزينه هاي بالا مي باشد .

نتیجه گیری

 ۱-نگارنده بر اين عقيده است كه در مقاطعي كه توده سنگ از نظر ژئوتكنيكي، مطلوب تشخيص داده شود  انجام تحكيمات موقت و اوليه  فقط به يك لايه شاتكريت  محدود گرديده و نيازي به هزينه اضافي ناشي از تحكيم كامل مقطع نمي باشد. البته در اين رابطه مي توان با نصب ابزار دقيق و ثبت جابجايي‌ها به اطمينان كافي رسيد.

۲-بايستي تراك میکسر پس از بارگيري تا رسيدن به محل تخليه مدام در حال ميكس كردن باشد ولي بعلت استهلاك زياد و دلائل دیگر، دستگاهها نمي توانند در حال حركت به ميكس كردن بپردازند.پس لازم است پس از رسيدن به محل تخليه و پهلوگيري ، حداقل ۱۵-۱۰ دقيقه به ميكس كردن بپردازند.

۳-براي كاهش پرت مصالح شاتكريت نگارنده استفاده از واير مش φ۸ با ابعاد چشمه ۱۵ سانتيمتر را به جاي وايرمش φ۶ به ابعاد چشمة ۱۰ سانتيمتر پيشنهاد مي نمايد .

۴-با توجه به ماهيت تمامي پروژه هاي عمراني ، خصوصاً پروژه هاي بزرگ سد سازي پيش بيني وبرآورد ماشين آلات وتجهيزات موردنياز ونحوة بكارگيري آنها نقش بسزايي در پيشرفت فيزيكي وكيفي پروژه وهمچنين ميزان هزينه هاي جاري خواهد داشت . قطعات پر مصرف ماشين آلات تحكيم ، همواره علاوه بر تحميل هزينه هاي اضافي به پروژه باعث توقف عمليات اجرايي نيز مي گردد لذا پس از تحقيق و بررسي موضوع در سيستم آبرسان نيروگاه سد گتوند، پيشنهادات ذيل قابل استفاده در پروژه هاي مشابه خواهند بود:

الف- بازيافت صفحه هاي لاستيكي بالا وپائين وصفحه استيل پمپ هاي شاتكريت: با توجه به اینکه تامين صفحه هاي لاستیکی پمپ۲۶۲ باتوجه به درخواست هاي مكرر كارگاه به دلايل زيادي تحقق پيدا نكرد ، از سوي ديگر بعلت حجم زياد عمليات شاتكريت( ۱۸۰۰۰ متر مكعب 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 بازيافت صفحه استيل نیز تمامي سطح آن بوسيله دستگاه تراش لايه برداري وسائيده شده و با توجه به سختي صفحه فولادي تراشيدن آن بكمك الماس خاصي با صعوبت هاي زيادي همراه است .

ب‌ارائه طرح تغيير سيستم نيرومحركه موتور عقب تراك ميكسر.

ج- ارائه طرح بچينگ توليد مصالح شاتكريت به شيوة خشك .