Gentian Keluli dalam Shotcrete Terowong: Lantunan, Penyerapan Tenaga dan Jarak Muncung

Artikel

15 Jun 2014

Shotcrete direka untuk penyerapan tenaga, bukan kekuatan mampatan. Perbezaan tunggal itu menjelaskan mengapa kerja terowong menggunakan gentian pendek, dos tinggi dan berkas terpaku.

Apa yang Diperlukan Shotcrete Adalah Penyerapan Tenaga, Bukan Kekuatan

Sokongan terowong utama mengikut logik yang berbeza daripada struktur permukaan. Apabila tanah berubah bentuk, lapisan yang disembur mesti berubah bentuk dengannya dan bukannya mengecil secara tiba-tiba, jadi parameter reka bentuk ialah berapa banyak tenaga yang diserap oleh lapisan pada pesongan tertentu. Amalan Eropah menentukan kekuatan sisa atau penyerapan tenaga dengan ujian kepada EN 14488-3; Amalan Amerika Utara biasanya berfungsi dengan keliatan lentur. Di sinilah gentian keluli mendapat tempatnya: shotcrete biasa kehilangan kapasiti apabila ia retak, manakala lapisan bertetulang gentian mengekalkan sebahagian besar kapasitinya selepas retak, yang memerlukan masa untuk mengosongkan dan menambah sokongan.

Lantunan: Lantunan Gentian Lebih Lama Lebih Lantun

Rebound ialah pusat kos tersembunyi shotcrete. Bahan yang tidak melekat jatuh ke belakang, dan shotcrete biasa biasanya melantun 15% hingga 25%; gentian meningkat sedikit kerana gentian melantun pada muncung. Panjang ialah pembolehubah paling sensitif: gentian 30 mm melantun dengan ketara lebih daripada 20 mm. Itulah sebabnya kerja terowong hampir tidak pernah menggunakan serat 50 atau 60 mm, walaupun sauh serat yang lebih panjang lebih baik dalam teori. Kompromi praktikal ialah 20 hingga 30 mm dengan diameter berhampiran 0.55 mm, jadi gentian mengikuti aliran udara ke permukaan.

20-30 mm Adalah Panjang Kerja untuk Campuran Basah

Campuran basah mengehadkan panjang gentian lebih daripada campuran kering. Bahan basah dipam melalui garisan, jambatan gentian yang begitu panjang dan tersumbat di selekoh; pada muncung ia mesti disebarkan oleh udara termampat. 20 hingga 30 mm sesuai dengan kebanyakan robot campuran basah, dengan diameter 0.5 hingga 0.75 mm, memberikan nisbah aspek 40 hingga 55. Jika penyerapan tenaga yang ditentukan adalah tinggi, tindak balas yang betul adalah lebih dos, bukan gentian yang lebih panjang: menaikkan 30 hingga 45 kg/m3 meningkatkan penyerapan tenaga lebih daripada tiga peratus mata kenaikan hanya dua atau lebih 40%.

25-45 kg/m3 dan Kelas Reka Bentuk

Dos terowong shotcrete biasanya jatuh antara 25 dan 45 kg/m3. Julat 25 hingga 30 meliputi lapisan meratakan di belakang batu yang baik; 35 hingga 45 meliputi zon kerosakan, penutup cetek dan bahagian ubah bentuk yang besar. Kebolehkerjaan melebihi 45 kg/m3 menurun dengan ketara dan pengendali secara naluri menambah air, yang secara langsung mengurangkan kekuatan. Itulah sebab sebenar banyak laman web melaporkan dos yang mencukupi tetapi kekuatan rendah. Dos yang tinggi mesti digandingkan dengan campuran pengurangan air dan pengubahsuaian kelikatan, dan pemeriksaan kemerosotan dan kepaduan sebelum menyembur.

Balling: Mod Kegagalan Shotcrete Paling Ditakuti

Bola gentian dalam lapisan lebih teruk daripada tidak berguna: ia mewujudkan kekosongan dan satah lemah yang menjadi permulaan retak apabila tanah bergerak. Balling mempunyai tiga sebab: menyuap gentian oleh segenggam ke dalam pengadun, masa bancuhan yang tidak mencukupi dan nisbah aspek yang berlebihan. Gentian hendaklah ditaburkan atau disuap oleh mesin dos khusus, dan pengadunan dipanjangkan selama 30 hingga 60 saat di atas konkrit biasa. Bungkusan gentian terpaku sangat mengurangkan risiko: baris disuap sebagai satu unit, gam larut air larut, dan setiap gentian berpisah secara individu, meningkatkan keseragaman lebih daripada 40% berbanding gentian longgar. Itulah sebabnya robot campuran basah lebih suka berkas terpaku.

Bekerja dengan Gerbang Mesh dan Keluli

Gentian keluli tidak menggantikan gerbang keluli. Dalam kelas tanah IV dan V gerbang membekalkan kekakuan global manakala gentian membekalkan keliatan kepada lapisan itu sendiri; mereka melakukan kerja yang berbeza. Serat boleh, bagaimanapun, menggantikan jaringan di dalam lapisan, menanggalkan gantung, mengikat dan meletakkan tenaga kerja dan menghapuskan lompang di belakang jaringan. Gabungan biasa di tapak ialah gerbang keluli ditambah shotcrete bertetulang gentian tanpa jaringan. Ia paling menguntungkan dalam menukar profil, di mana mesh tidak boleh mengikut muka batu yang tidak teratur tetapi konkrit gentian boleh.

Campuran Kering dan Campuran Basah: Tempat Bebola Gentian Terbentuk

Rebound ialah penunjuk kos paling langsung dalam terowong shotcrete, dan pembolehubah pertamanya bukanlah gentian tetapi prosesnya. Dalam adunan basah bahan sudah tersebar sepenuhnya semasa dipam dan pemecut ditambah pada muncung, jadi kebanyakan ketulan adalah bola palsu yang disatukan oleh tampalan yang pecah dalam penerbangan. Campuran kering adalah sebaliknya: air ditambah pada muncung, penghidratan tidak sekata, dan gentian terkumpul menjadi bebola sejati pada dinding hos dan di selekoh, dan salah satu daripada yang tiba di mahkota meninggalkan kekosongan. Pilih proses dari bahagian dan ketebalan. Untuk lapisan kekal 20 hingga 30 mm setiap pas, campuran basah memberikan keseragaman ketebalan yang lebih baik; untuk sokongan sementara, pembaikan kecemasan dan perubahan bahagian yang mendadak, campuran kering menyesuaikan diri dengan lebih baik dan menerima lantunan yang lebih tinggi. Campuran basah membawa tiga butiran. Panjang gentian tidak boleh melebihi satu pertiga daripada lubang hos, jadi gentian 50 mm dalam hos 65 mm akan terhalang. Dos pemecut mengikuti resapan di muka batu, terlalu banyak membuat lapisan rapuh dan terlalu sedikit membiarkannya melorot, dan dalam apa jua cara gentian berhenti berfungsi. Pastikan muncung 1 hingga 1.5 m dari permukaan dan sembur secara berserenjang; semburan bersudut menjajarkan gentian dengan aliran udara dan mewujudkan satah lemah anisotropik. Penyerapan tenaga diukur dengan ujian panel dalam EN 14488-3, dan penerimaan ialah kawasan di bawah lengkung pesongan beban dan bukannya nilai puncak tunggal, yang kontrak harus nyatakan secara eksplisit.

Tiga Semakan Penerimaan di Tapak

Penerimaan untuk gentian shotcrete melihat kepada tiga perkara: dos, keseragaman pengedaran dan keliatan lentur. Dos diperiksa dengan mencuci sampel tapak dan menimbang, dalam tambah atau tolak 10%; keseragaman dengan mengorek dan memeriksa muka yang dipotong, yang sepatutnya menunjukkan penyebaran serat sama rata tanpa tompok bebas serat; keliatan oleh ujian rasuk yang dinamakan dalam reka bentuk. Untuk model, diameter, panjang dan dos yang disyorkan, bahagian terowong dan perlombongan halaman produk gentian keluli menyenaraikan gred dan dos yang sepadan, yang boleh dilampirkan terus sebagai lampiran teknikal.