Studium przypadku zastosowania śruby kotwowej R25 do samodzielnego{{1}wiercenia: rozwiązywanie problemów związanych ze wsparciem w uszkodzonych tunelach skalnych

• Przegląd projektu

Nazwa projektu: Projekt tunelu drogi ekspresowej na górzystym obszarze południowo-zachodnich Chin (sekcja popękanej skały otaczającej)
Tło: Tunel przechodzi przez silnie zwietrzały granit i strefy pęknięć uskoków, gdzie szczeliny są dobrze-rozwinięte, górotwór jest luźny i podatny na zapadanie się, a samo-stabilność jest wyjątkowo słaba. W oryginalnym projekcie zaproponowano konwencjonalne drążone śruby kotwiące w połączeniu ze wspornikiem obudowy.

Wyzwania konstrukcyjne: popękane warstwy skał,-warunki bogate w wodę, wysoki współczynnik zapadania się otworów, ograniczona przestrzeń robocza, napięty harmonogram budowy i rosnące koszty.

Przyjęty produkt: Samowiercąca-śruba kotwowa R25 (HER25N) z wiertłami ze stopu krzyżowego, łukowymi płytkami łożyskowymi, nakrętkami sześciokątnymi i tulejami łączącymi.

 

• Problemy oryginalnego rozwiązania

 

Wysoki współczynnik zapadania się otworu: Tradycyjny proces „wiercenia → czyszczenia otworu → instalacji → fugowania” spowodował 70% współczynnik zapadania się otworu w popękanych warstwach, co wymagało wielokrotnego wiercenia i czyszczenia, co znacznie zmniejszyło wydajność i opóźniło harmonogram.
Skomplikowane procedury i wysokie koszty: Obowiązkowe stosowanie wsporników obudowy zwiększyło koszty materiałów eksploatacyjnych, robocizny i maszyn, prowadząc do przekroczenia budżetu o 35%.

Zła jakość cementowania i ryzyko związane z bezpieczeństwem kotwienia: Zawalony gruz skalny blokował kanały fugowania, uniemożliwiając wypełnianie szczelin przez szlam, co skutkowało niewystarczającą siłą kotwienia i ukrytymi zagrożeniami bezpieczeństwa.
Ograniczona konstrukcja w wąskich przestrzeniach: Połączenie obudowy i platform wiertniczych nie mogło działać elastycznie w wąskim odcinku tunelu.
3. Rozwiązanie: zintegrowana konstrukcja z samowiercącymi-śrubami kotwowymi R25

Technologia rdzenia
Samowiercąca śruba kotwowa R25-integruje wiercenie, cementowanie i kotwienie w jednym procesie. Korpus pręta służy zarówno jako rura wiertnicza, jak i śruba kotwiąca, przy synchronicznym cementowaniu przez pusty kanał. Nie jest wymagane podparcie obudowy; otwór jest formowany za jednym razem, przy jednoczesnej fugowaniu i kotwieniu.

 

 

• Najważniejsze cechy budowy

 

Wydajne wiercenie: Śruba R25 w połączeniu z wiertłami ze stopu krzyżowego doskonale nadaje się do połamanych i silnie zwietrzałych formacji skalnych, zapewniając wydajne wiercenie bez zakleszczania się i zapadania.

Elastyczne dopasowanie długości: Korpus pręta można przyciąć na wymiar lub połączyć w celu przedłużenia, co pozwala na głębokość zakotwienia od 3 m do 9 m i dostosowuje się do wąskich przestrzeni tuneli.

Pełne cementowanie: iniekowanie synchroniczne pod wysokim ciśnieniem- polega na wstrzykiwaniu szlamu z dna otworu, wypełniając szczeliny i konsolidując otaczającą skałę, tworząc kompletną kotwicę.

Długa-trwałość: powłoka antykorozyjna-ogniowo- skutecznie zapobiega wilgoci i korozji wodnej w szczelinach, zapewniając-długoterminową stabilność.

 

• Wyniki wdrożenia i kluczowe dane

 

Wydajność budowy: Czas montażu jednej śruby został skrócony z 25 minut do 8 minut, a dzienna wydajność budowy wzrosła o 210%. Czas budowy strefy zniszczonej został skrócony o 40% (28 dni).
Jakość otworu: Szybkość zapadania się otworu spadła z 70% do 0%, przy 100% wskaźniku sukcesu. Osiągnięto stopień wypełnienia zaczynu Większy lub równy 95%, co zapewnia gęste zakotwienie bez pustych przestrzeni.

Wydajność mechaniczna: zmierzona-wytrzymałość na wyciąganie pojedynczej śruby osiągnęła 220 kN, przekraczając wymagania projektowe wynoszące 180 kN. Deformacja otaczającej skały pozostała stabilna, bez nadmiernej zbieżności.

Oszczędności: wyeliminowano obudowę, co obniżyło koszty materiałów eksploatacyjnych o 25%. Ograniczenie liczby poprawek, robocizny i godzin pracy maszyn spowodowało zmniejszenie całkowitego kosztu projektu o 18%.

Bezpieczeństwo i jakość: Nie doszło do zapadnięcia się otworu, zablokowania wiertła ani incydentów związanych z bezpieczeństwem. System wsparcia pozostał stabilny i przeszedł-testy zewnętrzne oraz akceptację końcową.

 

 

• Podsumowanie wartości projektu

 

Wartość techniczna
Doskonale rozwiązuje problemy związane ze wsparciem w formacjach popękanych, luźnych,-trudnych-do wiercenia i-bogatych w wodę, zastępując tradycyjną technologię obudowy.
Zintegrowana konstrukcja upraszcza procedury, poprawia jakość i zapewnia bezpieczeństwo.

Wartość ekonomiczna
Skraca okres budowy i zmniejsza koszty całkowite, osiągając „nieco wyższe koszty materiałów, ale znacznie niższy całkowity koszt projektu i większe korzyści”.

Wartość aplikacji

Nadaje się do wszystkich projektów kotwienia geotechnicznego, w tym tuneli, skarp, wykopów fundamentowych, kopalni, fundamentów wież i zarządzania katastrofami geologicznymi.