Бетонната облицовка на най-дългия пътен тунел в Турция е армирана с макро-синтетични фибри BarChip

Магистралният тунел Овит, с дължина 12.6 км (Ovit Dağı Tüneli), е в процес на строителство и преминава през едноименatа планина Овит в Турция, на надморска височина 2600м. От самото начало реализацията на проекта се сблъсква с множество проблеми, свързани с нестабилните склонове при порталите, сложни геоложки условия, разломени и водообилни зони. За да бъде увеличена скоростта на прокопаване на тунела по новоавстрийския тунелен метод (NАТМ), е взето решение тунелната облицовка да бъде изпълнена от пръскан бетон, армиран с макро-синтетични фибри, които да заменят конвенционалната стоманена армировка. Целта е да се постигне бърз крепежен ефект, който да ограничава деформациите на скалите в рамките на проектните стойности.

Тунелът Овит – типично напречно сечение

Първоначалният проект: Изграждането на първичния крепеж е предвидено да се осъществи с пръскан бетон (торкрет), армиран със стоманена мрежа и скални болтове (анкери). В областите на сложни почвени условия да се е използва допълнително укрепване с IPN стоманени ребра и предварително чадъровидно инсталирани стоманени пръти с диаметър, вариращ между 50.80 и 88.90mm.
При прокопаването на първите 1000 мeтра от тунела е трябвало да бъдат преодолени трудности, включващи нестабилни склонове, множество разломни зони с обилен водоприток, както и сурови климатични условия.

Необходимата промяна: Тези особености затрудняват напредването на тунела, причинявайки закъснение от предвидения график и извикват необходимостта от обсъждане на възможност за използване на армировка от макро-синтетични фибри. В резултат се предприема преразглеждане на целия проект и паралелно провеждане на полеви и лабораторни изпитвания.
Началото на използването на синтетични армиращи фибри, вместо стоманена мрежа е поставено при изкопните работи на северозападния вход (портал) на двутръбния тунел. Инсталирането на използваната до този момент армираща стоманена мрежа изисква значително време и усилия.

Необходимият анализ: На тунела Овит се прилага пространна изследователска програма, включваща контрол на конвергенцията на резултатите от полевите измервания на деформациите, паралелно с провеждане на постоянни визуални наблюдения на тунелната облицовка. Извършва се сравняване на данните и съответния обратен анализ, за да се потвърди недвусмислено, че армирания с макро-синтетични фибри пръскан бетон отговаря на критериите за необходимите експлоатационни характеристики. Обратният анализ е използван за оценка на силите, действащи в сечението върху облицовката от пръскан бетон, след затихване на деформациите.

Резултат от обратния анализ след инсталиране на крепежа в свода

Паралелно с това се провеждат тестове, съгласно (БДС) EN – 14488-5 (Определяна на капацитета за поглъщане на енергия от пробни плочи, армирани с влакна).
След завършените през май 2013 г. задълбочени изпитвания и вече доказания принос за повишаване безопасността на строителство и постигане на по-ефективна форма на тунелен крепеж, се взема окончателното решение за замяна на стоманената армираща мрежа с високоякостните макро-синтетични фибри.

Сравняване на проектния с алтернативен метод на армиране:
Съгласно дневниците за прокопаване на тунела Овит, за скали категория В1, там където е използван армиран с макро-фибри пръскан бетон, без да са инсталирани стоманени рамки без използване на стоманена мрежа, времето за завършване на един цикъл се съкращава с 30%. Използването на армиран с макро-синтетични фибри пръскан бетон елиминира разходите за труд, както и времето необходимо за закрепване на армиращата мрежа. Това позволява средната скорост на прокопаване да бъде увеличена от 7.10 м/ден, на 9.0 м/ден. Използването на крепеж от армиран със синтетични фибри пръскан бетон, води до икономия на време и средства. Изчисленията показват, че с използването на тази технология, прокопаването на тунела Овит ще бъде завършено 106 дни по-рано от предвидения срок.

Заключение:
Лабораторните и полеви изпитвания, проведени при строителството на тунела Овит, показват, че при направа на облицовка от пръскан бетон, макро-синтетичните фибри BarChip успешно заместват стоманената армираща мрежа. Резултатите от изпитванията на якостта на натиск, определена върху ядки, както и резултатите от проведените тестовете за жилавостта при огъване на армиран с макро-синтетични фибри пръскан бетон съответстват на проектните изисквания.

Измерванията на деформациите на облицовката от армиран с макро-синтетични фибри пръскан бетон са в проектните граници и обратният анализ показва, че крепежът е в състояние да понесе товарите, действащи върху тунелната конструкция. Съгласно записите от прокопаването на тунела Овит, използването на армировка от макро-синтетични фибри е осигурило съкращаване на времето за строителство минимум с 25%, в сравнение с използване на армираща стоманена мрежа.

Характеристики на макро-синтетичните фибри BarChip: Базова смола: Модифициран олефин; Дължина: 54mm; Якост на опън: 580MPa; Текстура на повърхността: Релефно щанцована, без прекъсване; Брой фибри: 37000 бр./кг; Специфична плътност: 0.90 – 0.92 гр/см³; Модул на Юнг: 12 Gpa; Температурна точка на размекване: 159 – 179°C.