विशेषज्ञों ने ढलान स्थिरता के लिए मिट्टी और चट्टान लंगर का विवरण दिया

कल्पना कीजिए कि ऊँचे पहाड़ हैं जिनकी सतह पर घुमावदार सड़कें बनी हुई हैं। इन संरचनाओं को स्थिर रखने वाले अनाम नायक सिर्फ़ दिखने वाले इंजीनियरिंग चमत्कार नहीं हैं, बल्कि छिपे हुए भू-तकनीकी एंकरिंग सिस्टम हैं - गहरी जड़ें जमाए हुए नेटवर्क जो ढलानों और चट्टानों की सतहों को महत्वपूर्ण समर्थन प्रदान करते हैं।

भू-तकनीकी एंकरिंग सिस्टम आंतरिक कतरनी शक्ति और फिसलने के प्रतिरोध को बढ़ाकर चट्टान के द्रव्यमान को स्थिर करते हैं। कुछ सिस्टम बाहरी सुरक्षा सुविधाओं को भी शामिल करते हैं जैसे कि शॉटक्रिट, जो संरचनात्मक समर्थन प्रदान करते हुए चट्टान की सतहों को मौसम से बचाता है।

आंतरिक स्थिरीकरण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है:

• प्रीस्ट्रेस्ड और गैर-प्रीस्ट्रेस्ड रॉक एंकर: सक्रिय या निष्क्रिय सुदृढ़ीकरण प्रदान करना
• इंजेक्टेबल रेजिन: समग्र शक्ति में सुधार के लिए चट्टान के फ्रैक्चर को भरना
• जल निकासी प्रणाली: स्थिरता बढ़ाने के लिए छिद्र जल दबाव को कम करना

सबसे आम आंतरिक स्थिरीकरण घटक के रूप में, रॉक बोल्ट में आमतौर पर उच्च शक्ति वाले स्टील बार या स्ट्रैंड होते हैं जिन्हें ड्रिल छेद में डाला जाता है और सीमेंट ग्राउट या एपॉक्सी राल का उपयोग करके चट्टान के द्रव्यमान से जोड़ा जाता है। उनकी भार क्षमता मुख्य रूप से ग्राउट और चट्टान के बीच बंधन शक्ति पर निर्भर करती है, जो आमतौर पर स्टील की उपज शक्ति से कम होती है।

अनुप्रयोग ढीले चट्टान ब्लॉकों को सुरक्षित करने से लेकर चट्टान संरचनाओं से प्रभावित पूरे ढलानों को स्थिर करने तक होते हैं। बोल्ट की लंबाई और व्यास को चट्टान के प्रकार, संरचनात्मक विशेषताओं और शक्ति आवश्यकताओं के आधार पर समायोजित किया जा सकता है। अकेले उपयोग किए जाने पर, रॉक बोल्ट सभी सुरक्षा जोखिमों को समाप्त नहीं कर सकते हैं और अक्सर पूरक स्थिरीकरण तकनीकों की आवश्यकता होती है।

उल्लेखनीय कमियों में अपेक्षाकृत उच्च लागत, संक्षारण संवेदनशीलता और लंबी स्थापना समय शामिल हैं जो ढलान निर्माण कार्यक्रम में देरी कर सकते हैं।

ढलान स्थिरीकरण आमतौर पर 6 मीटर (20 फीट) लंबाई और 20-50 मिमी (5/8"-2") व्यास के बोल्ट का उपयोग करता है, जो उच्च शक्ति वाले स्टील से निर्मित होते हैं (कपलर्स के माध्यम से 30 मीटर/100 फीट तक विस्तार योग्य, हालांकि मानक अभ्यास कुल लंबाई को 12 मीटर/40 फीट तक सीमित करता है)।

ये सक्रिय सुदृढ़ीकरण तत्व, जिन्हें रॉक एंकर भी कहा जाता है, अस्थिर चट्टान द्रव्यमान या नए खोदे गए ढलानों के लिए आदर्श हैं जहां वे फ्रैक्चर के साथ आंदोलन को रोकते हैं जो कतरनी प्रतिरोध को कम कर सकता है। हेक्स नट और बेयरिंग प्लेटें चट्टान के द्रव्यमान में तन्य भार वितरित करती हैं।

स्थापना प्रक्रिया में ड्रिलिंग, बंधन लंबाई को ग्राउटिंग, स्टील तत्वों को डालना, तनाव देना और अंत में मुक्त लंबाई को ग्राउटिंग शामिल है। रेंगने से प्रेरित भार में कमी या चट्टान की गति के कारण आवधिक पुन: तनाव देना आवश्यक हो सकता है।

रॉक डोवेल या कतरनी पिन के रूप में उपलब्ध, ये निष्क्रिय सुदृढ़ीकरण तत्व पूरी तरह से ग्राउटेड हैं। डोवेल खड़ी ढलानों के लिए रॉक बोल्ट के समान उपयुक्त हैं, जबकि कतरनी पिन उन ढलानों को स्थिर करते हैं जहां बिस्तर के विमान और असंततता विफलता सतहों को निर्धारित करती है।

डोवेल आमतौर पर नए खोदे गए ढलानों पर या व्यक्तिगत ब्लॉकों का समर्थन करने के लिए ग्रिड पैटर्न में स्थापित किए जाते हैं। वे स्टील कतरनी शक्ति के माध्यम से प्रारंभिक सुदृढ़ीकरण प्रदान करते हैं, संभावित विफलता सतहों के साथ घर्षण बढ़ाते हैं। बाद में ब्लॉक की गति स्टील की तन्य शक्ति को सक्रिय करती है, जो असंततताओं में सामान्य बलों को बढ़ाती है।

लाभों में प्रीस्ट्रेसिंग के लिए अनुपयुक्त अत्यधिक फ्रैक्चर/कमजोर चट्टान के लिए उपयुक्तता, तेज़ स्थापना और प्लेटों को हटाने पर अधिक प्राकृतिक दिखने वाले ढलान शामिल हैं। ग्राउट को आसपास की चट्टान से रंग-मिलान किया जा सकता है।

डिजाइन सतह सर्वेक्षण और बोरहोल डेटा से असंततता मैपिंग पर बहुत अधिक निर्भर करता है, क्योंकि ये विशेषताएं ढलान स्थिरता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। असंततताओं के भीतर भूजल की उपस्थिति आकलन के दौरान विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है।

मुख्य मूल्यांकन पैरामीटर शामिल हैं:

• चट्टान की ऊंचाई और मोटाई जिसे स्थिर करने की आवश्यकता है
• विफलता सतहों की कतरनी शक्ति (घर्षण, संसंजन, भूजल और भूवैज्ञानिक कारकों पर विचार करना)

लक्षित सुरक्षा कारकों को प्राप्त करने के लिए स्थिरता विश्लेषण में सुदृढ़ीकरण भार लागू किए जाते हैं। बोल्ट की लंबाई बंधन शक्ति और असंततता रिक्ति पर निर्भर करती है, आमतौर पर 2-30 मीटर (6-100 फीट) तक होती है, हालांकि परिवहन परियोजनाएं शायद ही कभी 10 मीटर (30 फीट) से अधिक हों।

स्थापना समग्र स्थिरता को बढ़ाने के लिए समान बोल्ट रिक्ति के साथ ग्रिड पैटर्न का पालन करती है, खासकर खराब या फ्रैक्चर वाली चट्टान के लिए। सक्षम चट्टान में बड़े ब्लॉक आकार के साथ, इंजीनियर अक्सर "मुख्य ब्लॉकों" की पहचान करते हैं और तदनुसार बोल्ट पैटर्न डिजाइन करते हैं, रणनीतिक प्लेसमेंट के माध्यम से कुल सुदृढ़ीकरण आवश्यकताओं को कम करते हैं।

बेयरिंग प्लेटें और हेक्स नट चट्टान की सतहों पर भार वितरित करते हैं, जिसमें कोण वाली स्थापनाओं के लिए बेवेल्ड वाशर का उपयोग किया जाता है। कुछ असंततताओं वाली विशाल चट्टान में, प्लेटों को छोड़ा जा सकता है, जिसमें ग्राउट कैप कट-ऑफ बोल्ट सिरों को छिपाते हैं।

ग्राउटिंग प्रक्रियाएं भिन्न होती हैं:

• दो-चरणीय प्रक्रिया: बंधन लंबाई की प्रारंभिक ग्राउटिंग, उसके बाद तनाव देना और मुक्त लंबाई ग्राउटिंग
• एकल-चरणीय विकल्प: बंधन लंबाई के लिए तेज़-सेटिंग उत्पाद और मुक्त लंबाई के लिए धीमी-सेटिंग ग्राउट का उपयोग करना
• डोवेल/पिन: आमतौर पर एकल-चरणीय सीमेंट ग्राउटिंग या राल इंजेक्शन का उपयोग करते हैं

पॉलिएस्टर राल समायोज्य इलाज समय और आसान अनुप्रयोग के कारण अस्थायी अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय है, जबकि सीमेंट ग्राउट धीमी इलाज के बावजूद संक्षारक वातावरण में स्थायी स्थापनाओं के लिए उपयुक्त है।

1960 के दशक से, इंजेक्टेबल रेजिन और एपॉक्सी ने भूमिगत कोयला खदानों और विभिन्न भू-तकनीकी परियोजनाओं को स्थिर किया है। ड्रिल छेद के माध्यम से इंजेक्ट किए गए, ये पदार्थ फ्रैक्चर और असंततताओं में प्रवेश करते हैं, जिससे स्थिरता बढ़ती है। अत्यधिक फ्रैक्चर वाली चट्टान या रिक्तियों को अत्यधिक सामग्री की आवश्यकता हो सकती है, जिससे परियोजना की लागत प्रभावित होती है (उचित प्रवाह के लिए न्यूनतम 2 मिमी/1/16" एपर्चर की सिफारिश की जाती है)।

जब उचित रूप से लागू किया जाता है, तो राल इंजेक्शन न्यूनतम दृश्य प्रभाव और रखरखाव के साथ प्रभावी स्थिरीकरण प्रदान करता है। चल रहे शोध से पता चलता है कि यह आवश्यक बोल्ट मात्रा को कम कर सकता है।

उत्पाद चयन मुख्य रूप से फ्रैक्चर में पानी की उपस्थिति पर निर्भर करता है:

स्थापना सर्वोत्तम प्रथाओं में शामिल हैं:

• 2.5-5m (8-16ft) छेद रिक्ति
• प्रमुख असंततताओं के लिए लंबवत ड्रिलिंग
• जब संभव हो तो शुष्क मौसम का निर्माण
• नीचे से ऊपर तक इंजेक्शन अनुक्रम
• अवलोकन अवधि के साथ चरणबद्ध पंपिंग
• 250 psi से नीचे दबाव निगरानी

एक कोलोराडो राजमार्ग परियोजना ने पीयूआर इंजेक्शन का उपयोग करके एक सुरंग पोर्टल के पास 80m² (850ft²) नीस ढलान को सफलतापूर्वक स्थिर किया। 3-3.5m (10-12ft) गहराई पर सोलह 38mm (1.5") व्यास के छेदों को प्रत्येक में 200-700lbs राल मिला, कुल 5,000lbs से अधिक। राल इंजेक्शन बिंदुओं से 1.5m (5ft) की दूरी पर सतह के फ्रैक्चर से निकला, स्थापना के दौरान या बाद में कोई चट्टान गिरने की घटना नहीं हुई।

भू-तकनीकी एंकरिंग सिस्टम ढलान स्थिरता और इंजीनियरिंग सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण सुरक्षा के रूप में काम करते हैं। उचित चयन, अनुकूलित डिजाइन और नियंत्रित स्थापना के माध्यम से, ये सिस्टम अधिकतम प्रदर्शन प्रदान करते हैं। व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए दीर्घकालिक स्थिरता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए भूवैज्ञानिक स्थितियों, हाइड्रोलॉजिकल कारकों, इंजीनियरिंग आवश्यकताओं और आर्थिक बाधाओं पर व्यापक विचार करने की आवश्यकता होती है।