پیچ سنگ ها یا اسکوپ بندی

استفاده از پیچ سنگ (rock bolt ) از سالها پیش برای پایداری تونلها و سایر حفره های زیر زمینی مرسوم بوده و امروزه انواع مختلفی از آنها در این مورد به کار می رود.

به طور کلی پیچ سنگ از یک میله ی فولادی ساده و تخت تشکیل شده است که برای اتصال لایه ها و قطعات مختلف سنگ به کار می رود و به همین جهت اصطلاح «سنگ دوز» را نیز در مورد آن به کار می برند. برای تأمین این نظر، ابتدا چالی در سنگها احداث کرده و سپس میله ی فولادی را به گونه ای که بعداً خواهیم دید، در آن محکم می کنند. پس از محکم شدن میله، با پیچ انتهای دیگر آن را می بندند.

در مواردی که از پیچ سنگ به عنوان سیستم نگهداری موقت استفاده می کنند، تنها به گیرش انتهایی آن اکتفا می شود اما به هنگام استفاده از آن به عنوان یک سیستم نگهداری دایمی فضای خالی بین دیواره ی چال و مبله ی پیچ سنگ را با مواد پر کننده مثل دوغاب سیمان و یا صمغ پر می کنند.

میل مهاری نیز نوع دیگر پیچ سنگ است که پس از نصب، تحت تأثیر کشش قرارمی گیرد. همچنین در مقایسه با پیچ سنگ، استحکام بیشتر و طول بلندتری دارد. میل مهاری را از فولادهای با مقاومت بالا و معمولاً به صورت کابل می سازند.

مکانیسم پیچ سنگ

برای پایدارسازی و تحکیم توده ی سنگ، چهار مکانیسم مستقل به شرح زیر وجود دارد:

الف) در سنگهای نسبتاً مقاوم و با درزه داری خوب، ناپایدری ناشی از جداشدن قطعات مجزای سنگ است که از سقف حفریات تمایل به ریزش دارند. این امر وقتی اتفاق می افتد که وزن سنگ جدا شده، بیش از نیروی چســـبندگی درزه های سنگ شود. چنین توده هایی را می توان با استفاده از پیچ سنگ پــایدار ساخت. بدیهی ست در چنین مواردی، استحکام میل مهار یا پیچ سنگ باید به اندازه ای باشد که بتواند وزن قطعه ی جدا شده را تحمل کند.

ب) در سنگهای بلوکی ضعیف تر، ممکن است در اثر لغزش یا چرخش قطعات سنگ، تونل تمایل به جمع شدن پیدا کند. برای پایدار سازی چنین سنگهایی از پیچ سنگ های کششی و یا غیر کششی استفاده می شود تا بتواند مقاومت برشی سنگ در امتداد ناپیوستگی ها را حفظ کند.

ج) در مورد سنگهای لایه ای یا ورقه ورقه، ناپایداری معمولا در اثر لغزش در امتداد سطوح لایه بندی یا تورق است. در چنین مواردی می توان با استفاده از پیچ سنگ های تمام تزریقی، مقاومت ذاتی بین لایه های سنگ را حفظ کرد و توده ی سنگ را پایدار ساخت.

د) در مورد توده های سنگی «بیش تنش دیده» ( (over stressed ، می توان با استفاده از افزایش درجه ی محصور شدگی و یا افزایش تنش مینیمم آنها را پاایدار ساخت. در مورد تونلها در حالت کلی تنش اصلی مینیمم عمود بر دیواره ی تونل است. بنابر این اگر بلافاصله پس از حفر تونل پیچ سنگ های تحت کشش نصب شوند، در واقع محدودیت جدیدی را ایجاد می کند و تنش محصور کننده را افزایش می دهد و گسترش شکستــگی ها را محدود می سازد.

تاریخچه ی کامل و گسترش پیچ سنگ

در بین روشهای مختلف پایداری توده های سنگی، استفاده از پیچ سنگ مؤثرترین شیوه است. طی دهه ی 1950 میلادی به کارگیری پیچ سنگ صنعت معدنکاری آمریکا را متحول ساخت. ایالات متحده را مبتکر استفاده از پیچ سنگ در حفریات زیر زمینی از اوایل 1930 می دانند.

اگر چه نخستین استفاده از پیچ سنگ مربوط به گذشته های دور بوده است، اما در سال 1943 میلادی کاربرد سیستماتیک آن در مبانی توسط ویگل در مجله ی «مهندسی و معدن» ارائه شد. وی به تشریح سیستمی پرداخت که شرکت تولیــد سرب ژوزف در میسوری به سال 1963 آن را معرفی کرده بود.

در سال 1947 میلادی استفاده از پیچ سنگ در ایالات متحده عمومیت یافت. سازمان معادن برای کاهش تعداد حوادث ناشی از ریزش سقفها این روش را ابداع کرد. ظرف مدت کمتر از 2سال در تمام شاخه های صنعت معدن ایالات متحده، کاربرد پیچ سنگ رایج شد. در سال 1949 میلادی این روش در بیش از 200 معدن اجرا شد و در سال 1952 مصرف این پیچ ها به رقم 25 میلیون عدد در سال رسید. رشد آهنگ استفاده از پیچ سنگ خیلی سریـــع بود. به موجب گزارش سازمان معادن ایالات متـحده در سال 1968 در 912 معدن زغال سنگ، 55 میلیون پیچ سنگ مورد استفاده قرار گرفت و 60% استخراج زغال سنگ به روش زیر زمینی از معادنی استخراج می شد که سقف آنها با پیچ سنگ نگهداری شده بود. در سال 1984 تخمین زده شد که سالانه حدود 120 میلیون پیچ سنگ در معادن آمریکا مصرف می شود و 90% معادن زیر زمینی زغال سنگ با این روش نگهداری می شوند.

پس از آنکه پیچ سنگ مورد قبول واقع شد و در استخراج معادن زغال سنگ کاربرد گسترده ای پیدا کرد، حوادث معدنی در حد قابل توجهی کاهش یافت و همزمان با آن افزایش چشمگیری در میزان تولید رخ داد. با حذف ستونها و دیگر وسایل نگهداری در معادن زیر زمینی، امکان نصب سیستم های تهویه ی مطلوب هم به وجود آمد. با حذف موانع، سیستم های تهویه ی بهتری طراحی می شود و نیز ابعاد حفریاتی را که بایستی انجام شود تا به حفاری مطلوب دست یابیم، کاهش می دهد و آزادی حرکت بیشتری را برای خودرو های بدون ریل فراهم می آورد بدون اینکه خطر برخورد به ستون های سیستم نگهداری وجود داشته باشد.

نقش پیچ سنگ، اتصال توده سنگ های ناپیوسته به هم است. مثلاً سنگ های رسوبی را که دارای صفحات لایه بندی هستند و یا سنگ هایی را که درزه و شکاف طبیعی دارند، به هم متصل می سازد.

با اینکه انواع متداولی از پیچ سنگ ساخته شده است اما متداولترین آنها پیچ سنگ های مکانیکی هستند که حدود 60% آنها را تشکیل می دهند، 30% بقیه نیز پیچ سنگ های چسبی یا تزریقی هستند. انواع دیگر پیچ سنگ ها 10% بقیه را تشکیل می دهند.

طبقه بندی پیچ سنگ ها

اگر چه انواع متنوعی از پیچ سنگ ها برای پایدار سازی توده های سنگ و نگهداری حفریات زیر زمینی به کار میروند اما همه ی آنها را می توان در سه گروه پیچ سنـــگ، داول و کابل های مهار رده بندی کرد.

پیچ سنگ ها

پیچ سنگ ها را به سه گروه تقسیم می کنند:

الف) پیچ سنگ های با گیرش مکانیکی (گیرش نقطه ای)

ب) پیچ سنگ های تزریقی (گیرش تمام طول)

ج) پیچ سنگ های مخصوص

داول ها

این گروه این گروه از پیچ سنگ ها را به انواع زیر تقسیم می کنند:

الف) داول های تزریقی

ب) داول های شکافی

ج) داول های تورمی

د) داول های مخصوص

و کابل های مهاری که مبحث گسترده ای است و در این بحث نمی گنجد.

انواع پیچ سنگ

با توجه به طبقه بندی فوق، به شرح انواع پیچ سنگ می پردازیم:

پیچ سنگ های با گیرش مکانیکی

در بین پیچ سنگ های مکانیکی، دو نوع پیچ سنگ موسوم به «شکاف و گوه» و «با گیره ی منبسط شونده» متداول ترند که در زیر به شرح آنها می پردازیم:

الف) پیچ سنگ های شکاف و گوه

در انتهای این پیچ سنگ شکافی ایجاد شده است که گوه ای در داخل آن قرار دارد. پــــس از آنکه پیچ سنگ در داخل چال قرار گرفت، با پتک بادی روی آن می کوبند که در نتیجه گوه در داخل شکاف فرو می رود و آن را از هم باز می کند و قسمت های باز شده به جدار چال می چسبد و بدین ترتیب میله در داخل چال محکم می شود. در شکل زیر جزییات قابل مشاهده است:

طول این پیچ سنگ ها 5/. تا 5/2 متر است که از میله های فولادی به قطر 22تا 30 میلیمتر ساخته می شود. طول چال متناسب با طول پیچ سنگ است. پس از آنکه میله در داخل چال محکم شد، در قسمت بیرونی میله که رزوه شده است، صفحه ی اتصال و واشر قرار می دهند و با پیچ آن را محکم می کنند.

برای اینکه کشش میله ی پیچ سنگ در حد مجاز باشد، باید آن را به وسیله ی آچارهایی که درجه ی سنجش دارند محکم کرد.

در مواردی که محل نصب پیچ سنگ مورب باشد، برای انطباق کامل صفحه با سطح تونل از دو واشر مورب استفاده می کنند.

از جمله امتیازات این نوع پیچ سنگ می توان ارزان بودن و گیرش مناسب در سنگ های سخت را نام برد، ضمن اینکه بلافاصله پس از نصب می توان از آن استفاده کرد.

ب) پیچ سنگ های با پوسته ی منبسط شونده

این نوع پیچ سنگ اگر چه در انواع مختلفی ساخته می شود اما اصول کار تمام انواع آن کمابیش یکسان است.

این نوع پیچ سنگ از میله ی فولادی به قطر 17تا 22 میلیمتر تشکیل شده که در انتهای رزوه شده ی آن، مهره ی N قرار دارد. در اطراف این مهره ی N ،چهار پوسته E قراردارد که در اثر پائین رفتن مهره N ازهم باز می شوند و درنتیجه به جدار داخلی چال می چسبند و بدین ترتیب گیرش مکانیکی حاصل می شود.

در این مورد نیز برای تأمین گیرش کافی باید میله پیچ سنگ تا حد معینی پیچانده شود و این کار به کمک آچارهای مخصوصی انجام می گیرد.

این نوع پیچ سنگها در شرایط مختلفی قابل استفاده اند. از جمله امتیازات آنها نظیر انواع شکاف و گوه، قابل استفاده بودن آنها بلافاصله پس از نصب است. از سوی دیگر نصب آن نیازبه کارگران ماهر و نظارت دقیــق دارد به ویژه اگر همراه با تزریق مورد استفاده قرار گیرند، تخصص بیشتری مورد نیاز است. این سیستم در بسیاری موارد به عنوان سیـستم نگهداری دائمی تونلها مورد استفاده قرار می گیرد.

به طور کلی توصیه می شود که پیچ های این قبیل پیچ سنگها حتی المقدور ریز نباشد زیرا پیچ های ریز خیلی سریـع صدمه می بینند. همچنین بهتراست به جای تراش پیچ از سیستم نورد پیچ استفاده شود که البته این نوع پیچ سنگ گرانتر از بقیه انواع است.

پس از نصب پیچ سنگ باید دقت شود که به حد کافی کشیده شود تا این اطمینان بدست آید که تمام اجزای توده سنگ در تماس کامل با هم هستند. در مواردی که پیچ سنگ باید بار قابل توجهی را حمل کند، توصیه شده است که تا 70% ظرفیت تحملی خود تحت کشش اولیه قرار گیرد.

یکی از مهم ترین دلایل شکستگی پیچ سنگ ها، خوردگی میله ی آنهاست. بدین منظور فضای خالی بین میله ی پیچ سنگ و جدار داخلی چال را با دوغاب پر می کنند. این امر به ویژه وقتی که از پیچ سنگ به عنوان سیستم نگهداری دایمی استفاده می شود، بیشتـر ضرورت می یابد.

روش مرسوم برای تزریق دوغاب به داخل چال استفاده از لوله ی کوتاه تزریق دوغاب و لوله ی کوچکتری مرسوم به لوله ی هوا گیری است که تا انتهای میله ی پیچ سنگ ادامـه می یابد. قبل از قرار دادن پیچ سنگ در چال این لوله را به آن وصل می کنند و لذا این امکان وجود دارد که به هنگام قرار دادن پیچ سنگ در داخل چال، آسیب ببیند. با استفاده از پیچ سنگ های با میله ی تو خالی چنین اشــکالاتی بر طرف می شود. گرچه استفاده از چنین میله های تو خالی سبب آسان تر شدن محل تزریق می شود، اما در عین حال ساخت چنین پیچ سنگ هایی گران تر از انواع معمولی است. با این وجود در مواردی که پیچ سنگ سیستم نگهداری دایمی را تشکیل می دهد، استفاده از آن توصیه شده است. به هنگام استفاده از این نوع پیچ سنگ های تو خالی از یک لوله ی کوتاه به عنوان لوله ی تزریق و از سوراخ سراسری میله به عنوان هواگیری استفاده می کنند. این امر در مورد چال های سرازیر بر عکس انجام می گیرد؛ یعنی در این موارد از لوله ی میانی دوغاب تزریق می کنند و هوا گیری به کمک لوله ی کوتاه تزریق انجام می گیرد. شکل زیر تجهیزات تزریق دوغاب در مورد پیچ سنگ های با پوسته ی منبسط شونده را نشان می دهد.

از آنجا که هدف اصلی از تزریق در مورد پیچ سنگ های با گیرش مکانیکی، جلوگیری از خوردگی میله ی پیچ سنگ و استحـکام بیشتر آن است، لذا استحکام دوغاب در مقایسه با پیچ سنگ های تزریقی اهمیت کمتری دارد. در واقع دوغاب باید در عین سفت بودن، به آسـانی قابل پمپاژ باشد. بدین منظور تهیه ی دوغابی با نسبت آب به سیمان 4/0 تا 5/0 مناسب است. آنچه که در این مورد اهمیت دارد حصول اطمینان از پر شدن فضای خالی بین جدار داخلی پیچ سنگ و جدار داخلی چال است. برای دستیابی به این منظور عمل تزریق باید آنقدر ادامه یابد که خروج حباب های هوا از لوله ی هوا گیری متوقف شود.

پیچ سنگ های تزریقی

پیچ سنگ های مکانیکی در مواردی که تحت تأثیر ارتـعاشات ناشی از آتش باری و یا موارد مشابه آن قرار گیرند و یا وقتی که اصـولاً در سنگ های ضعیف به کار روند، سست می شوند. در چنین مواردی بهتر است از پیچ سنگ هایی استفاده شود که گیرش آنها نقطه ای نیست، بلکه تمام طول پیچ سنگ را در بر می گیرد. این گروه از پیچ سنگ ها را به نام پیچ سنگ های تزریقی می نامند. بسته به نوع ماده ای که برای محکم کردن پیچ سنگ در چال به کار می رود، این گروه را به دو دسته ی دوغاب و چسبی تقسیم می کنند که در زیر به شرح آنها می پردازیم:

الف) پیچ سنگ های دوغابی

برای نصب این پیچ سنگ ها نیمی از طول چال را با ملات مرکب از سیمان، ماسه ی ریز و آب پر می کنند و دهـانه ی چال را با درپوشی می بندند تا از ریزش دوغاب جلوگیری شود

برای خروج حباب های هوا یک لوله ی کوچک پلاستیکی را به وسیله ی نوار چسب به پیچ سنگ می چسبانند و آن را به داخل چال می رانند. پس از اینکه دوغاب سیمان خود را گرفت پیچ سنگ به خوبی در جای خود محکم می شود و پس از این مرحله با نصب صفحه ی اتصال و با استفاده از پیچ، آن را محکم می بندند.

در مواردی که سنگ، درزه و شکاف داشته باشد، آب ملات به آسـانی از طریق این درز و شکاف ها هرز می رود. برای رفع این مشکل مطابق شکل زیر قبل از تزریق دوغاب، یک لوله ی مشبک در چال قرار می دهند. هنگامی که میله ی پیچ سنگ در چال فرو می رود، دوغاب از طریق این سوراخ های ریز به داخل چال تزریق می شود.

در مورد این پیچ سنگ ها انتخاب نوع ملات اهمیت زیادی دارد. بدیهی است مقاومت ملات نسبت به گذشت زمان افزایش می یابد و پس از یک هفتـه مقاومت آن به حدود 50% مقاومت نهایی می رسد. از سوی دیگر مقاومت نهایی ملات به نسبت سیمان، آب و ماسـه بستگی دارد. در نمودار زیر تغییرات مقاومت ملات نسبت به زمان به ازای مقادیر مختلف

وزن آب

ـــــــــــــــــــ = α نشان داده شده است.

وزن سیمان

اخیراً شیوه ی مؤثری برای نصب این پیچ سنگ ها ارائه شده است. بدین منظور لول های محتوی سیمان و مواد افزودنی لازم با پوششی از کاغذهای نفوذ ناپذیر در برابر آب تهیه می شوند. پس از حفر و آماده سازی چال، این لول ها را به مدت چند دقیقه در آب می اندازند و سپس آنها را به داخل چال فرو می کنند. در مورد چال های سر بالا برای راندن لول به داخل چال از سمبه های چوبی استفاده می کنند. پس از آنــکه به تعداد کافی لول در داخل چال قرار گرفت، پیچ سنگ را به داخل چال می رانند که در نتیجه پوشش کاغذی دور لول پاره شده و سیمان و مواد همراه آن داخل چال و دور پیچ سنــگ را پر می کنند و بدین ترتیب پیچ سنگ در داخل چال محکم می شود.

ب) پیچ سنگ های چسبی

اگر چه با استفاده از پیچ سنگ های دوغابی مشکل گیرش کامل پیچ سنگ بر طرف می شود اما اشـکال عمده ی این نوع پیچ سنگ ها، طولانی بودن زمان محکم شدن ملات سیمان است. تهیه ی ملات مناسب برای هر وضعیت از جمله دیگر مشـکلات این پیچ سنگ هاست.

برای رفع این مشکلات به جای تزریق دوغاب سیمانی، از چسب های مخصوصی استفاده می کنند که ظرف مدت چند دقیـقه خود را می گیرد و مقاومت مکانیکی کافی به دست می آورد.

چسبی که برای گیرش پیچ سنگ ها به کار می رود بسیار متنوع است و شرکت های مختلف انواع متفاوتی از آن را می سازند. به عنوان مثال ترکیبات اصلی یک نوع چسب که در این مورد به کار می رود به شرح زیر است:

چسب پلی استر: 5/28 درصد

مواد پر کننده (معمولاً پودر سنگ آهک): 66 درصد

شتاب دهنده: 5/0 در صد

بقیه ی ترکیب این چسب را مواد کاتالیست تشکیل می دهد.

به جای پودر سنگ آهک، از پودر سایر انواع سنگ ها نیز استفاده می شود. علت اصلی استفاده از مواد پر کننده، کاهش میزان انقباض چسب پس از خشک شدن و نیز کاهش مقدار پلی استر مصرفی است؛ زیرا چسب به مراتب گران تر از پودر سنگ است. شتاب دهنده نیـز واکنش بین کاتالیست و چسب پلی استر را تسریع می کند و بنابراین مخلوط آن ها سریع تر خود را می گیرد. برای آنکه این مخلوط قابل استفاده باشد، مخلوط چسب پلی استر، پر کننده و شتاب دهنده از یک طرف و کاتالیست از طرف دیگر در بسته های جداگانه ای نگهداری می شود. در عمل این مجموعه را در لول هایی به شکل سوسیس به گونه ای تهیـه می کنند که لول کاتالیست در داخل لول چسب قرار گیرد و بین آنها ورقه ی پلاستیکی قرار می دهـند.

طول لول چسب بین 30 تا 120 سانتیمتر تغییر می کند و قــــــطر آنها 5/2 تا 5/3 سانتیمتر است. معمولاً این چسب ها ظرف مدت 5 دقیقه به خوبی سفت می شوند.

بــــــه هنگام بررسی مقاومت پیچ سنگهای چسبی دو نکته مهم را باید در نظر داشت.

نخست مقاومت سنگها که درواقع به نوع سنگ بستگی دارد. ثابت شده است که سنگهای ضعیف تر نسبت به سنگهای محکم به چسب بیشتری نیاز دارد. نکته دوم آنکه طول چسبندگی نقش مهمی در مقاومت پیچ دارد. مقاومت پیچ سنگ تابع خطی طـول بخش چسب خورده است. سنگ هایی که این آزمایشات درباره ی آنها انجام گرفته از نوع گرانیت، سنــــگ آهک، ماسه سنگ، زغال سنگ و چاک بوده است. این بررسی ها نشان داده که مقاومت پیچ سنگ های چسبی به طور متوسط 7/1 تا 3 برابر مقاومت انواع مکانیکی بوده است.

در شکل زیر مراحل نصب پیچ سنگ های چسبی نشان داده شده است. به طوری که دیده می شود این مراحل شامل موارد زیر است:

الف) حفر چال

ب) قرار دادن لول چسب در داخل چال

ج) فرو راندن پیچ سنگ به داخل چال

د) پیچاندن میله پیچ سنگ در داخل چال طبق نظر کار خانه سازنده که در اثر آن پاکت محتوی دو قسمت پاره شده و این دو قسمت با هم مخلوط می شوند.

ه) اعمال فشار به پیچ سنگ به وسیله ی ماشین رانش به مدت 20 تا30 ثانیه

و) بستن پیچ دهانه

این نوع پیچ سنگ ها را می توان در انواع مختلف سنگ ها و از آن جمله سنگ هایی همچون شل و لای سنگ که در آنها پیچ سنگ های با گیرش مکانیکی کاربرد ندارد، به کار برد. در مواردی که از پیچ سنگ به عنوان سیستم نگهداری دایم استفاده می شود(مثل پیچ سنگ هایی که در اطراف پذیرشگاه های چاه های معدنی و یا حفریات بزرگ زیر زمینــی به کار می رود) باید نهایت سعی را به کاربرد که تمامی طول پیچ سنگ با جدار چال درگیر شود

در این موارد در انتهای چال یک یا چند لول چسب زود گیر و به دنبال آن لـول های چسب دیرگیر را قرار می دهند و آن گاه پیچ سنگ را تا انتها به داخل چال می رانند. در اثر پاره شدن کاغذ های دور این لول ها و مخلوط شدن مواد داخل آن ها، فعل و انفعال گیرش چسب آغاز می شود. چسب زودگیر در فاصله ی چند دقیقه خود را می گیرد و انتهای پیچ سنـگ در چال محکم می شود. در این حال، پیچ سنگ را می کشند و تحت کشش قرار می دهند. از آنجا که لول های چسب دیرگیر مدتی بعد (حدود 30 دقیقه) سفت می شوند، لذا میله ی پیچ سنگ برای همیشه به حالت کشش در داخل چال باقی می ماند. حاصل این کار پیچ سنگی است که تماماً در گیر است و در عین حال در حالت کشش نیز قرار دارد.

باید توجه داشت که بسیاری از لول های حاوی چسب- کاتالیست، تاریخ مصرف کوتاهـی دارند که این زمان به دما و شرایطی که در آن نگهداری می شود بستگی دارد. در بعضی موارد این تاریخ مصرف در حد شش ماه است. بنابراین این لول ها را باید به گونه ای سفارش داد که قبل از انقضای تاریخ مصرفشان به کار گرفته شوند.

از سوی دیگر شیوه ی انبار کردن لول های چسب باید مطـابق دستورالعمل کارخانه ی سازنده باشد. در مواردی که مدت زمان قابل توجهی از تاریخ خرید این چسب ها گذشته باشد توصیه می شود قبل از مصرف چند نمونه از آن ها که از جعبه های مختلف انتخاب شده است، مورد آزمایش قرار گیرد. آزمایش این مواد ساده است. بدین منظور می توان کاغذهای اطراف لول مورد نظر را پاره کرد تا چسب و کاتالیست با هم مخلوط شوند وآنگاه زمـان گیرش آنها را اندازه گیری و با زمانی که کارخانه ی سازنده اعلام کرده است، مقایسه کرد تا از سالم بودن آنها اطمینان حاصل شود.

نحوه ی پاره شدن پوشش لول در داخل چال و مخلوط شدن چسب و کاتالیت نیز بسیار مهم است. بدین منظور می توان انتهای پیچ سنگ را با زاویه ای تند برید تا همچون شیئـی تیز به داخل لول فرو رود و لفافها را پاره کند. باید توجه داشت که زمان چرخاندن پیچ سنگ در داخل چال و یا تعداد چرخش آن محدودیت دارد و در این مورد باید مطابق دستورالعمل کارخانه ی سازنده عمل شود.

در مورد بعضی از سنگ های ضعیف مثل سنگ های رسی به هنگام حفاری سطح داخلی چال با قشری از رس اندود شده و این امر سبب می شود که به هنگام چرخاندن پیچ سنگ، لول های چسب نیز لیز بخورند و در نتیجه عمل پاره شدن لفاف دور لول و مخلوط شدن چسب و کاتالیست به طور ناقص انجام گیرد که در نتیجه، گـیرش ناقص پیچ سنگ در داخل چال را در پی دارد. از سوی دیگر در مورد سنگ هایی که درزه و شکاف فراوانی دارند ممکن است چسب قبل از سفت شدن از طریق این درز و شکاف ها به داخل سنگ های اطراف نفوذ کند و در نتیجه در اطراف میله ی پیچ سنگ فضای خالی باقی بماند و گیرش کامل نشود. در هر دو مورد یاد شده شاید استفاده از پیچ سنگ های با دوغاب سیمان، نتیجه ی بهتری را به دست دهد. مسئله ی خوردگی میله ی پیچ سنگ در اثر آب های زیر زمینی نیز از جمله مسائلی است که باید به آن توجه داشت. این امر به ویژه وقتی که از پیچ سنگ به عنوان سیستم نگهداری دایمی و طولانی مدت استفاده می شود، اهمیت بیشتری می یابد. به هر حال اگر زمان استفاده از پیچ سنگ چسبی خیلی طولانی و امکان خردگی آن وجود داشته باشد، توصیه می شود که از پیچ سنگ های دوغاب سیمان استفاده شود.

پیچ سنگ های مخصوص

الف) پیچ سنگ های دوقلو (تراس)

این نوع پیچ سنگ ها اولین بار توسط وایت عرضه شد و برای کنترل سقف حفریات زیر زمینی به کار رفت. علت استفاده از این نوع پیچ سنگ آن است که در سقف حفریات زیر زمینی با دهانه ی بزرگ، زون های (مناطق) کششی به وجود می آید. با نصب پیچ سنگ های دوقلو که تنش هایی به سقف اعمال می کنند، این زون های کششی حذف می شوند.

منظره ی عمومی پیچ سنگ های دوقلو در شکل بعد نشان داده شده است. به طوری که دیده می شود، این پیچ سنگ ها در واقع از دو پیچ سنگ دوقلو که در سقف محکم می شوند تشکیل شده است که میله ای این دو پیچ سنگ را به هم متصل می کند. در این میله ابزاری همچون جعبه گوه، یک بست قورباغه ای برای اعمـــــال کشش به میله و در قطعه ی تکیه گاهی تعبیه شده است.

هدف از نصب دو پیچ سنگ زاویه دار، افزایش مقاومت در برابر کشش های قطری و ریزش های برشی ست.

ب) پیچ سنگ های چوبی

پیچ سنگ های چوبی که به وسیله ی چسب در چال محکم می شوند، برای تقویت جبهـه ی کارگاه های استخراج معادن زغال سنگ، لنگه های زغالی و موارد مشابه به کار می روند. نمونه ای از کاربرد این نوع پیچ سنـگ ها در شکل زیر نشان داده شده است. برای استفاده از این پیچ سنگ ها در جبهه ی کارگاه، چال هایی به طول تا 16 متر حفر شده و میله های چوبی به قطر 36 میلیمتر در داخل آن ها نصب می شود. در این مورد نیز برای خروج حباب های هوا، از یک لوله ی پلاستیکی کوچک استفاده می کنند. برای تزریق چسب به داخل چال، دهانه ی آن را با درپوش می بندند و چسب را با فشار 14 تا 21 بار تزریق می کنند.

استفاده از این نوع پیچ سنگ ها باعث استحکام سنگ ها و در نتیجه استحکام ایمنی جبهه ی سنگ ها می شود. بر خلاف پیچ سنگ های فلزی، وجود این پیچ سنگ ها هیچ مشکلی در برابر ماشین های زغال بُر ایجاد نمی کند، زیرا هنـــگام برخورد ماشین با این چوب ها به آسانی بریده می شوند.

ج) پیچ سنگ های با الیاف شیشه ای

انواع مختلفی از پیچ سنگ ها از جنس الیاف شیشه سـاخته شده که برای نگهداری تونل ها، کاربرد وسیعی یافته است. این پیچ سنگ را از نوعی الیاف شیشه ای می سازند و از جمله خصوصیات آن می توان به مقاومت مکانیکی بالا، مقاومت عالی در برابر خوردگی و دوام طولانی مدت اشاره کرد.

سطح مقطع میله ی این پیچ سنگ ها ستاره یا چند ضلعی است. این امر سبب می شود که سطح تماس آن با دوغاب یا چسب نسبت به انواع مشابه بیشتر باشد.

این پیچ سنگ ها را در طول های 2، 3، 4، 6 و 12 متر می سازند و تقریباً در تمام مواردی که تحکیم سنگ ها مورد نظر باشد (مثل تونل های معدنی و راه و نیز پایدارسازی شیب ها) به کار می رود. در شکل زیر این نوع پیچ سنگ مشاهده می شود.