تدابير معالجة ومنع تشققات الخرسانة في نفق تصريف مياه الفيضانات بمحطة توليد الطاقة الكهرومائية

تدابير معالجة ومنع تشققات الخرسانة في نفق تصريف الفيضانات لمحطة توليد الطاقة الكهرومائية

1.1 لمحة عامة عن مشروع نفق تصريف الفيضانات لمحطة شوانغهيكو الكهرومائية في حوض نهر منغجيانغ
يتخذ نفق تصريف الفيضانات لمحطة شوانغهيكو الكهرومائية في حوض نهر منغجيانغ بمقاطعة قويتشو شكل بوابة مدينة. يبلغ طول النفق 528 مترًا، ويبلغ ارتفاع مدخله 536.65 مترًا، بينما يبلغ ارتفاع مخرجه 494.2 مترًا. بعد أول عملية تخزين للمياه في محطة شوانغهيكو، وبعد إجراء فحص ميداني، تبيّن أنه عندما يتجاوز منسوب المياه في منطقة الخزان منسوب قمة قوس سدادة نفق الفيضان، يحدث تسرب للمياه من فواصل الإنشاء وفواصل الخرسانة الباردة في اللوحة السفلية للعمود المائل ذي الرأس الطويل، ويتزايد مقدار هذا التسرب مع ارتفاع منسوب المياه في منطقة الخزان. في الوقت نفسه، يحدث تسرب للمياه أيضًا في فواصل الخرسانة الباردة في الجدار الجانبي وفواصل الإنشاء في قسم العمود المائل في لونغتشوانغ. بعد التحقيق والبحث من قبل المختصين، تبيّن أن الأسباب الرئيسية لتسرب المياه في هذه المناطق تعود إلى سوء الظروف الجيولوجية للطبقات الصخرية داخل هذه الأنفاق، وعدم كفاية معالجة فواصل الإنشاء، وتكوّن فواصل باردة أثناء صب الخرسانة، وضعف تماسك وحقن سدادات نفق دوكسون. ولهذا الغرض، اقترح المختصون طريقة الحقن الكيميائي في منطقة التسرب للحدّ من التسرب ومعالجة الشقوق بفعالية.
​​
1.2 معالجة الشقوق في نفق تصريف الفيضانات لمحطة شوانغهيكو للطاقة الكهرومائية في حوض نهر منغجيانغ
جميع الأجزاء المتضررة من نفق تصريف الفيضانات لمحطة لودينغ الكهرومائية مصنوعة من خرسانة HFC40، وتتركز معظم الشقوق الناتجة عن بناء السد في هذه المنطقة. تشير الإحصائيات إلى أن الشقوق تتركز بشكل أساسي في الجزء من السد (0+180 إلى 0+600). تتركز الشقوق بشكل رئيسي على الجدار الجانبي على مسافة تتراوح بين 1 و7 أمتار من القاعدة، ويبلغ عرض معظمها حوالي 0.1 ملم، خاصةً في الجزء الأوسط من كل مستودع. تتميز هذه الشقوق بزاوية ظهور أكبر من أو تساوي 45 درجة بالنسبة للزاوية الأفقية، وشكلها غير منتظم، وعادةً ما يكون تسرب المياه منها طفيفًا، بينما تظهر معظم الشقوق الأخرى رطبة على سطح الوصلات فقط، وتظهر علامات مائية على سطح الخرسانة، مع وجود عدد قليل جدًا من علامات التسرب الواضحة. يكاد لا توجد أي آثار لتسرب مياه خفيف. من خلال مراقبة تطور الشقوق، يتضح أنها تظهر عند إزالة القوالب بعد 24 ساعة من صب الخرسانة في المرحلة الأولى، ثم تصل تدريجيًا إلى ذروتها بعد حوالي 7 أيام من إزالة القوالب. ولا تتوقف عن التطور البطيء إلا بعد مرور 15-20 يومًا من فك القوالب.

2. معالجة ومنع تشققات الخرسانة في أنفاق تصريف الفيضانات لمحطات الطاقة الكهرومائية بشكل فعال
2.1 طريقة الحقن الكيميائي لنفق المفيض في محطة شوانغهيكو للطاقة الكهرومائية
2.1.1 مقدمة وخصائص وتكوين المواد
مادة الملاط الكيميائي هي راتنج إيبوكسي معدل عالي النفاذية من نوع PCI-CW. تتميز هذه المادة بقوة تماسك عالية، ويمكن معالجتها في درجة حرارة الغرفة مع انكماش طفيف بعد المعالجة، كما أنها تتمتع بقوة ميكانيكية عالية ومقاومة حرارية مستقرة، مما يجعلها فعالة في منع تسرب المياه. يُستخدم هذا النوع من مواد الحقن المقوية على نطاق واسع في إصلاح وتدعيم مشاريع الري. إضافةً إلى ذلك، تتميز هذه المادة بسهولة استخدامها، وأدائها الممتاز في حماية البيئة، وعدم تسببها في أي تلوث.
​​
2.1.2 خطوات البناء
أولاً، ابحث عن الشقوق واحفر ثقوبًا. نظّف الشقوق الموجودة في المفيض بالماء المضغوط، واقلب سطح القاعدة الخرسانية، وتحقق من سبب الشقوق واتجاهها. ثم اعتمد طريقة الجمع بين الثقب الطولي والثقب المائل للحفر. بعد الانتهاء من حفر الثقب المائل، استخدم مسدس الهواء والماء المضغوطين لفحص الثقب والشقوق، واستكمل جمع بيانات حجم الشقوق.
ثانيًا، فتحات القماش، وفتحات الإغلاق، وسد الفواصل. مرة أخرى، استخدم هواءً مضغوطًا عاليًا لتنظيف فتحة الحقن المراد إنشاؤها، وإزالة الرواسب المتراكمة في قاع الخندق وعلى جدار الفتحة، ثم قم بتركيب مانع تسرب فتحة الحقن ووضع علامة عليه عند فتحة الأنبوب. تحديد فتحات الحقن والتهوية. بعد ترتيب فتحات الحقن، استخدم مادة سد سريعة PSI-130 لسد التجاويف، واستخدم أسمنت الإيبوكسي لزيادة إحكام إغلاق التجاويف. بعد إغلاق الفتحة، من الضروري حفر أخدود بعرض 2 سم وعمق 2 سم على طول اتجاه شق الخرسانة. بعد تنظيف الأخدود المحفور وإزالة الماء المضغوط، استخدم مادة السد السريعة لسد الأخدود.
بعد التأكد من تهوية خط الأنابيب المدفون، ابدأ عملية الحقن. خلال هذه العملية، تُملأ الثقوب المائلة ذات الأرقام الفردية أولًا، ويُحدد عدد الثقوب وفقًا لطول خط الأنابيب المطلوب. عند الحقن، يجب مراعاة حالة الثقوب المجاورة جيدًا. بعد حقن الثقوب المجاورة، يجب تصريف جميع المياه منها، ثم توصيلها بأنبوب الحقن وإكمال عملية الحقن. وفقًا للطريقة المذكورة، يُحقن كل ثقب من الأعلى إلى الأسفل ومن الأسفل إلى الأعلى.
تدابير معالجة ومنع تشققات الخرسانة في نفق تصريف الفيضانات لمحطة توليد الطاقة الكهرومائية
وأخيرًا، معيار نهاية الحقن. معيار الضغط لحقن الخرسانة في الشقوق الموجودة في المفيض هو القيمة القياسية المحددة في التصميم. عمومًا، يجب ألا يتجاوز أقصى ضغط للحقن 1.5 ميجا باسكال. يعتمد تحديد نهاية الحقن على كمية الحقن وقيمة ضغط الحقن. الشرط الأساسي هو أنه بعد وصول ضغط الحقن إلى أقصى قيمة له، لن يدخل الحقن إلى الفتحة ضمن مسافة 30 مم. عند هذه النقطة، يمكن إجراء عملية ربط الأنابيب وإغلاق الفتحة بالملاط.
أسباب وعلاج التشققات في نفق تصريف الفيضانات بمحطة لودينغ للطاقة الكهرومائية
2.2.1 تحليل أسباب نفق تصريف الفيضانات لمحطة لودينغ الكهرومائية
أولًا، تتميز المواد الخام بضعف التوافق والاستقرار. ثانيًا، نسبة الأسمنت في الخلطة عالية، مما يؤدي إلى توليد الخرسانة حرارة زائدة أثناء التفاعل. ثالثًا، نظرًا لمعامل التمدد الحراري العالي للركام الصخري في أحواض الأنهار، فإن تغير درجة الحرارة يؤدي إلى تفكك الركام والمواد المتماسكة. رابعًا، تتطلب الخرسانة عالية التماسك تقنيات بناء متقدمة، يصعب التحكم بها أثناء عملية الإنشاء، ولا يفي التحكم في وقت وطريقة الاهتزاز بالمعايير المطلوبة. إضافةً إلى ذلك، نظرًا لاختراق نفق تصريف الفيضانات لمحطة لودينغ الكهرومائية، يحدث تدفق هواء قوي، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة داخل النفق، وبالتالي تفاوت كبير في درجة الحرارة بين الخرسانة والبيئة الخارجية.
​​
2.2.2 تدابير معالجة ومنع الشقوق في نفق تصريف الفيضانات
(1) من أجل تقليل التهوية في النفق وحماية درجة حرارة الخرسانة، وذلك لتقليل فرق درجة الحرارة بين الخرسانة والبيئة الخارجية، يمكن تركيب إطار منحني عند مخرج نفق الانسكاب، ويمكن تعليق ستارة قماشية.
(2) مع مراعاة متطلبات القوة، يجب تعديل نسبة الخرسانة، وتقليل كمية الأسمنت قدر الإمكان، وزيادة كمية الرماد المتطاير في الوقت نفسه، وذلك لتقليل حرارة التفاعل الكيميائي للخرسانة، وبالتالي تقليل الفرق في درجة الحرارة بين الحرارة الداخلية والخارجية للخرسانة.
(3) استخدم الحاسوب للتحكم في كمية الماء المضافة، بحيث يتم ضبط نسبة الماء إلى الإسمنت بدقة أثناء عملية خلط الخرسانة. تجدر الإشارة إلى أنه أثناء الخلط، ولتقليل درجة حرارة المواد الخام الخارجة، من الضروري اعتماد درجة حرارة منخفضة نسبيًا. عند نقل الخرسانة في فصل الصيف، يجب اتخاذ تدابير العزل الحراري والتبريد المناسبة لتقليل ارتفاع درجة حرارة الخرسانة أثناء النقل بشكل فعال.
(4) يجب التحكم في عملية الاهتزاز بدقة في عملية البناء، ويتم تعزيز عملية الاهتزاز باستخدام قضبان اهتزاز ذات عمود مرن بأقطار 100 مم و 70 مم.
(5) التحكم بدقة في سرعة دخول الخرسانة إلى المستودع، بحيث تكون سرعة صعودها أقل من أو تساوي 0.8 م/ساعة.
(6) تمديد وقت إزالة قوالب الخرسانة إلى ضعف الوقت الأصلي، أي من 24 ساعة إلى 48 ساعة.
(7) بعد فك القوالب، يُرسل فريق متخصص لإجراء أعمال الصيانة بالرش على مشروع الخرسانة في الوقت المناسب. يجب الحفاظ على درجة حرارة مياه الصيانة عند 20 درجة مئوية أو أعلى، مع الحرص على إبقاء سطح الخرسانة رطباً.
(8) يتم دفن مقياس الحرارة في مستودع الخرسانة، ويتم مراقبة درجة الحرارة داخل الخرسانة، ويتم تحليل العلاقة بين تغير درجة حرارة الخرسانة وتكوّن الشقوق بشكل فعال.
​​
من خلال تحليل أسباب وطرق معالجة نفق تصريف الفيضانات في محطة شوانغهيكو الكهرومائية ونفق تصريف الفيضانات في محطة لودينغ الكهرومائية، تبيّن أن الأول يعود إلى سوء الأحوال الجيولوجية، وعدم كفاية معالجة فواصل الإنشاء، ووجود فواصل باردة وتشققات أثناء صب الخرسانة. ويمكن كبح الشقوق في نفق تصريف الفيضانات الناتجة عن ضعف تماسك السدادات والحقن بشكل فعال عن طريق الحقن الكيميائي باستخدام مواد راتنجات الإيبوكسي المعدلة عالية النفاذية. أما الشقوق في الثاني، فتعود إلى الحرارة الزائدة الناتجة عن تفاعل الخرسانة مع الماء. ويمكن معالجة هذه الشقوق ومنعها بشكل فعال عن طريق تقليل كمية الأسمنت بشكل معقول واستخدام مُلدّن فائق من البولي كربوكسيلات ومواد خرسانية من نوع C9035.