Mesures de traitement et de prévention des fissures dans le béton du tunnel d'évacuation des crues d'une centrale hydroélectrique
1.1 Aperçu du projet de tunnel d'évacuation des crues de la centrale hydroélectrique de Shuanghekou dans le bassin du fleuve Mengjiang
Le tunnel d'évacuation des crues de la centrale hydroélectrique de Shuanghekou, situé dans le bassin du fleuve Mengjiang (province du Guizhou), a la forme d'une porte de ville. Long de 528 m, il présente des altitudes de 536,65 m à l'entrée et de 494,2 m à la sortie. Lors de la première mise en eau du réservoir, une inspection sur site a révélé que lorsque le niveau d'eau dépassait celui de la voûte du tunnel, des infiltrations se produisaient au niveau des joints de construction et des joints de dilatation du béton de la dalle de fond du puits incliné. Ces infiltrations augmentaient proportionnellement à la montée du niveau d'eau dans le réservoir. Parallèlement, des infiltrations étaient également observées au niveau des joints de dilatation et des joints de construction des parois latérales du puits incliné de Longzhuang. Après enquête et recherche menées par les spécialistes compétents, il a été constaté que les principales causes des infiltrations d'eau dans ces zones étaient la mauvaise qualité géologique des strates rocheuses de ces tunnels, le traitement inadéquat des joints de construction, la formation de joints froids lors du coulage du béton et la consolidation et l'injection insuffisantes des bouchons de tunnel. Jia et al. En conséquence, les spécialistes ont proposé la méthode d'injection chimique sur la zone d'infiltration afin de limiter efficacement les infiltrations et de traiter les fissures.
1.2 Traitement des fissures dans le tunnel d'évacuation des crues de la centrale hydroélectrique de Shuanghekou dans le bassin du fleuve Mengjiang
Toutes les parties érodées du tunnel d'évacuation des crues de la centrale hydroélectrique de Luding sont en béton HFC40, et c'est là que se concentrent la plupart des fissures dues à la construction du barrage. D'après les statistiques, ces fissures sont principalement localisées entre les points 0+180 et 0+600 du barrage. Elles se situent majoritairement sur les parois latérales, à une distance de 1 à 7 mètres de la dalle de fond, et leur largeur est généralement d'environ 0,1 mm, notamment au niveau des bassins. La partie centrale de la zone de répartition est la plus touchée. L'angle d'apparition des fissures par rapport à l'horizontale est supérieur ou égal à 45°. Leur forme est irrégulière et les fissures qui provoquent des infiltrations d'eau sont généralement faibles. La plupart des fissures présentent seulement des traces d'humidité au niveau des joints et des marques d'eau sur la surface du béton, sans toutefois laisser de traces d'infiltration importantes. On observe très peu de traces d'écoulement d'eau. L'observation de l'évolution des fissures révèle qu'elles apparaissent dès le décoffrage, 24 heures après le coulage du béton, puis atteignent progressivement leur maximum environ 7 jours après. Leur développement se poursuit lentement jusqu'à 15 à 20 jours après le démoulage.
2. Traitement et prévention efficace des fissures dans le béton des tunnels d'évacuation des crues des centrales hydroélectriques
2.1 Méthode d'injection chimique pour le tunnel de déversoir de la centrale hydroélectrique de Shuanghekou
2.1.1 Introduction, caractéristiques et configuration des matériaux
Le matériau du coulis chimique est une résine époxy modifiée à haute perméabilité PCI-CW. Ce matériau présente une forte cohésion et durcit à température ambiante, avec un faible retrait après durcissement. De plus, il offre une résistance mécanique élevée et une excellente tenue à la chaleur, assurant ainsi une étanchéité optimale. Ce type de coulis de renforcement est largement utilisé pour la réparation et le renforcement des ouvrages hydrauliques. Enfin, il présente l'avantage d'une mise en œuvre simple, d'un excellent rapport qualité-prix et d'une absence totale de pollution.
2.1.2 Étapes de construction
Commencez par repérer les joints et les trous de forage. Nettoyez les fissures du déversoir à l'eau sous haute pression et retournez la surface de la base en béton. Vérifiez ensuite la cause et la direction des fissures. Utilisez une méthode de forage combinant trous oblongs et trous inclinés. Une fois le forage des trous inclinés terminé, inspectez les trous et les fissures à l'aide d'un pistolet à air comprimé et d'un nettoyeur haute pression, et mesurez les dimensions des fissures.
Deuxièmement, les trous de tissu, les trous d'étanchéité et les joints. Utilisez à nouveau de l'air comprimé pour nettoyer le trou d'injection à réaliser et éliminer les sédiments déposés au fond de la tranchée et sur les parois. Installez ensuite le bouchon de trou d'injection et marquez-le au niveau du trou de tuyau. Identification des trous d'injection et de ventilation. Une fois les trous d'injection disposés, utilisez le mastic de colmatage rapide PSI-130 pour sceller les cavités, puis un ciment époxy pour renforcer l'étanchéité. Après avoir bouché l'ouverture, il est nécessaire de creuser une rainure de 2 cm de large et 2 cm de profondeur dans le sens de la fissure du béton. Après avoir nettoyé la rainure et essuyé l'eau sous pression, utilisez le mastic de colmatage rapide pour la sceller.
Après avoir vérifié la ventilation de la canalisation enterrée, procédez à l'injection de coulis. Commencez par remplir les trous obliques impairs, leur nombre étant déterminé en fonction de la longueur de la canalisation. Lors de l'injection, tenez compte de l'état des trous adjacents. Une fois ces derniers injectés, évacuez toute l'eau qu'ils contiennent, puis raccordez-les au tuyau d'injection et injectez le coulis. L'injection se fait ainsi de haut en bas et de bas en haut.
Mesures de traitement et de prévention des fissures dans le béton du tunnel d'évacuation des crues d'une centrale hydroélectrique
Enfin, la norme de fin d'injection. La pression standard pour l'injection chimique de coulis dans les fissures du béton du déversoir est la valeur standard fournie par le cahier des charges. Généralement, la pression d'injection maximale doit être inférieure ou égale à 1,5 MPa. La fin de l'injection est déterminée en fonction du volume injecté et de la pression d'injection. L'exigence fondamentale est qu'une fois la pression d'injection maximale atteinte, le coulis ne pénètre plus dans le trou à moins de 30 mm. À ce stade, les opérations de ligature des conduites et de fermeture par coulis peuvent être effectuées.
Causes et mesures de traitement des fissures dans le tunnel d'évacuation des crues de la centrale hydroélectrique de Luding
2.2.1 Analyse des causes de la défaillance du tunnel d'évacuation des crues de la centrale hydroélectrique de Luding
Premièrement, les matières premières présentent une faible compatibilité et une instabilité. Deuxièmement, la quantité de ciment dans le dosage est importante, ce qui entraîne une forte chaleur d'hydratation du béton. Troisièmement, en raison du coefficient de dilatation thermique élevé des granulats rocheux dans les bassins fluviaux, les variations de température provoquent le déplacement des granulats et des agents de coagulation. Troisièmement, le béton à hautes propriétés (HF) exige une maîtrise technique poussée lors de sa mise en œuvre, notamment en ce qui concerne le contrôle du temps et de la méthode de vibrage, qui ne répond pas aux normes. Enfin, la traversée du tunnel d'évacuation des crues de la centrale hydroélectrique de Luding génère un fort courant d'air, entraînant une chute de température et un écart de température important entre le béton et l'environnement extérieur.
2.2.2 Mesures de traitement et de prévention des fissures dans le tunnel d'évacuation des crues
(1) Afin de réduire la ventilation dans le tunnel et de protéger la température du béton, afin de réduire la différence de température entre le béton et l'environnement extérieur, le cadre courbé peut être installé à la sortie du tunnel de déversement, et un rideau de toile peut être suspendu.
(2) Sous réserve du respect des exigences de résistance, la proportion de béton doit être ajustée, la quantité de ciment doit être réduite autant que possible et la quantité de cendres volantes doit être augmentée en même temps, afin que la chaleur d'hydratation du béton puisse être réduite, afin de réduire la différence de température interne et externe du béton.
(3) Utiliser l'ordinateur pour contrôler la quantité d'eau ajoutée, afin de maîtriser strictement le rapport eau/ciment lors du malaxage du béton. Il convient de noter que, pendant le malaxage, afin de réduire la température de sortie des matières premières, il est nécessaire d'adopter une température relativement basse. Lors du transport du béton en été, des mesures d'isolation thermique et de refroidissement appropriées doivent être mises en œuvre afin de limiter efficacement son échauffement pendant le transport.
(4) Le processus de vibration doit être strictement contrôlé lors du processus de construction, et l'opération de vibration est renforcée par l'utilisation de tiges vibrantes à arbre flexible de diamètres de 100 mm et 70 mm.
(5) Contrôler strictement la vitesse du béton entrant dans l'entrepôt, de sorte que sa vitesse de montée soit inférieure ou égale à 0,8 m/h.
(6) Prolonger le délai de décoffrage du béton à une fois le délai initial, c'est-à-dire de 24 h à 48 h.
(7) Après le décoffrage, dépêcher du personnel spécialisé pour effectuer sans délai les travaux d'entretien par pulvérisation sur la structure en béton. L'eau d'entretien doit être maintenue à une température de 20 °C ou plus, et la surface du béton doit rester humide.
(8) Le thermomètre est enterré dans l'entrepôt en béton, la température à l'intérieur du béton est surveillée et la relation entre le changement de température du béton et la génération de fissures est efficacement analysée.
L'analyse des causes et des méthodes de traitement des tunnels d'évacuation des crues des centrales hydroélectriques de Shuanghekou et de Luding a permis de constater que les fissures de Shuanghekou étaient dues à des conditions géologiques défavorables, à un traitement inadéquat des joints de construction, à des joints froids et à des cavités lors du coulage du béton. Les fissures observées dans le tunnel d'évacuation des crues, causées par une consolidation et un scellement insuffisants des bouchons, ont pu être efficacement maîtrisées par un scellement chimique à base de résine époxy modifiée à haute perméabilité. Quant aux fissures de Luding, elles étaient dues à la chaleur excessive d'hydratation du béton. Elles ont pu être traitées et prévenues efficacement en réduisant judicieusement la quantité de ciment et en utilisant un superplastifiant polycarboxylate et un béton C9035.
Date de publication : 17 janvier 2022
