수력발전소 방류터널 콘크리트 균열 처리 및 예방 대책

수력발전소 방류터널 콘크리트 균열의 처리 및 예방 대책

1.1 멍강유역 쌍허커우 수력발전소 홍수방류터널 사업 개요
귀주성 멍장강 유역에 있는 쌍허커우 수력발전소의 홍수 방류 터널은 성문 모양을 하고 있습니다. 터널 전체 길이는 528m이고, 입구와 출구 바닥 높이는 각각 536.65m와 494.2m입니다. 그중 쌍허커우 수력발전소의 첫 번째 물 저장 후 현장 검사를 통해 저수지 구역의 수위가 홍수 터널의 플러그 아치 꼭대기 높이보다 높을 때 장두 경사갱의 바닥판의 시공 조인트와 콘크리트 콜드 조인트에서 물이 스며들었고, 물 스며들기량은 저수지 구역의 수위가 상승하고 계속 증가하는 것을 발견했습니다. 동시에 롱좡의 경사갱 구간의 측벽 콘크리트 콜드 조인트와 시공 조인트에서도 물이 스며들었습니다. 관계자들의 조사 및 연구 결과, 이 구간에서 누수의 주요 원인은 터널 암반층의 열악한 지질 조건, 시공 줄눈 처리 미흡, 콘크리트 타설 중 콜드 조인트 발생, 그리고 덕순 터널 플러그의 다짐 및 그라우팅 불량인 것으로 밝혀졌습니다. Jia 외 연구진은 이를 위해 누수 부위에 화학적 그라우팅을 적용하여 누수를 효과적으로 억제하고 균열을 처리하는 방법을 제안했습니다.
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1.2 멍강유역 쌍허커우 수력발전소 방류터널 균열 처리
루딩 수력 발전소의 홍수 방류 터널의 모든 세굴 부분은 HFC40 콘크리트로 만들어졌으며 수력 발전소의 댐 건설로 인한 균열의 대부분이 여기에 분포되어 있습니다.통계에 따르면 균열은 주로 댐의 0+180~0+600 구간에 집중되어 있습니다.균열의 주요 위치는 바닥판에서 1~7m 떨어진 측벽이며 대부분의 너비는 특히 각 창고의 경우 약 0.1mm입니다.분포의 중간 부분이 가장 많습니다.그 중 균열의 발생 각도와 수평 각도가 45도 이상으로 유지되고 모양이 균열되고 불규칙하며 물이 스며드는 균열은 일반적으로 소량의 물이 스며드는 반면 대부분의 균열은 조인트 표면에만 젖어 있고 콘크리트 표면에 물 자국이 나타나지만 눈에 띄는 물 스며드는 흔적은 거의 없습니다.약간의 흐르는 물의 흔적은 거의 없습니다. 균열 발생 시간을 관찰한 결과, 콘크리트 타설 초기 24시간 후 거푸집을 제거했을 때 균열이 발생하고, 거푸집 제거 후 약 7일째에 균열이 점차 최대치에 도달하는 것으로 나타났습니다. 거푸집 제거 후 15~20일이 지나서야 균열이 서서히 발생하기 시작합니다.

2. 수력발전소 방류터널 콘크리트 균열의 처리 및 효과적인 예방
2.1 쌍허커우 수력발전소 방류터널의 화학적 그라우팅 공법
2.1.1 재료의 소개, 특성 및 구성
화학 슬러리의 재료는 PCI-CW 고투과성 변성 에폭시 수지로, 높은 응집력을 가지고 있으며 상온에서 경화가 가능하고 경화 후 수축률이 적습니다. 또한, 높은 기계적 강도와 안정적인 내열성을 갖추고 있어 우수한 지수 및 누수 방지 효과를 제공합니다. 이러한 보강 그라우팅 재료는 수자원 보호 프로젝트의 보수 및 보강에 널리 사용됩니다. 또한, 공정이 간단하고 환경 보호 성능이 우수하며 환경 오염이 없다는 장점도 있습니다.
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2.1.2 시공 단계
먼저 이음매를 확인하고 구멍을 뚫습니다. 여수로에서 발견된 균열을 고압 물로 세척하고 콘크리트 기초면을 뒤집은 후 균열의 원인과 방향을 확인합니다. 그리고 슬릿 구멍과 경사 구멍을 결합하는 방법을 사용하여 천공합니다. 경사 구멍 천공이 완료되면 고압 공기와 고압 물총을 사용하여 구멍과 균열을 확인하고 균열 크기에 대한 데이터 수집을 완료해야 합니다.
둘째, 천으로 구멍을 막고, 구멍과 이음새를 밀봉합니다. 다시 한번 고압 공기를 사용하여 시공할 그라우팅 구멍을 청소하고, 도랑 바닥과 구멍 벽에 쌓인 퇴적물을 제거한 후, 그라우팅 구멍 차단제를 설치하고 파이프 구멍에 표시합니다. 그라우팅 구멍과 통기구를 식별합니다. 그라우팅 구멍을 배치한 후, PSI-130 퀵 플러깅제를 사용하여 구멍을 밀봉하고, 에폭시 시멘트를 사용하여 구멍의 밀봉을 더욱 강화합니다. 구멍을 막은 후, 콘크리트 균열 방향을 따라 폭 2cm, 깊이 2cm의 홈을 파냅니다. 파낸 홈과 역류 압력수를 청소한 후, 퀵 플러깅을 사용하여 홈을 밀봉합니다.
매설된 파이프라인의 통풍 상태를 다시 확인한 후 그라우팅 작업을 시작합니다. 그라우팅 작업 시 홀수 개의 사선 구멍을 먼저 메우고, 실제 시공 길이에 따라 구멍 개수를 배치합니다. 그라우팅 작업 시에는 인접 구멍의 그라우팅 상태를 충분히 고려해야 합니다. 인접 구멍의 그라우팅이 완료되면 그라우팅 구멍의 물을 모두 배수한 후 그라우팅 파이프에 연결하여 그라우팅합니다. 위의 방법에 따라 각 구멍은 위에서 아래로, 아래에서 위로 그라우팅합니다.
수력발전소 방류터널 콘크리트 균열의 처리 및 예방 대책
마지막으로 그라우팅 종료 기준입니다. 여수로 콘크리트 균열의 화학적 그라우팅 압력 기준은 설계 시 제시된 기준값입니다. 일반적으로 최대 그라우팅 압력은 1.5MPa 이하여야 합니다. 그라우팅 종료 기준은 주입량과 그라우팅 압력의 크기에 따라 결정됩니다. 기본 조건은 그라우팅 압력이 최대치에 도달한 후 그라우팅이 30mm 이내에 구멍에 더 이상 침투하지 않아야 한다는 것입니다. 이 시점에서 배관 결속 및 슬러리 마감 작업을 수행할 수 있습니다.
루딩 수력발전소 방류터널 균열 원인 및 대책
2.2.1 루딩 수력발전소 홍수방류터널 사고 원인 분석
첫째, 원료의 상용성과 안정성이 낮습니다. 둘째, 시멘트의 배합비가 높아 콘크리트의 수화열이 과다합니다. 둘째, 유역의 암석 골재는 열팽창 계수가 크기 때문에 온도 변화에 따라 골재와 소위 응고제가 탈락합니다. 셋째, HF 콘크리트는 시공 기술이 매우 까다로워 시공 과정에서 숙달하기 어렵고, 진동 시간과 공법 제어가 표준 요건을 충족하지 못합니다. 또한, 루딩 수력 발전소의 방류 터널은 관통되어 있어 강한 기류가 발생하여 터널 내부 온도가 낮아지고, 이로 인해 콘크리트와 외부 환경 사이의 온도 차이가 커집니다.
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2.2.2 홍수방류터널 균열에 대한 처리 및 예방 대책
(1) 터널 내의 통풍을 줄이고 콘크리트의 온도를 보호하여 콘크리트와 외부 환경의 온도 차이를 줄이기 위해 유출 터널 출구에 굽은 프레임을 설치하고 캔버스 커튼을 걸 수 있습니다.
(2) 강도요구에 부합하는 전제 하에 콘크리트의 비율을 조절하고 시멘트의 양은 최대한 줄이는 동시에 플라이애시의 양을 늘려 콘크리트의 수화열을 낮춰 콘크리트의 내외부 열온도차를 줄여야 한다.
(3) 콘크리트 혼합 과정에서 물-시멘트 비율을 엄격하게 제어하기 위해 컴퓨터를 사용하여 물의 첨가량을 조절해야 합니다. 혼합 중에는 원료 배출구 온도를 낮추기 위해 비교적 낮은 온도를 유지해야 합니다. 여름철 콘크리트 운송 시에는 운송 중 콘크리트의 가열을 효과적으로 줄이기 위해 적절한 단열 및 냉각 조치를 취해야 합니다.
(4) 시공과정에서는 진동공정을 엄격히 제어하여야 하며, 직경 100mm, 70mm의 유연축 진동봉을 사용하여 진동작업을 강화하여야 한다.
(5) 콘크리트가 창고에 들어가는 속도를 엄격히 통제하여 상승속도가 0.8m/h 이하가 되도록 한다.
(6) 콘크리트 거푸집 제거시간을 기존 24시간에서 48시간으로 1배 연장합니다.
(7) 거푸집 해체 후, 전문 인력을 파견하여 콘크리트 구조물에 대한 분무 유지 보수 작업을 적시에 수행해야 합니다. 유지 보수 물은 20℃ 이상의 따뜻한 물로 유지해야 하며, 콘크리트 표면은 습윤 상태를 유지해야 합니다.
(8) 콘크리트 창고에 온도계를 매설하여 콘크리트 내부의 온도를 모니터링하고 콘크리트 온도변화와 균열발생의 관계를 효과적으로 분석한다.
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솽허커우 수력 발전소 홍수 방류 터널과 루딩 수력 발전소 홍수 방류 터널의 원인 및 처리 방법을 분석한 결과, 전자는 지질 조건 불량, 콘크리트 타설 시 시공 이음매, 콜드 조인트, 덕순동 처리 불량이 원인인 것으로 나타났습니다. 플러그 다짐 및 그라우팅 불량으로 인한 홍수 방류 터널 균열은 고투과성 변성 에폭시 수지 재료를 이용한 화학적 그라우팅을 통해 효과적으로 억제할 수 있습니다. 후자는 콘크리트 수화열 과다로 인해 발생하는 균열로, 시멘트 사용량을 합리적으로 줄이고 폴리카르복실레이트계 고성능 감수제와 C9035 콘크리트 재료를 사용함으로써 균열을 효과적으로 방지하고 처리할 수 있습니다.