Меры по обработке и предотвращению образования трещин в бетоне в водоотводном туннеле гидроэлектростанции.
1.1 Обзор проекта водоотводного туннеля для сброса паводковых вод на гидроэлектростанции Шуанхэкоу в бассейне реки Мэнцзян
Паводковый тоннель гидроэлектростанции Шуанхэкоу в бассейне реки Мэнцзян провинции Гуйчжоу имеет форму городских ворот. Общая длина тоннеля составляет 528 м, а отметки уровня входа и выхода составляют 536,65 и 494,2 м соответственно. В ходе осмотра на месте после первого заполнения водохранилища гидроэлектростанции Шуанхэкоу было обнаружено, что когда уровень воды в водохранилище превышал отметку верхней части арочного свода паводкового тоннеля, в строительных швах и бетонных холодных швах нижней плиты наклонной шахты с длинным стволом происходила утечка воды, причем объем утечки воды увеличивался по мере повышения уровня воды в водохранилище. Одновременно с этим утечка воды также происходила в бетонных холодных швах боковых стенок и строительных швах наклонной шахты в районе Лунчжуан. После расследования и исследований, проведенных соответствующими специалистами, было установлено, что основными причинами протечек воды в этих местах являются плохие геологические условия горных пород в этих туннелях, неудовлетворительная обработка строительных швов, образование холодных швов в процессе заливки бетона, а также плохое уплотнение и инъектирование пробок туннеля Дусюнь. В связи с этим соответствующие специалисты предложили метод химического инъектирования в зоне протечек для эффективного подавления протечек и обработки трещин.
1.2. Устранение трещин в водоотводном туннеле Шуанхэкоуской гидроэлектростанции в бассейне реки Мэнцзян.
Все размытые участки водоотводного туннеля Лудинской гидроэлектростанции выполнены из бетона HFC40, и большинство трещин, образовавшихся в результате строительства плотины, сосредоточены именно здесь. Согласно статистике, трещины в основном сконцентрированы в сечении плотины 0+180~0+600. Основное место расположения трещин — боковая стенка на расстоянии 1–7 м от нижней плиты, и ширина большинства из них составляет около 0,1 мм, особенно в каждом складском помещении. Наибольшее количество трещин наблюдается в средней части туннеля. При этом угол залегания трещин и горизонтальный угол остаются больше или равными 45°, форма трещин — нерегулярная, а трещины, вызывающие просачивание воды, обычно имеют небольшое количество протечек, в то время как большинство трещин выглядят влажными только на поверхности стыков, и на поверхности бетона появляются следы воды, но явных следов протечек очень мало. Практически отсутствуют следы даже незначительного стока воды. Наблюдая за временем развития трещин, можно установить, что на ранней стадии трещины появляются через 24 часа после снятия опалубки после заливки бетона, а затем постепенно достигают пика примерно через 7 дней после снятия опалубки. Постепенное развитие трещин продолжается в течение 15-20 дней после демонтажа опалубки.
2. Обработка и эффективная профилактика трещин в бетоне в водоотводных туннелях гидроэлектростанций.
2.1 Метод химической цементации водосбросного туннеля гидроэлектростанции Шуанхэкоу
2.1.1 Введение, характеристики и конфигурация материалов
В качестве материала для химической суспензии используется модифицированная эпоксидная смола PCI-CW с высокой проницаемостью. Материал обладает высокой когезионной силой, может отверждаться при комнатной температуре, имеет меньшую усадку после отверждения, а также отличается высокой механической прочностью и стабильной термостойкостью, что обеспечивает хорошие водонепроницаемые и герметичные свойства. Этот вид армирующего цементного раствора широко используется при ремонте и укреплении гидротехнических сооружений. Кроме того, материал обладает преимуществами простоты процесса, отличной экологичности и отсутствия загрязнения окружающей среды.
2.1.2 Этапы строительства
Сначала найдите швы и просверлите отверстия. Очистите обнаруженные трещины в водосбросе водой под высоким давлением, переверните бетонное основание и проверьте причину и направление трещин. Используйте метод комбинированного сверления щелевых и наклонных отверстий. После завершения сверления наклонных отверстий необходимо проверить отверстие и трещины с помощью сжатого воздуха и воды под высоким давлением, а также собрать данные о размерах трещин.
Во-вторых, заделка отверстий тканью, герметизация отверстий и швов. Снова используйте воздух под высоким давлением для очистки отверстий под заделку, удалите осадок, скопившийся на дне траншеи и стенке отверстия, затем установите блокировочный материал для отверстий под заделку и отметьте его в месте расположения отверстия для трубы. Идентификация отверстий для заделки и вентиляции. После подготовки отверстий для заделки используйте быстросохнущий цементный раствор PSI-130 для герметизации полостей, а для дальнейшего усиления герметизации используйте эпоксидный цемент. После закрытия отверстий необходимо выдолбить канавку шириной 2 см и глубиной 2 см вдоль направления трещины в бетоне. После очистки выдолбленной канавки и промывки водой под давлением используйте быстросохнущий цемент для герметизации канавки.
Ещё раз, после проверки вентиляции подземного трубопровода, начинайте цементирование. В процессе цементирования сначала заполняются нечётные наклонные отверстия, а количество отверстий определяется в соответствии с фактической длиной строительного процесса. При цементировании необходимо полностью учитывать состояние заполнения соседних отверстий. После заполнения соседних отверстий необходимо слить всю воду из них, а затем подключить цементную трубу и выполнить цементирование. Согласно описанному выше методу, каждое отверстие заполняется цементом сверху вниз и снизу вверх.
Меры по обработке и предотвращению образования трещин в бетоне в водоотводном туннеле гидроэлектростанции.
Наконец, стандартные параметры завершения заполнения раствором. Стандартное давление для химической заделки трещин в бетоне водосброса определяется значением, указанным в проекте. В общем случае максимальное давление заполнения раствором должно быть не более 1,5 МПа. Определение момента завершения заделки раствором основывается на объеме инъекции и величине давления заполнения. Основное требование заключается в том, что после достижения максимального давления заполнения раствор больше не будет проникать в отверстие на глубину до 30 мм. В этот момент можно приступать к обвязке труб и закрытию зазора раствором.
Причины и методы устранения трещин в водоотводном туннеле Лудинской гидроэлектростанции
2.2.1 Анализ причин образования водоотводного туннеля Лудинской гидроэлектростанции.
Во-первых, сырье имеет плохую совместимость и стабильность. Во-вторых, большое количество цемента в смеси приводит к тому, что бетон выделяет слишком много тепла при гидратации. Во-вторых, из-за большого коэффициента теплового расширения заполнителей из горных пород в речных бассейнах при изменении температуры происходит смещение заполнителей и так называемых коагулирующих материалов. В-третьих, к технологии строительства высокотемпературного бетона предъявляются высокие требования, его сложно контролировать в процессе строительства, а контроль времени и метода вибрации не соответствует стандартным требованиям. Кроме того, поскольку туннель для сброса паводковых вод Лудинской гидроэлектростанции проложен через него, возникает сильный воздушный поток, что приводит к низкой температуре внутри туннеля и, как следствие, к большой разнице температур между бетоном и внешней средой.
2.2.2 Меры по обработке и предотвращению образования трещин в водоотводном туннеле.
(1) Для уменьшения вентиляции в туннеле и защиты температуры бетона, чтобы уменьшить разницу температур между бетоном и внешней средой, на выходе из туннеля для сброса можно установить изогнутую раму и повесить брезентовую завесу.
(2) При условии соблюдения требований к прочности следует скорректировать пропорции бетона, максимально уменьшить количество цемента и одновременно увеличить количество золы, чтобы снизить теплоту гидратации бетона и уменьшить разницу температур внутреннего и внешнего тепла бетона.
(3) Используйте компьютер для контроля количества добавляемой воды, чтобы строго контролировать водоцементное соотношение в процессе смешивания бетона. Следует отметить, что во время смешивания для снижения температуры на выходе сырья необходимо использовать относительно низкую температуру. При транспортировке бетона летом следует принимать соответствующие меры теплоизоляции и охлаждения для эффективного снижения нагрева бетона во время транспортировки.
(4) Процесс вибрации необходимо строго контролировать в процессе строительства, а вибрационную операцию усиливают с помощью гибких вибрационных стержней диаметром 100 мм и 70 мм.
(5) Строго контролировать скорость бетона, поступающего на склад, так чтобы скорость его подъема была меньше или равна 0,8 м/ч.
(6) Увеличьте время снятия опалубки до 1 раза от первоначального времени, то есть с 24 ч до 48 ч.
(7) После демонтажа опалубки своевременно направьте специальный персонал для проведения работ по техническому обслуживанию бетонного объекта методом распыления. Вода для технического обслуживания должна быть теплой (20℃ или выше), а поверхность бетона должна оставаться влажной.
(8) Термометр закапывается в бетонный склад, контролируется температура внутри бетона, и эффективно анализируется взаимосвязь между изменением температуры бетона и образованием трещин.
Анализ причин и методов устранения трещин в водосбросных тоннелях гидроэлектростанций Шуанхэкоу и Лудин показал, что в первом случае причиной являются плохие геологические условия, неудовлетворительная обработка деформационных швов, холодные швы и провалы бетона во время заливки. Трещины в водосбросных тоннелях, вызванные недостаточным уплотнением и цементированием, могут быть эффективно устранены с помощью химического цементирования с использованием высокопроницаемых модифицированных эпоксидных смол; во втором случае трещины, вызванные чрезмерным нагревом при гидратации бетона, могут быть устранены и эффективно предотвращены путем разумного снижения количества цемента и использования поликарбоксилатного суперпластификатора и бетона марки C9035.
Дата публикации: 17 января 2022 г.
