แผ่น CFRP เสริมแรง
แผ่นบุผนังอุโมงค์เสริมแรงดัน
โครงการเสริมความแข็งแรงของหลุมแบนด้านล่างของอุโมงค์เบี่ยงทางการผลิตไฟฟ้าเริ่มขึ้นในเดือนพฤศจิกายน 2558 และแล้วเสร็จในเดือนมีนาคม 2559 โดยมีระยะเวลาก่อสร้าง 130 วัน โดยสรุป โครงการนี้ใช้แผ่น CFRP เป็นมาตรการหลักในการเสริมความแข็งแรงให้กับผนังอุโมงค์ และผลลัพธ์ก็เป็นที่น่าพอใจ
ภาพรวมกระบวนการ
ความยาวรวมของอุโมงค์ระบายน้ำของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ Wujun ในเขต Taihu มณฑล Anhui คือ 7.76 ม. ความยาวรวมของหลุม Xiaping คือ 443.6 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมคือ 2.0 ม. หมายเลขเสาเข็ม 7+337-7+643.25 เป็นแผ่นบุผิวคอนกรีตเสริมเหล็ก และ 7+643.25-7+722.45 เป็นแผ่นบุผิวเหล็ก
รอยแตกร้าวและน้ำรั่วซึมในผนังอุโมงค์แบนใต้ท้องอุโมงค์
นับตั้งแต่สร้างเสร็จและเริ่มใช้งานในปี 2544 ปัญหาการรั่วไหลของอุโมงค์เบี่ยงทางผลิตไฟฟ้ายังคงมีอยู่อย่างต่อเนื่อง ในปี 2543 เกิดการรั่วไหลของน้ำที่ทางออกของอุโมงค์ ทำให้ทางลาดด้านหลังโรงไฟฟ้าพังทลาย และตัวดินถล่มพุ่งเข้าไปในโรงไฟฟ้า หลังจากยาแนวภูเขาที่ทางออกแล้ว จุดรั่วไหลเดิมก็ไม่รั่วไหลอีกต่อไป และทางระบายน้ำถูกยกขึ้นเป็นประมาณ 180 เมตรที่ระดับความสูงครึ่งหนึ่งของภูเขา ส่งผลให้ทางลาดภูเขาด้านซ้ายของอุโมงค์ใกล้ทางหลวงไท่เป่ยพังทลาย ในปี 2551 ได้มีการเปิดรูรองรับการก่อสร้าง และพบว่าผนังของรูแบนด้านล่างแตกร้าวโดยทั่วไป รอยแตกร้าวได้รับการเคลือบด้วยยางในปีนั้น แต่ปัญหาการรั่วไหลไม่ได้รับการแก้ไขอย่างมีประสิทธิภาพ ในช่วงปลายปี 2557 ได้มีการเปิดรูรองรับการก่อสร้างอีกครั้ง และพบว่าส่วนยางของวัสดุบุผิวที่ซ่อมแซมของรูแบนด้านล่างฉีกขาดหรือแตกอีกครั้ง และมีอาการหยดและรั่วซึม ดังแสดงในรูปที่ 1 และ 2
โครงการเสริมความแข็งแรงหลุมแบนใต้อุโมงค์
การจัดการทั่วไป
คุณภาพรูปลักษณ์ของคอนกรีตบุผิวของหลุมแบนด้านล่างนั้นดี และความแข็งแรงและความหนาตรงตามข้อกำหนดการออกแบบเดิม แต่การตรวจสอบพบว่าคุณภาพของการยาแนวที่ถมด้านหลังนั้นไม่ดี ยกเว้นเสาเข็มหมายเลข 7+503.25 ซึ่งส่วนใหญ่ไม่มีคุณสมบัติ โดยเฉพาะส่วนโค้งด้านบน เพื่อปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักของหินโดยรอบและเสริมความแข็งแกร่งให้กับการผสมผสานอย่างใกล้ชิดระหว่างการบุผิวและหินโดยรอบ จึงทำการยาแนวที่ถมด้านหลังที่ด้านบนของส่วน 7+337-7+643.25 ของอุโมงค์ Xiaping และทำการอัดและยาแนวหินโดยรอบ โดยมีความยาวรวม 306.25 ม.
หลังจากที่โครงการยาแนวอุโมงค์เสร็จสมบูรณ์แล้ว จะต้องทำความสะอาดส่วนของผนังอุโมงค์ ถอดยางซ่อมรอยแตกร้าวที่มีอยู่ออก และใช้ยาแนวอีพอกซี + ปูนอีพอกซีในการซ่อมแซม
การเสริมแรงโครงสร้าง
สำหรับความแข็งแรงที่ไม่เพียงพอของโครงสร้างซับในส่วน 7+563.85-7+643.25 ให้พิจารณารูปแบบการเสริมแรงสี่รูปแบบต่อไปนี้เพื่อการเปรียบเทียบ โปรดดูตารางที่ 2 หลังจากการเปรียบเทียบแล้ว ขอแนะนำให้ใช้รูปแบบการเสริมแรงของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์
ช่วงการเสริมแรงของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์คือเสาเข็มหมายเลข 7+563.25-7+643.25 ของรูแบนด้านล่าง และความยาวทั้งหมดคือ 80 ม. ในจำนวนนั้น เสาเข็มหมายเลข 7+607.25-7+643.25 ยาว 36 ม. ได้รับการเสริมแรงด้วยผ้าสองชั้น และเสาเข็มที่เหลืออีก 44 ม. ได้รับการเสริมแรงด้วยผ้าชั้นเดียว
ประเภทผ้าคาร์บอนไฟเบอร์คือ Ⅰ-300 ความหนาของผ้าคือ 0.167 มม. ต้องมีความแข็งแรงแรงดึง ≥3400MPa โมดูลัสของความยืดหยุ่นคือ ≥240GPa และอัตราการยืดตัวคือ ≥1.7%
การเปรียบเทียบ | งานรื้อถอนและบูรณะใหม่ | บุด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก | เหล็กแท่ง | การเสริมแรงด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ |
โครงสร้างและการปฏิบัติ | โดยจะรื้อผนังเดิมออก แล้วใช้ผนังคอนกรีตเสริมเหล็ก C25 หนา 0.35 ม. อีกครั้ง โดยเส้นผ่านศูนย์กลางรู D = 2 ม. | โดยไม่ต้องถอดแผ่นซับเดิมออก จะใช้คอนกรีตเสริมเหล็ก C25 หนา 0.3 ม. ปูทับโดยตรง และมีเส้นผ่านศูนย์กลางรู D = 1.4 ม. | ไม่ถอดซับในเดิมออก และแผ่นเหล็กยึดติดโดยตรง ความหนาของแผ่นเหล็กคือ 6 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางรู D = 1.9 ม. | ไม่ถอดซับในเดิมออก และใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมแรง โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางรู D = 2.0 ม. |
ความยาวหน่วย | รื้อถอนคอนกรีตเสริมเหล็ก 2.8ม3 | คอนกรีตเสริมเหล็ก C25 : 1. 60 ม3 | ||
ปริมาณโครงการหลัก | แบบหล่อ : 12. ส. มา คนเกี่ยวข้าว : 0. แมว | เหล็กเส้น : 0. 16 ตัน | แผ่นเหล็ก : 6.0m2 | ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์: 12. 56 m2 |
การประเมินราคา/ล้านหยวน - 1 | 5780 | 2920 | 7560 | 6780 |
ข้อดีข้อเสีย | กระบวนการก่อสร้างค่อนข้างง่าย การรื้อผนังเดิมที่มีอยู่ออกทำได้ยากและมีระยะเวลาก่อสร้างยาวนาน โครงการนี้ต้นทุนสูง | กระบวนการก่อสร้างค่อนข้างง่าย ระยะเวลาก่อสร้างยาวนาน; ครอบคลุมพื้นที่ทางน้ำผ่านของอุโมงค์จำนวนมาก และการสูญเสียพลังงานที่ผลิตได้ก็ค่อนข้างมาก ต้นทุนโครงการต่ำ | ครอบครองพื้นที่ทางผ่านน้ำของอุโมงค์น้อยลง; กระบวนการที่ซับซ้อน; ระยะเวลาก่อสร้างยาวนาน; โครงการนี้ต้นทุนสูง | ครอบครองพื้นที่ทางน้ำอุโมงค์มีขนาดเล็กมาก กระบวนการค่อนข้างง่าย ระยะเวลาก่อสร้างสั้น; ต้นทุนโครงการค่อนข้างต่ำ |
บทสรุป | สามารถนำมาใช้ได้ | ไม่ควรใช้ | สามารถนำมาใช้ได้ | ที่แนะนำ |
บทส่งท้าย
โครงการเสริมความแข็งแรงอุโมงค์เปลี่ยนเส้นทางการผลิตไฟฟ้าอ่างเก็บน้ำหวู่จุน อุโมงค์เซียผิงเริ่มดำเนินการในเดือนพฤศจิกายน 2558 และแล้วเสร็จในเดือนมีนาคม 2559 โดยมีระยะเวลาก่อสร้าง 130 วัน นับตั้งแต่การเสริมความแข็งแรงในปี 2559 อุโมงค์เซียผิงยังคงใช้งานได้ตามปกติ และไม่พบรอยรั่วหรือทรุดตัวบนเนินเขาทางออก กล่าวโดยสรุป โครงการนี้ใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เป็นมาตรการหลักในการเสริมความแข็งแรงให้กับซับในอุโมงค์ และให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ