Gia cố đường hầm xả bằng vải sợi carbon

Công nghệ gia cường tấm sợi carbon chủ yếu được sử dụng trong xây dựng dân dụng, cầu và đường hầm, gia cố bề mặt kết cấu bê tông và gia cố kết cấu. Trong những năm gần đây, công nghệ này cũng bắt đầu được ứng dụng và phát triển trong các dự án thủy lợi. Phần lớn công nghệ này được áp dụng cho lớp lót tường của các đường hầm xả nước và đường hầm truyền tải điện mới xây dựng, đóng vai trò gia cố tường, chống xói mòn và mài mòn.

1 Tổng quan dự án

Nội dung thi công đường hầm xả hồ chứa Andi bao gồm: phá dỡ và xây dựng lại đoạn bảo vệ kênh dẫn nước của đường hầm dẫn nước, giếng đường hầm dẫn nước, phòng máy và cầu dẫn; nâng cấp cửa bảo trì, tời nâng và thiết bị phân phối điện nhập khẩu. Lớp lót bê tông cốt thép thân hang được gia cố bằng tấm sợi carbon. Thân hầm thoát nước được lót bằng bê tông cốt thép, phần gia cố dài 159m, độ dốc đáy 1/200, mặt cắt ngang hình tròn, đường kính mặt cắt ngang 3,4m.

Đường hầm thoát nước được xây dựng vào những năm 1960. Sau hơn 10 năm sử dụng bê tông thân hầm ban đầu, bề mặt bê tông phun ban đầu trên tường trong bị gợn sóng, bị cacbon hóa nghiêm trọng, rò rỉ, hòa tan và nứt nẻ, làm tăng thêm độ khó thi công tấm sợi carbon. Do đó, cần phải có biện pháp khắc phục những vấn đề hiện tại để đảm bảo tiến độ thi công tấm sợi carbon được thuận lợi và kiểm soát chất lượng thi công.

2 Khó khăn trong việc gia cố tấm sợi carbon

1) Thời gian thi công ngắn. Theo kế hoạch thi công sơ bộ, khối lượng công việc và các điều kiện khác nhau của dự án, việc chuyển hướng thi công đường hầm thoát nước dự kiến được thực hiện từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2020. Do ảnh hưởng của dịch bệnh, với điều kiện phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh, thời gian tiếp tục thi công đã kéo dài đến tháng 3. Thời gian thi công gấp rút, khối lượng công việc lớn, và những khó khăn trong thi công đã trở thành một thách thức lớn đối với việc gia cố tấm sợi carbon.

2) Môi trường thi công tấm sợi carbon kém. Bề mặt bê tông phun của tường trong hầm thoát nước ban đầu bị gợn sóng và cacbon hóa nghiêm trọng, không đáp ứng được kích thước mặt cắt ngang thiết kế của tấm sợi carbon. Hơn nữa, thân lỗ dài và hẹp, việc đánh bóng thủ công tốn nhiều thời gian và công sức, bụi đánh bóng khó thoát ra ngay lập tức, không đáp ứng được yêu cầu bảo vệ môi trường. Đồng thời, do thân hầm bị rò rỉ, hòa tan và nứt vỡ nghiêm trọng, cùng với môi trường thi công ẩm ướt, việc dán tấm sợi carbon vào vòng thấm nước khó đạt được độ khít hoàn hảo với dòng nước.

3 Kết cấu gia cố tấm sợi carbon

1) Xử lý bề mặt bê tông. Sau khi so sánh và lựa chọn phương án, trước tiên hãy thử sử dụng đá mài để loại bỏ lớp cacbon hóa trên bề mặt bê tông thân hang. Do bê tông thân hang bị cacbon hóa nghiêm trọng nên hiệu quả không đáng kể. Sau khi nghiên cứu và thảo luận, đề xuất sử dụng súng nước áp lực cao để làm sạch thành trong của bê tông. Sử dụng máy mài để làm sạch các điểm yếu, cuối cùng sử dụng máy thổi và quạt hai hàng để làm khô bề mặt thi công, đồng thời sử dụng máy sấy cho một số bộ phận, hiệu quả cuối cùng rất tốt.

Đối với tường trong của đường hầm thoát nước được rửa bằng súng nước áp lực cao, bề mặt không bằng phẳng. Nếu dán tấm sợi carbon vào thời điểm này, tấm sợi carbon sẽ bị lún và nứt ở các mức độ khác nhau, ảnh hưởng đến chất lượng thi công. Để đáp ứng cường độ của kết cấu bê tông ban đầu, sau khi trình diễn, một giải pháp đã được đưa ra: sử dụng vữa xi măng C40 và chất tạo gel để san phẳng tường trong, và cuối cùng thông qua thử nghiệm độ nảy của thiết bị nảy để lập "bảng thống kê cường độ nảy", cường độ đạt yêu cầu.

2) Sơn lót. Sau khi bề mặt bê tông được đánh bóng và san phẳng, hãy sử dụng máy sấy tóc và mỏ hàn để sấy khô, giữ cho môi trường khô ráo. Sau đó, định hình keo dán đáy theo tỷ lệ, dàn đều lên bề mặt bê tông trong lỗ khoan, và để keo dán đáy khô trong khoảng 3-12 giờ. Để đảm bảo chất lượng của hỗn hợp, cần sử dụng một lượng nhỏ keo dán đáy nhiều lần. Keo dán đáy đã để lâu không thể sử dụng được. Có thể thực hiện bước tiếp theo sau khi keo khô. Các bộ phận riêng lẻ được san phẳng bằng vữa epoxy.

3) Trải và dán tấm sợi carbon. Hướng lực của sợi dán tấm sợi carbon được sắp xếp theo hình vòng dọc theo thân lỗ, và tấm sợi carbon được cắt theo yêu cầu thiết kế. Chiều rộng của tấm sợi carbon là 1000mm, và chiều dài chồng lớp không nhỏ hơn 100mm. Các lớp chồng lớp so le theo hướng dòng nước, được trang bị chổi dầu để nhúng keo và trải đều trên bề mặt tấm sợi carbon. Sau đó, sử dụng con lăn để lăn nhiều lần bề mặt tấm sợi carbon để loại bỏ bọt khí, để tấm sợi carbon bám dính hoàn toàn vào bề mặt bê tông. Nếu bề mặt tấm sợi carbon có nếp nhăn, xoắn và các hiện tượng không vừa vặn khác, cần phải xử lý lại và xử lý lại để đảm bảo kiểm soát chất lượng.

4) Bảo dưỡng và làm khô. Tránh mưa hoặc ẩm ướt trong vòng 24 giờ sau khi hoàn thành thi công, đồng thời chú ý bảo vệ để tránh vật cứng làm trầy xước bề mặt thi công. Khi nhiệt độ trung bình từ 20-25℃, thời gian bảo dưỡng không được ít hơn 3 ngày; khi nhiệt độ trung bình từ 10℃, thời gian bảo dưỡng không được ít hơn 7 ngày. Sau khi dán tấm sợi carbon, thời gian bảo dưỡng là 4 ngày.

5) Kiểm tra chất lượng thi công. Sau khi hoàn thành thi công, sử dụng phương pháp ấn tay và đóng búa lên bề mặt tấm sợi carbon để kiểm tra xem có trống rỗng giữa tấm sợi carbon và bê tông hay không. Nếu phát hiện trống rỗng, điều đó có nghĩa là tấm sợi carbon và bê tông không được liên kết hoàn toàn, và mục đích của lực liên kết không đạt được. Nếu đường kính của trống rỗng nhỏ hơn 10mm, hãy sử dụng ống kim để bơm keo để sửa chữa. Nếu đường kính của trống rỗng lớn hơn 30mm, cần phải tháo tấm sợi carbon và làm lại. Sau khi kiểm tra, tổng diện tích liên kết hiệu quả của keo dán tấm sợi carbon không nhỏ hơn 95% và số lượng trống rỗng trên một mét vuông không quá 10, đáp ứng yêu cầu.

4 Lời kết

Công nghệ gia cố tấm sợi carbon sử dụng vật liệu sợi carbon có độ bền kéo tốt để gia cố chịu kéo, chịu cắt và chịu động đất cho các cấu kiện kết cấu. Trong quá trình gia cố tường trong của đường hầm xả của hồ chứa nước đắp, sau khi dán tấm sợi carbon, mục đích nâng cao khả năng chịu lực và cường độ bê tông của hang đã đạt được. Do đó, công nghệ tấm sợi carbon đã được ứng dụng hiệu quả trong việc gia cố tường trong của đường hầm xả của hồ chứa nước Andi, và đã cung cấp kinh nghiệm quý báu cho việc xây dựng các dự án tương tự trong tương lai.