Reforço do túnel de descarga com rede de fibra de carbono

A tecnologia de reforço de chapas de fibra de carbono é utilizada principalmente na construção civil, pontes e túneis, reforço de superfícies de estruturas de betão e reforço estrutural. Nos últimos anos, começou também a ser aplicada e promovida em projetos de conservação de água. A maior parte da tecnologia é aplicada ao revestimento de paredes de túneis de descarga de água e túneis de transmissão de energia recentemente construídos, desempenhando um papel no reforço das paredes e na resistência à erosão e ao desgaste.

1Visão geral do projeto

O conteúdo da construção do túnel de descarga do reservatório de Andi inclui: demolição e reconstrução da secção de proteção do canal de entrada do túnel de transmissão de água e do poço do túnel de transmissão de água, sala de máquinas e ponte de acesso; modernização da comporta de manutenção importada, do guincho e do equipamento de distribuição de energia. O revestimento de betão armado do corpo da caverna é reforçado com chapa de fibra de carbono. O corpo do túnel de drenagem é revestido a betão armado, a parte reforçada tem 159 m de comprimento, a inclinação do fundo é de 1/200, a forma da secção transversal é circular e o diâmetro da secção transversal é de 3,4 m.

O túnel de drenagem foi construído na década de 1960. Após várias décadas de funcionamento do betão original do túnel, a superfície do betão projetado original na parede interior apresentava ondulações, com carbonização grave, fugas, dissolução e fissuras, o que aumentou a dificuldade da construção com chapas de fibra de carbono. Por este motivo, devem ser tomadas medidas para a resolução dos problemas existentes, de forma a garantir o bom andamento da colagem das chapas de fibra de carbono e controlar a qualidade da construção.

2 Dificuldades no reforço de chapas de fibra de carbono

1) Curto período de construção. De acordo com o plano preliminar de construção, a carga de trabalho e as diversas condições do projeto, o desvio da construção do túnel de drenagem está programado para ser realizado de janeiro a maio de 2020. Afetado pela nova epidemia da coroa, sob a premissa de prevenção e controlo da epidemia, o prazo para a retoma das obras chegou em março. O período de construção é curto, as tarefas são pesadas e as dificuldades de construção tornaram-se um grande obstáculo ao reforço da chapa de fibra de carbono.

2) O ambiente de construção da chapa de fibra de carbono é deficiente. A superfície de betão projetado da parede interior original do túnel de drenagem apresenta ondulações e carbonização grave, o que não cumpre o tamanho da secção transversal de projeto da chapa de fibra de carbono. Além disso, o corpo do furo é longo e estreito, o polimento manual é demorado e trabalhoso, e o pó de polimento é difícil de descarregar imediatamente, o que não cumpre os requisitos de proteção ambiental. Ao mesmo tempo, devido à grave fuga, dissolução e fissuras no corpo da gruta e ao ambiente húmido da construção, é difícil obter um encaixe perfeito com o fluxo de água quando a folha de fibra de carbono é colada no anel de infiltração de água.

3 Construção de reforço em folha de fibra de carbono

1) Tratamento da superfície do betão. Após a comparação e seleção dos esquemas, tente primeiro utilizar uma roda de esmeril para remover a camada carbonizada na superfície do betão da gruta. Devido à carbonização grave do betão da gruta, o efeito é mínimo. Após pesquisa e discussão, foi proposto o uso de uma pistola de água de alta pressão para limpar a parede interna de betão da cavidade. Utilize uma esmeril para limpar os pontos fracos e, por fim, utilize um soprador e um ventilador de duas filas para secar a superfície da construção e utilize a secagem para algumas partes, e o efeito final é bom.

A superfície da parede interior do túnel de drenagem, lavada pela pistola de água de alta pressão, é irregular. Se a chapa de fibra de carbono for colada nesse momento, irá afundar e rachar em diferentes graus, o que afetará a qualidade da construção. Para cumprir a resistência da estrutura de betão original, foi obtida uma solução após demonstração: utilizando argamassa de cimento C40 e agente gelificante para nivelar a parede interior e, finalmente, através do teste de ressalto do instrumento de ressalto para produzir uma "tabela estatística de resistência ao ressalto", a resistência cumpriu os requisitos.

2) Aplique o primário. Após o polimento e nivelamento da superfície do betão, utilize um secador de cabelo e um maçarico de solda para secar e manter o ambiente seco. Em seguida, configure a cola de fundo de acordo com a proporção, espalhe-a uniformemente sobre a superfície do betão no furo e deixe a cola de fundo secar ao toque durante cerca de 3 a 12 horas. Para garantir a qualidade da pasta, é necessário aplicar uma pequena quantidade da cola da camada de fundo várias vezes. A cola da camada de fundo que esteve armazenada durante muito tempo não pode ser utilizada. O passo seguinte pode ser realizado após a cura da cola. As peças individuais são niveladas com argamassa epóxi.

3) Pavimentação e colagem de chapas de fibra de carbono. A direção da força da fibra de fibra de carbono colada é disposta em forma de anel ao longo do corpo do furo, e a chapa de fibra de carbono é cortada de acordo com os requisitos do projeto. A largura da chapa de fibra de carbono é de 1000 mm e o comprimento da sobreposição não é inferior a 100 mm. Sobreposições escalonadas ao longo da direção do fluxo de água, equipadas com uma escova de óleo para mergulhar a cola e espalhar uniformemente na superfície da chapa de fibra de carbono. Em seguida, utilize um rolo para rolar repetidamente a superfície da chapa de fibra de carbono para remover as bolhas de ar, de modo a que a chapa de fibra de carbono fique completamente fixa à superfície do betão. Se a superfície da chapa de fibra de carbono apresentar rugas, torções e outros fenómenos de não ajuste, necessita de ser retrabalhada e retrabalhada para garantir o controlo de qualidade.

4) Cura e cura. Evite a chuva ou a humidade nas 24 horas após a conclusão da construção e preste atenção à proteção para evitar que objetos duros arranhem a superfície da construção. Quando a temperatura média é de 20 a 25°C, o tempo de cura não deve ser inferior a 3 dias; quando a temperatura média for de 10°C, o tempo de cura não deve ser inferior a 7 dias. Após a colagem da chapa de fibra de carbono, o tempo de cura é de 4 dias.

5)Inspeção da qualidade da construção. Após a conclusão da construção, utilize o método de prensagem manual e martelagem da superfície da chapa de fibra de carbono para verificar se existe um tambor vazio entre a chapa de fibra de carbono e o betão. Se for encontrado um tambor oco, significa que a chapa de fibra de carbono e o betão não estão totalmente aderidos, e o objetivo da força de união não foi atingido. Se o diâmetro do tambor oco for inferior a 10 mm, utilize um tubo de agulha para injetar cola para o reparar. Se o diâmetro do tambor oco for superior a 30 mm, a chapa de fibra de carbono necessita de ser removida e retrabalhada. Após o teste, a área total de ligação efetiva da pasta da chapa de fibra de carbono não é inferior a 95%, e o número de tambores ocos por metro quadrado não é superior a 10, o que cumpre os requisitos.

4Observações finais

A tecnologia de reforço com chapa de fibra de carbono utiliza a boa resistência à tracção dos materiais de fibra de carbono para o reforço de tracção, cisalhamento e sismos de elementos estruturais. No reforço da parede interna do túnel de descarga do reservatório de aterro, após a colagem da chapa de fibra de carbono, foi alcançado o objetivo de aumentar a capacidade de carga e a resistência do betão da caverna. Por conseguinte, a tecnologia de chapa de fibra de carbono tem sido bem aplicada no reforço da parede interna do túnel de descarga do reservatório de Andi, e tem proporcionado uma experiência valiosa para a construção de projetos semelhantes no futuro.