مقاوم سازی دیواره تونل به روش کامپوزیت FRP

عملکرد تونل ها به عنوان یکی از شریان های حیاتی دربرابر بارهای وارده همچون زمین لرزه و زمین لغزه (Landslide) به دلیل کاربردهای فراوانی که در تاسیسات و خدمات شهری دارند و همچنین مدفون و طویل بودن آن ها، از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. آسیب های ایجاد شده در تونل ها در سه حالت طبقه بندی میشوند: آسیب های جزیی (مانند افتادن چند سنگ و ترکهای جزیی)، آسیب های متوسط تونل (ترک های متوسط در پوشش و فروریختن سنگ)، آسیب گسترده (نشست جدی در ورودی تونل و ترک های گسترده) با مطالعه در مورد جنس زمین، وضعیت مقاومت پی و زلزله خیز بودن منطقه، می توان آسیب هایی که امکان وقوع دارند را شناسایی و روشی مناسب برای مقاوم سازی تونل انتخاب کرد. از این‌رو در این بخش مراحل مقاوم‌سازی دیواره تونل به روش کامپوزیت FRP و با سیستم‌ مقاوم‌سازی ™FibraOne شرح داده ‌می‌شود.

درباره سازه‌ی تونل‌ها چه می‌دانید؟

پیش از آنکه به مقاوم سازی تونل‌ها بپردازیم نخست درباره تونل‌ها صحبت خواهیم کرد و با کاربری تونل ها بیشتر آشنا خواهیم شد.

تونل‌ها از سازه‌های مهم و کاربردی در دنیای مهندسی و ساخت‌وساز هستند. تونل‌ها همانند مخازن، کاربری خاص و مستقلی دارند. عموما تونل‌ها گذرگاههای زیرزمینی هستند که از دل کوه و یا نقاط شلوغ شهری عبور می‌کنند. کاربری تونل‌ها، ارتباط دو بخش متفاوت یک راه است که به خاطر وجود عوارض جغرافیایی و مشکلات ترافیکی از هم جدا افتاده‌اند، تونل‌ها علاوه بر خودروها در رفت‌وآمد عابرین پیاده و حمل‌ونقل ریلی نیز کاربری دارند.

اصطلاح فنی تونل می تواند از منبعی به منبع دیگر بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال، تعریف تونل در آیین‌نامه بریتانیا BS به این صورت تعریف شده است: «ساختار بزرگراه زیرسطحی محصور به طول 150 متر (490 فوت) یا بیشتر.» در آیین‌نامه‌های ایالات متحده، بنابر NFPA تعریف تونل اینگونه آمده: یک سازه زیرزمینی با طول طراحی بیشتر از 23 متر (75 فوت) و قطر بیشتر از 1800 میلی متر (5.9 فوت) است.

خطراتی که تونل ‌ها را تهدید می‌کنند

تونل‌‌ها هم همانند دیگر المان‌های سازه‌ای ممکن است متحمل خرابی و آسیب شوند، از این رو دانشمندان و مهندسین پیوسته در پی راهی هستند که ترمیم و مقاوم‌سازی تونل‌ها را در بخش‌های مختلف آسان‌تر کنند.

تخریب دیواره تونل

یکی از آسیب‌هایی که همواره سازه تونل را  تهدید می‌کند تخریب دیواره تونل است. در برخی مواقع دیواره تونل‌ها ﺑﻪ دﻻﯾﻞ ﻣﺨﺘلفی از ﺟﻤﻠﻪ ﺧﻄﺎﻫﺎی ﻃﺮاﺣﯽ، آﺳﯿﺐ دﯾﺪﮔﯽ ﻧﺎﺷﯽ از ﺑﻼﯾﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ، ﺧﻄﺎﻫﺎی اﺟﺮاﯾﯽ، اﻋﻤﺎل ﺑﺎرﻫﺎﯾﯽ ﺑﯿﺶ از ﺑﺎرﻫﺎی ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺷﺪه و … مقاومت خود را از دست داده و دچار آسیب می‌شوند اینجاست که بحث مقاوم‌سازی سازه پیش‌ میاید.

مقاوم سازی دیواره تونل

به منظور مقاوم سازی نخست، به کمک تحلیل سازه و نمودار رانکین نقاطی که دارای بیشترین تنش هستند و یا به عبارتی کمترین مقاومت را دارند شناسایی شده (یکی از فاکتورهای مهم که باید بررسی شوند تنش خاکی است که به پشت دیواره تونل وارد می‌شود و کفایت باربری تونل برای تحمل این بار باید بررسی شود) و پس از شناسایی از ورق الیاف کربن به منظور مقاوم سازی استفاده می‌شود.

روش مذکور به نام سیستم FibraOne  شناخته می‌شود و در انحصار شرکت مقاوم سازی افزیر است. سیستم FibraOne  از پرکاربردترین سیستم‌های مقاوم سازی است.

روش اجرای سیستم FibraOne  بدین ترتیب است که:

نخست روی نقطه مورد نظر از پرایمر اپوکسی استفاده می‌کنیم تا سطح آماده‌ی اجرا شود، سپس از یک لایه ژل اپوکسی برای چسباندن ورق الیاف کربن روی سطح بهره می‌گیریم. حالا نوبت به چسباندن ورق الیاف کربن است. روی ورق الیاف کربن یک لایه دیگر ژل اپوکسی آغشته می‌کنیم در نهایت از پوشش روی آن برای محافظت سطح استفاده می‌کنیم.

ویژگی و مزایای سیستم FibraOne

ارائه سیستم یکپارچه: به کمک این سیستم که از ورق‌ها، لمینیت‌ها و الیاف نسوز FRP بهره می‌گیرد می‌توان به یک سیستم سازه‌ایکپارچه دست یافت.

وزن کم: در این سیستم همراه با افزایش توان باربری وزن سازه هیچ تغییری نمی‌کند.

جلوه‌ی بصری: سیستم FibraOne کمترین تغییر را در جلوه‌ی بصری زیبای عضو مربوطه دارد.

تاب‌آوری بالا در برابر خوردگی: عضو بتنی که به کمک سیستم FibraOne  تقویت شده در برابر هجوم مواد شیمیایی مضر و خورنده مقاوم است.

کنترل ترک‌ها: در این سیستم احتمال ترک خوردگی به حداقل می‌رسد.

و در آخر مهمترین گزینه: یعنی بهینه سازی پروژه با صرفه جویی در زمان و هزینه‌ها.