Geomembrana de HDPE para la construcción de túneles: impermeabilización y control de aguas subterráneas
El desarrollo de túneles es una misión de ingeniería complicada que enfrenta varios desafíos, entre los cuales la impermeabilización y la manipulación de las aguas subterráneas son imperativas para la seguridad, durabilidad y efectividad operativa del túnel. Con el desarrollo ininterrumpido de materiales de desarrollo, la geomembrana de HDPE ha surgido como una opción favorita para la impermeabilización de túneles y la administración de aguas subterráneas debido a su maravilloso rendimiento. Este artículo analizará el costo del software de la geomembrana de HDPE en el desarrollo de túneles desde un par de perspectivas, centrándose en su función principal para garantizar el equilibrio y el uso a largo plazo de los proyectos de túneles.
1. ¿Por qué la geomembrana de HDPE es indispensable para la construcción de túneles?
En la ingeniería de túneles, no se puede subestimar el efecto de las aguas subterráneas. La infiltración excesiva de aguas subterráneas no solo limitará el potencial de carga de la roca y el suelo circundantes, lo que provocará posibles peligros como el colapso del túnel, sino que también corroerá la forma interior del túnel, acortando su vida útil. La geomembrana de HDPE, una geomembrana de polietileno de alta densidad, tiene propiedades físicas y químicas especiales que la hacen irreemplazable en la impermeabilización de túneles y el control de las aguas subterráneas.
En primer lugar, la geomembrana de HDPE tiene una impermeabilidad de alta calidad. Su forma molecular densa puede bloquear con éxito la penetración de las aguas subterráneas, formando una barrera resistente al agua confiable. En comparación con las sustancias resistentes al agua regulares, como el asfalto y las geomembranas cotidianas, la geomembrana de HDPE tiene una tasa de transmisión de vapor de agua menor, lo que garantiza una eficacia resistente al agua a largo plazo incluso en entornos de aguas subterráneas de alta presión. En segundo lugar, tiene propiedades mecánicas robustas, como una resistencia a la tracción excesiva, resistencia al desgarro y resistencia a la perforación. Durante la construcción de un túnel, la geomembrana suele estar expuesta a la fricción, la extrusión y el efecto de las rocas circundantes y el equipo de construcción, y la geomembrana de HDPE puede hacer frente a estas fuerzas externas sin sufrir daños fácilmente.
Además, la geomembrana de HDPE tiene una resistencia química y climática adecuadas. Puede hacer frente a la erosión de los elementos químicos en las aguas subterráneas (como ácidos, álcalis y sales) y ya no es propensa al envejecimiento, agrietamiento o degradación bajo la exposición a largo plazo a la luz, los cambios de temperatura y la humedad. Esto garantiza que la geomembrana pueda mantener su estabilidad de rendimiento general durante un largo tiempo en el duro entorno del túnel. Finalmente, la construcción de la geomembrana de HDPE es conveniente y eficiente. Se puede reducir y empalmar de acuerdo con la estructura y la medición adecuadas del túnel, y el sistema de construcción es simple, lo que puede acortar de manera eficiente la duración de la construcción y minimizar los costos de construcción. Para las iniciativas de túneles que requieren una impermeabilización estricta y un control de las aguas subterráneas, seleccionar geomembrana de HDPE es una selección inteligente que puede sentar una base sólida para la excelente común del proyecto.
2. Funciones principales de la geomembrana de HDPE en la impermeabilización de túneles y el control de aguas subterráneas
La utilidad de la geomembrana de HDPE en el desarrollo de túneles generalmente se centra en dos aspectos fundamentales: la impermeabilización y el control de las aguas subterráneas. Estas dos características están interrelacionadas y son complementarias, y juntas garantizan el funcionamiento seguro del túnel.
2.1 Construcción integral de barreras impermeables
La característica importante de la geomembrana de HDPE en túneles es estructurar una barrera completa resistente al agua. Durante la excavación del túnel, la masa rocosa circundante inevitablemente tendrá grietas y poros, que son los canales más importantes para la infiltración de agua subterránea. Al colocar geomembrana de HDPE en el piso interno del túnel (como el arco, la pared de la faceta y la inversión), estos canales pueden bloquearse por completo. La geomembrana está cuidadosamente conectada a la estructura del túnel y las costuras están firmemente soldadas, formando una capa resistente al agua sin costuras que evita que el agua subterránea se filtre al interior del túnel. Además, la geomembrana de HDPE puede utilizarse adicionalmente en mezcla con diferentes sustancias resistentes al agua (como bobinas y revestimientos resistentes al agua) para estructurar un sistema resistente al agua multicapa, mejorando además la fiabilidad de la resistencia al agua. Por ejemplo, en algunas secciones de túnel de alto riesgo con aguas subterráneas considerables, se puede adoptar una forma compuesta de "geomembrana + revestimiento resistente al agua" para lograr una doble protección. La excesiva impermeabilidad de la geomembrana de HDPE garantiza que incluso si la capa exterior impermeable está dañada, la geomembrana puede, no obstante, desempeñar un papel resistente al agua, evitando de manera eficiente accidentes por fugas de agua.
2.2 Desviación y control eficaz de las aguas subterráneas
Además de la impermeabilización, la geomembrana de HDPE puede ayudar adicionalmente en la desviación y control de las aguas subterráneas. En túneles con una gran afluencia de agua subterránea, ciertamente el bloqueo de las aguas subterráneas también podría provocar una tensión hídrica desmoderada en la estructura del túnel, lo que tendrá un efecto en el equilibrio de la estructura. En este momento, la geomembrana de HDPE se puede utilizar para ensamblar un sistema de desviación. Al colocar la geomembrana de forma precisa (como colocando ranuras de drenaje y tuberías de drenaje debajo de la geomembrana), las aguas subterráneas se pueden guiar al sistema de drenaje objetivo, lo que reduce la tensión hídrica en la estructura del túnel. Esta técnica de desviación y manipulación no solo resuelve el problema de la infiltración de aguas subterráneas, sino que también reduce el daño de la presión del agua al túnel, asegurando la estabilidad a largo plazo del túnel. Por ejemplo, en túneles de montaña con condiciones geológicas complicadas, el agregado de la colocación de geomembrana de HDPE y la construcción de maquinaria de drenaje puede gestionar eficazmente el nivel de aguas subterráneas alrededor del túnel, creando un entorno de construcción seguro y asegurando el fácil desarrollo del proyecto.
3. Puntos clave de la instalación de geomembranas en la construcción de túneles
El excelente rendimiento general de la geomembrana de HDPE solo puede aprovecharse al máximo si su instalación es estandarizada y adecuada. La instalación de la geomembrana en la construcción de túneles consta de varias etapas, y cada etapa tiene requisitos de trabajo estrictos. Cualquier error puede afectar la impermeabilidad y el control de las aguas subterráneas.
3.1 Trabajos de preparación previos a la instalación
La educación previa a la instalación es la base para garantizar la mejor instalación de la geomembrana. En primer lugar, es vital facilitar la instalación del suelo del túnel. El suelo debe ser plano, limpio y libre de objetos afilados (como piedras, barras de metal y escombros); de lo contrario, la geomembrana también puede perforarse. Para superficies irregulares, es fundamental nivelarlas con mortero u otras sustancias para asegurarse de que la geomembrana se pueda conectar firmemente a la superficie. En segundo lugar, es imperativo observar los productos de geomembrana de HDPE. Verifique si las especificaciones, modelos e indicaciones generales de rendimiento de la geomembrana cumplen con los requisitos del boceto y observe si hay defectos como daños, agujeros y arrugas. Si se encuentran productos no calificados, deben cambiarse a tiempo. Además, es fundamental reunir equipos y herramientas de desarrollo, como máquinas de soldar, herramientas de corte y herramientas de medición, y verificar si las herramientas están en buenas condiciones de funcionamiento para garantizar el correcto desarrollo del trabajo de instalación.
3.2 Proceso de colocación estándar de geomembrana de HDPE
La colocación de geomembrana de HDPE en túneles debe cumplir con el principio de "de arriba a abajo, de adentro hacia afuera". Primero, coloque la geomembrana en el arco del túnel, luego en el muro lateral y finalmente en la solera. Durante la colocación, la geomembrana debe tensarse lo suficiente para evitar arrugas, pero no debe tensarse en exceso para evitar daños. El ancho de solape entre geomembranas adyacentes debe cumplir con los requisitos del diagrama (generalmente no menos de 10 cm). Durante el proceso de colocación, es fundamental evitar arrastrar la geomembrana por el suelo para evitar rayones. Si la geomembrana se rompe en algún momento de la colocación, debe repararse a tiempo (por ejemplo, utilizando un parche para soldar y reparar) para asegurar la integridad de la capa resistente al agua.
3.3 Soldadura e inspección de calidad de la geomembrana
La soldadura de la geomembrana es un eslabón clave en el proceso de instalación, que influye directamente en el efecto impermeable. La geomembrana de HDPE generalmente se suelda mediante el uso de una máquina de soldadura de fusión en caliente. Antes de soldar, es indispensable modificar los parámetros de soldadura (como la temperatura, la velocidad y la presión) de acuerdo con el espesor de la geomembrana y la temperatura ambiente. Durante la soldadura, la mesa de soldadura debe pasar fácilmente para asegurarse de que la soldadura sea uniforme y firme. Después de soldar, es indispensable realizar una estricta inspección fantástica de la soldadura. Las estrategias de inspección comunes abarcan la prueba de tensión del aire y la prueba del agua. Para la prueba de presión de aire, bloquee cada extremo de la soldadura, inyecte aire en la soldadura y observe si la tensión del aire disminuye o no en un período de tiempo positivo. Si la tensión del aire disminuye, muestra que hay una fuga en la soldadura y desea volver a soldarse. Para la prueba de agua, vierta agua en la soldadura y pruebe si hay o no filtraciones de agua. Solo después de que la soldadura pase la buena inspección se puede realizar el hipervínculo de desarrollo posterior.
4. Casos prácticos de aplicación de geomembranas de HDPE en proyectos de túneles
El notable rendimiento general y el impacto confiable a prueba de agua de la geomembrana de HDPE han sido completamente validados en muchas tareas de túneles a nivel nacional e internacional. A continuación, se presentarán dos instancias de servicios públicos estándar para exhibir la posición vital de la geomembrana de HDPE en la impermeabilización de túneles y el control de aguas subterráneas.
4.1 Aplicación en un túnel de montaña en el suroeste de China
Un túnel de montaña en el suroeste de China está ubicado en una vecindad con considerable agua subterránea y estipulaciones geológicas complicadas (como accidentes geográficos kársticos). Durante la etapa inicial de construcción, el túnel enfrentó serios problemas de fugas de agua, lo que afectó el desarrollo y la seguridad. Para resolver este problema, la unidad de desarrollo decidió utilizar geomembrana de HDPE para impermeabilización y control de aguas subterráneas. Durante la construcción, se colocó una geomembrana de HDPE de 1,5 mm de espesor en el piso interno del túnel y se moldeó un dispositivo compuesto a prueba de agua con revestimientos resistentes al agua. Al mismo tiempo, se instaló un sistema de drenaje debajo de la geomembrana para desviar las aguas subterráneas. Tras la finalización del proyecto, el túnel logró una excelente impermeabilidad y la afluencia de aguas subterráneas se redujo en más del 90 %. La geomembrana de HDPE se mantuvo segura e intacta después de un largo período de funcionamiento, garantizando así el funcionamiento seguro del túnel.
4.2 Aplicación en un túnel de metro urbano
Un túnel de metro urbano se ubica en una zona densamente poblada con un nivel freático elevado. El requisito de impermeabilización del túnel es extremadamente alto, ya que las fugas de agua no solo afectarán el funcionamiento del metro, sino que también causarán daños a los edificios circundantes. La unidad de desarrollo seleccionó la geomembrana de HDPE como principal material resistente al agua. Durante la instalación de la geomembrana, se llevó a cabo un estricto control de calidad en cada enlace, desde la limpieza del suelo instalado hasta la soldadura de la geomembrana. Además, la unidad de construcción también utilizó tecnología avanzada de pruebas no destructivas para verificar la calidad de la soldadura de la geomembrana, asegurándose de que no hubiera fugas en la soldadura. Después de la finalización del túnel del metro, ha estado en funcionamiento seguro durante muchos años y no se han producido accidentes por fugas de agua. El uso de geomembrana de HDPE no solo cumple con los altos requisitos de resistencia al agua del túnel del metro de la ciudad, sino que también reduce el costo de renovación del túnel en el período posterior.
Conclusión
En la construcción de túneles, la impermeabilización y la gestión de las aguas subterráneas son fundamentales para el mejor y más completo funcionamiento del proyecto. La geomembrana de HDPE, con su fantástica impermeabilidad, propiedades mecánicas, resistencia química y práctico rendimiento de construcción, se ha convertido en un material perfecto para la impermeabilización de túneles y el control de las aguas subterráneas. Al estandarizar el proceso de instalación de la geomembrana, asegurar la comodidad de cada enlace de desarrollo y aprovechar al máximo las características principales de la geomembrana de HDPE, podemos remediar eficazmente los problemas de fugas de agua en túneles y control de aguas subterráneas, mejorar la robustez y seguridad del túnel y minimizar los costos de construcción y protección. Con la mejora continua de la tecnología de ingeniería de túneles, la perspectiva de utilidad de la geomembrana de HDPE en el desarrollo de túneles será más amplia.
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