濕噴鋼纖維混凝土在公伯峽水電站導(dǎo)流洞工程中的應(yīng)用(1)

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1、濕噴鋼纖維混凝土在公伯峽水電站導(dǎo)流洞工程中的應(yīng)用(1)摘要：針對(duì)公伯峽水電站導(dǎo)流洞惡劣的地質(zhì)條件，開(kāi)挖過(guò)程中采用了濕噴鋼纖維混凝土技術(shù)，用濕噴鋼纖維混凝土與錨筋樁聯(lián)合受力加固邊墻，用鋼纖維混凝土拱圈支撐代替現(xiàn)澆鋼筋混凝土。鋼纖維噴混凝土強(qiáng)度高，韌性好，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，有良好的抗?jié)B性、耐久性，能充分發(fā)揮圍巖的自承能力，而且施工速度快，回彈率小，適應(yīng)巖面起伏能力強(qiáng)，施工安全，質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)上也較合理。隨著理論研究和實(shí)踐的不斷深入，鋼纖維混凝土?xí)玫礁訌V泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：導(dǎo)流洞噴混凝土鋼纖維混凝土鋼纖維公伯峽水電站1工程地質(zhì)簡(jiǎn)介公伯峽水電站右岸導(dǎo)流洞段總長(zhǎng)721.021m

2、，最大開(kāi)挖斷面寬16m、高18.5m，洞內(nèi)ⅳ、ⅴ類(lèi)圍巖段長(zhǎng)共計(jì)365m，占隧洞段全長(zhǎng)的51%，ⅳ類(lèi)圍巖巖體較破碎，風(fēng)化強(qiáng)烈，斷層帶常充填著無(wú)膠結(jié)的糜棱巖和破碎巖，ⅴ類(lèi)圍巖處于古全風(fēng)化的花崗巖體中，巖性軟弱，巖體破碎，裂隙面充填膠泥，裂隙性潛水較發(fā)育，巖體開(kāi)挖后，洞壁易松弛卸荷，自穩(wěn)時(shí)間短。導(dǎo)流洞上擴(kuò)開(kāi)挖貫通后，設(shè)計(jì)單位考慮到導(dǎo)流洞下臥開(kāi)挖時(shí)ⅳ、ⅴ類(lèi)圍巖邊墻的穩(wěn)定及導(dǎo)流洞塌方區(qū)鎖口加固需要，將局部地段由原設(shè)計(jì)的網(wǎng)噴混凝土改為鋼纖維噴混凝土。經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用，濕噴鋼纖維混凝土在噴射混凝土生產(chǎn)、噴射、質(zhì)量、安全等方面較干噴鋼筋網(wǎng)混凝土具有明顯的優(yōu)勢(shì)。2鋼纖維噴混凝土的應(yīng)用原理噴

3、射混凝土中摻入鋼纖維，為混凝土提供了微型配筋，可增強(qiáng)與混凝土之間的握裹力和錨固力，顯著提高混凝土的抗裂性、延性、韌性及抗沖擊能力。同一般噴射混凝土相比，它具有韌性好、適應(yīng)變形能力強(qiáng)和良好的抗?jié)B性、耐久性等優(yōu)點(diǎn)，起到代替鋼筋網(wǎng)或鋼筋的作用，并與圍巖及時(shí)、完全結(jié)合，充分發(fā)揮圍巖自承能力，從而減小圍巖變形，達(dá)到圍巖穩(wěn)定，不但技術(shù)先進(jìn)，施工速度快，同時(shí)具有較好的施工安全性，經(jīng)濟(jì)上也較合理。3濕噴鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)3.1導(dǎo)流洞鋼纖維噴混凝土支護(hù)設(shè)計(jì)意圖（1）公伯峽水電站導(dǎo)流洞進(jìn)口段發(fā)生冒頂塌方后，根據(jù)地質(zhì)資料分析，塌方區(qū)上游端有f104、f26斷層通過(guò)，下游端有f25

4、、f29、f33斷層通過(guò)，為防止圍巖進(jìn)一步變形引起新的塌方，塌方區(qū)上下游端部急需鎖口加固，即架設(shè)鋼拱架部位全斷面采用噴射鋼纖維混凝土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土，將鋼拱架埋入鋼纖維混凝土中，噴射厚度平均50cm，使鋼拱架和鋼纖維混凝土共同形成混凝土支撐拱。（2）針對(duì)導(dǎo)流洞出口段ⅴ類(lèi)圍巖區(qū)邊墻開(kāi)挖后圍巖自穩(wěn)時(shí)間短的特點(diǎn)，采取噴射10cm厚鋼纖維混凝土，節(jié)省支護(hù)時(shí)間，使邊墻巖體在自穩(wěn)時(shí)間內(nèi)及時(shí)得到加固。3.2材料選定3.2.1鋼纖維材料對(duì)鋼纖維，首先進(jìn)行國(guó)內(nèi)外廠家質(zhì)量對(duì)比，同時(shí)參考了已建的二灘水電站等工程的實(shí)踐，并根據(jù)咨詢專(zhuān)家的建議，最終選定了比利時(shí)貝卡爾特公司生產(chǎn)的佳米

5、克司zp30／0.5型鋼纖維。zp30／0.5型鋼纖維長(zhǎng)度為30mm，直徑為0.5mm，長(zhǎng)徑比為60，單根抗拉強(qiáng)度≥1100mpa，兩端帶有彎鉤。3.2.2骨料公伯峽水電站壩區(qū)下游有兩個(gè)天然的河床砂石料場(chǎng)，對(duì)料場(chǎng)取樣實(shí)驗(yàn)檢測(cè)資料表明，粗細(xì)骨料均能滿足工程需要。另外，天然的河床卵石骨料外形圓滑，可泵性良好，能節(jié)約大量水泥，減少每立方米混凝土用水量，降低噴混凝土的干縮性，因此優(yōu)選天然骨料。骨料的級(jí)配和質(zhì)量要求按《實(shí)驗(yàn)規(guī)范大綱》進(jìn)行。濕噴鋼纖維混凝土的粗骨料最大粒徑為15mm，級(jí)配良好；細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)3.0的天然河沙。3.2.3硅粉濕噴鋼纖維混凝土中摻加硅粉的主要

6、目的是改善噴混凝土的可泵性和噴射性能。硅粉由極微細(xì)的顆粒組成，其微粒比表面積在20m2／g以內(nèi)，而普通硅酸鹽水泥的表面積為0.2～0.5m2／g。摻加硅粉后，增強(qiáng)了混凝土的粘性，有效阻止了混凝土的離析，減少了噴射過(guò)程中堵管的可能性。噴混凝土粘性的增強(qiáng)，需要增加減水劑的用量，但可降低混凝土回彈量和速凝劑的用量。硅粉的摻加量應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)控制，摻加量太大容易造成噴混凝土面塑性干縮開(kāi)裂。公伯峽水電工程導(dǎo)流洞鋼纖維噴混凝土使用的是青海民和鎂廠生產(chǎn)的硅粉，硅粉摻加量為膠凝材料用量的8%。