談鋼纖維噴射混凝土在隧道工程中應(yīng)用

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1、談鋼纖維噴射混凝土在隧道工程中應(yīng)用　　【摘要】本文分析了鋼纖維噴射混凝土的發(fā)展，結(jié)合鋼纖維噴射混凝土的特性，鋼纖維的韌性及與隧道新奧法錨噴支護(hù)中相關(guān)的主要力學(xué)性能，并且結(jié)合其在隧道工程中的應(yīng)用，分析其在隧道工程中取得的經(jīng)濟(jì)效益，說(shuō)明鋼纖維噴射混凝土是種理想的支護(hù)材料，借此展望未來(lái)我國(guó)在鋼纖維噴射混凝土技術(shù)發(fā)展方向?！娟P(guān)鍵詞】鋼纖維噴射混凝土；隧道工程；新奧法；韌性；支護(hù)材料中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：【abstract】thispaperanalyzesthedevelopmentofthesteelfi

2、bersprayedconcrete,combinedwiththecharacteristicsofsteelfibersprayedconcrete,steelfibertenacityandtheassociatedwiththenewAustrianmethodofsupportbyrockboltandshotcretetunnel,themainmechanicalpropertiesanditsapplicationintunnelengineering,analyzesitseconomicbenefi

3、tintunnelengineering,steelfibersprayedconcreteistheidealsupportingmaterial,tolooktothefuturedevelopmentdirectioninthesteelfibersprayedconcrete8technologyinChina.【keywords】steelfibersprayedconcrete;Tunnelengineering;Newthelaw;Toughness;Supportingmaterials一．引言自196

4、3年以來(lái)，鋼纖維混凝土踏入實(shí)用化時(shí)代，在隧道工程中得到廣泛的應(yīng)用，節(jié)約了大規(guī)模投資的同時(shí)也提高了結(jié)構(gòu)的使用壽命。此外，鋼纖維噴射混凝土在歐洲、日本等國(guó)已成為隧道支護(hù)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)形式和施工方法。我國(guó)干噴法鋼纖維混凝土近年來(lái)發(fā)展的也較快，然而和歐美、日本等國(guó)相應(yīng)的研究、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比起來(lái)仍然存在些許滯后。由于我國(guó)國(guó)內(nèi)暫且缺少相應(yīng)的測(cè)試和檢驗(yàn)的細(xì)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)，因此雖頻繁引鑒國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)，尚沒(méi)有足夠借鑒工程應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。二、鋼纖維噴射混凝土的特性鋼纖維混凝土是由水、水泥中骨料、粗砂、鋼纖維并且需要時(shí)加進(jìn)摻和料遵循相應(yīng)的比例調(diào)制而成。，鋼纖維

5、是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外相對(duì)高端的外摻料，其一，提高了混凝土的韌性、強(qiáng)度以及抗裂性等；其二，讓混凝土的特性完成脆性向彈塑性轉(zhuǎn)變。因此鋼纖維混凝土具備優(yōu)良的總體力學(xué)性能。鋼纖維可以分為不銹鋼和普通碳素鋼這兩種類型，其中后者得到比較廣泛應(yīng)用。1、韌性8之所以摻加鋼纖維噴射在混凝土中，大體是為了使噴射混凝土的韌性有所提高。韌性指的是鋼纖維噴射混凝土在承載過(guò)程中吸取與收納變形的能力，因此，韌性是鋼纖維噴射混凝土的關(guān)鍵特性之一。2、其它關(guān)鍵力學(xué)性能鋼纖維噴射混凝土中隨意分布的短纖維起到阻制混凝土里微裂縫的擴(kuò)展以及阻滯宏觀裂縫的發(fā)展蔓延的作用

6、，由此摻入鋼纖維顯著改變和提高增強(qiáng)噴射混凝土的主要由主拉應(yīng)力控制的抗剪、抗彎、抗扭強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等。3、斷裂與斷裂韌性一般的噴射混凝土具有表層被拉容易收縮且干裂的缺點(diǎn)此后斷裂縫變成隧道地下水的溢出路道。在地下水長(zhǎng)時(shí)間的侵蝕下，斷裂后的混凝土將會(huì)發(fā)生脫落、剝離的現(xiàn)象，支護(hù)結(jié)構(gòu)便可能失去支護(hù)的作用，甚至產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。因此，有必要特別指出噴射混凝土處于被拉狀況的斷裂性能極其關(guān)鍵。為了達(dá)到變形性能有所質(zhì)量改變的目的，必須在噴射混凝土里面摻進(jìn)鋼纖維，只要鋼纖維混凝土發(fā)生裂縫現(xiàn)象，鋼纖維的作用將愈顯而易見(jiàn)。鑒此，在眾多需要沖擊需要

7、抗裂并且環(huán)境惡劣的隧道工程結(jié)構(gòu)中，鋼纖維噴射混凝土尤其為必備材質(zhì)之一。8了解鋼纖維混凝土的特性后，自然而然需要研究其增強(qiáng)機(jī)理。因?yàn)閺睦碚撋现v，探討鋼纖維混凝土的增強(qiáng)機(jī)理對(duì)鋼纖維對(duì)混凝土的增韌、增強(qiáng)和阻裂效應(yīng)的提高將有很大的幫助，從本質(zhì)上改變其化學(xué)物理以及力學(xué)性能，在此基礎(chǔ)上歸納與總結(jié)高新性能的理論，亦是設(shè)計(jì)鋼纖維混凝土性能的重要依據(jù)。三、鋼纖維噴射混凝土在隧道工程中的應(yīng)用1、鋼纖維噴射混凝土與新奧法當(dāng)今，新奧法的主要核心內(nèi)容是在圍巖承載環(huán)的主動(dòng)作用下讓隧道圍巖變成承載的結(jié)構(gòu)。很明顯，是通過(guò)支護(hù)系統(tǒng)在同圍巖共同變形的過(guò)程

8、中對(duì)圍巖變形運(yùn)動(dòng)的掌控，實(shí)現(xiàn)新奧法對(duì)圍巖承載能力的利用，換而言之，就是接受圍巖變形在某種程度上有所釋放。在之前新奧法的錨噴支護(hù)過(guò)程中，采用了素噴加錨桿、素噴混凝土支護(hù)、噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)和素噴加鋼筋網(wǎng)等支護(hù)策略，同時(shí)在工程應(yīng)用里取得通過(guò)。但是新奧法古老支護(hù)方式的缺點(diǎn)顯得相當(dāng)?shù)赝怀?，尤其在很多工程?yīng)用的驗(yàn)證和高新技術(shù)的進(jìn)程中，比如施工容