钢纤维喷射混凝土在某水电站引水隧洞工程施工中的应用

［摘要］钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，已成为混凝土科学发展的一个方向，并以其良好的抗裂性、弯曲韧性、抗托与抗弯强度等性能，正广泛应用于各类工程建设领域。本文根据某水电站引水隧洞的地质条件及施工现状，提出对Ⅳ类围岩洞段可用钢纤维喷射混凝土替代网喷混凝土的支护处理方案，在实际施工过程中取得了良好的效果。

［关键词］Ⅳ类围岩网喷混凝土钢纤维喷射混凝土效果评价

1工程概况

某水电站位于四川省境内的木里河上，是木里河六个梯级电站中的第三级。该水库采用低闸引水式发电，电站装机4台，单机容量60MW，总装机容量240MW。电站枢纽工程由首部枢纽、引水系统、地面厂房系统等建筑物组成。引水系统由引水隧洞、调压室、压力管道组成。引水隧洞布置在右岸，从进水口至调压井，全长18.7km，为有压圆形洞，衬砌后的过水断面为7.2m。

2引水隧洞区工程地质条件

引水隧洞沿线出露岩性主要为奥陶系下统瓦厂组板岩夹变质石英砂岩、千枚岩，人公组的变质石英砂岩夹板岩、千枚岩，少量三叠系下统领麦沟组的板岩夹千枚岩、硅质板岩，志留系的板岩夹千枚岩、硅质岩，岩层总体产状：330°～320°SW∠30°～50°。引水隧洞沿线地层岩性以板岩夹千枚岩为主，部分为中厚～厚层状变质石英砂岩。

引水隧洞沿线发育4条规模较大横切隧洞的断层—圆宝山断层、尼都断层、机落断层、茶布朗断层，破碎带一般宽约20～40m，其中机落断层宽达100～200m，由碎裂岩、糜棱岩、角砾岩、少量断层泥组成。隧洞区层间剪切错动带及各类结构面均较发育，地层揉皱强烈。

由于该电站引水隧洞线路较长，地质条件相对较差，隧洞围岩以Ⅳ类、Ⅴ类为主，占引水隧洞全长的65%，为确保工程进度和施工安全，根据不同的围岩地质情况，将Ⅳ类围岩洞段由原设计的网喷混凝土支护改为钢纤维喷混凝土支护，取得了满意的效果。具体内容介绍如下：

3钢纤维喷射混凝土的力学性能及喷射方法选定

3.1钢纤维喷射混凝土的力学性能

钢纤维喷射混凝土是在普通喷射混凝土的拌合料中加入一定量无定向分布的钢纤维，经喷射机和输料管在喷头处加入适量水后直接喷射到工程结构物面上的一种混凝土施工工艺。这些无定向分布的钢纤维起到了微型配筋的作用，能增强混凝土之间的握裹力和锚固力，从而有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，钢纤维起到了代替钢筋网或钢筋的作用，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。由于采用高压喷射工艺，在水源、集料的反复连续撞击下而使混凝土挤压密实，同时采用的水灰比较小，因而具有较高力学强效和良好的耐久性，尤其与混凝土、岩石有较高的粘结强度，非常适用于地质条件较差的洞室和边坡的喷射支护。

3.2钢纤维喷射混凝土方法的选定

喷射钢纤维混凝土施工方法分干喷法和湿喷法两种。干喷法施工特点：设备简单，易于施工，但施工环境粉尘大，混凝土水灰比不易严格控制，且材料回弹损失稍大。

湿喷法是将一定级配的混合料在搅拌机中加以搅拌均匀后的湿料经喷射机及管道从喷嘴中喷出，其特点混凝土水灰比易控制，施工环境粉尘小，材料回弹损失少，但设备价格较贵。

经综合比较后，针对本电站施工特点，最终采用干喷法。

4钢纤维喷射混凝土的材料选定及配合比试验

4.1材料选定

钢纤维：采用重庆宜筑商贸有限公司生产的普通碳钢钢纤维，长度20～40mm，直径0.53～0.57mm，长径比64，抗拉强度1145～1545MPa。该材料经中国水电五局中心试验室检测，检测结果合格。

骨料：采用现场紫坪公司生产的人工骨料，岩性以灰岩为主。砂的细度模数FM=3.2，含泥量1．8%，级配良好；粗骨料粒径规格为5～20mm，针片状含量5．8%，压碎指标值6．8%，含泥量0.5%。

本新闻共3页,当前在第1页123