《锦屏辅助洞西端富水区湿喷钢纤维混凝土技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锦屏辅助洞西端富水区湿喷钢纤维混凝土技术研究（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、锦屏辅助洞西端富水区 湿喷钢纤维混凝土技术研究第二工程有限公司 李博闻 王崇绪 侯永和 杨家松【 摘 要 】 本文以锦屏辅助洞西端工程为实例,对富水区湿喷钢纤维混凝土技术进行了研究,经现场试验与施工实践,总结出了适合富水区安全、快速施工的配合比及工艺,使喷射混凝土达到了回弹量小、喷射厚度大,质量好的预期效果,可供类似工程借鉴。【 关键词 】 富水区 钢纤维 喷射混凝土 技术研究1 前言锦屏辅助洞由A、B两条平行的单车道隧洞组成,穿越锦屏山主峰山体,其中A线全长17485107m, B线全长175041245m,中心距离35m。锦屏辅助洞西端原合同任务为K0 + 3415K8 +000,因诸多原
2、因影响, 2007年经业主调整为K9 +500。辅助洞富水区段以锚喷作为永久支护。富水是辅助洞施工的主要工程地质问题之一,该区段治理工程量较大,据已揭露洞段(8000m)的统计, A洞富水段合计长3530m, B洞富水段合计长3519m,治理难度大、时间长,将严重影响工期。为兑现合同进度节点目标,安全快速的施工,我们对富水区湿喷钢纤维混凝土技术进行了研究,取得了理想效果,实现了富水区在线状水(无压)以下情况洞段结合辅助措施直接喷射钢纤维混凝土,使施工安全得到保障,加快了进度,确保了合同工期的兑现。2 富水区的出水特征及对湿喷钢纤维混凝土的影响211 富水区的出水特征富水区的地下水主要以渗滴水、
3、线状渗水、岩溶裂隙与管道(溶洞)集中涌水、高压喷水等多种形式出现。富水区根据突涌水大小分为:一般富水区(30m洞段出水量510L /s或单点0151L /s)、较强富水区(30m洞段出水量1030L /s或单点15L /s)与强富水区(30m洞段出水量30L /s或单点5L /s)三种情况。大的涌水经封堵后不再有大的危害,但渗滴水现象仍然存在。212 富水对湿喷钢纤维混凝土的影响由于普通湿喷钢纤维混凝土,掺速凝剂后凝结时间还是较长,达不到迅速凝固,富水区出水后给喷射混凝土中加入水,造成不凝固,粘接力下降,使喷层与围岩面形成空隙或出现掉块现象,回弹率很大,或根本喷射不上,使支护能力和封、堵水能力
4、下降或丧失。3 对富水区岩面出水的处理措施富水地段岩面处理措施:对一般富水区,在渗、滴水较小而不进行引排处理的区域,喷射钢13锦屏辅助洞西端富水区湿喷钢纤维混凝土技术研究纤维混凝土前用压缩空气吹扫,配合比及拌料按正常施工程序进行,采用先喷四周,后喷出水点的方法,以逐步压缩富水区域,达到逐层喷实的目的;在水流量稍大的区域,施作排水孔并预埋盲管,喷射混凝土临时加大速凝剂的掺量,采取先喷引排区域两侧,将水全部控制在中间,待两侧混凝土初凝后,再对引水区域喷射钢纤维混凝土,以达到先预留过水通道,后进行封闭的目的;在水量较大的区域,施作排水孔并预埋盲管,喷射混凝土也应加大速凝剂的掺量,采取由下至上,逐层喷
5、实、封闭的方法。对于较强富水区和强富水区经封堵后再按上述方法进行治理。4 湿喷钢纤维混凝土配合比的对比试验411 湿喷钢纤维混凝土技术指标根据锦屏辅助洞西端富水情况,设计用CF25湿喷钢纤维混凝土进行喷射支护,要求实际抗压强度 30MPa;一次喷射厚度 15cm;凝结时间32对比试验结果显示在凝结时间和一次喷射厚度指标上, C配合比的混凝土明显优于A、B两种配合比的湿喷钢钎维混凝土。试验中湿喷钢钎维混凝土掺纳米级外掺料后,混凝土凝结时间特别快,终凝时间2min。喷后10min后可承受铁锤锤击混凝土, 30min内一次喷射厚度达到32cm未出现塌坍现象。(2)抗压强度三种配合比湿喷钢钎维混凝土抗
6、压强度情况见表3。33锦屏辅助洞西端富水区湿喷钢纤维混凝土技术研究表3 湿喷钢纤维混凝土对比试验抗压强度表配合比编 号5h强度(MPa)8h强度(MPa)1d强度(MPa)2d强度(MPa)3d强度(MPa)7d强度(MPa)28d强度(MPa)90d强度(MPa)A0162116216514/25182817/B01761183116141911261434143718C313710131320152318331141124517对比试验结果显示, C配合比混凝土的早期及后期强度都明显优于A、B两种配合比的湿喷 钢纤维混凝土。 (3)回弹率 回弹统计情况见表4。表4 拱、墙喷锚支护无水区回弹
7、检测结果统计表配合比编号统计检测次数拱部回弹率(% )边墙回弹率(% )综合回弹率(% )A5201315121718B3121181810145C2914612718对比试验结果显示, C配合比的混凝土在无水区拱顶和边墙表现出很好的回弹指标,综合回 弹降到718% ,喷射工效大大提高。 (4)抗拉强度与围岩粘结强度 三种配合比的湿喷钢纤维混凝土抗拉强度和围岩粘结强度情况见表5。表5 湿喷钢纤维混凝土对比试验抗拉强度与围岩粘结强度表配合比编号水胶比抗拉强度7d/28d (MPa)围岩粘结强度7d/28d (MPa)A01440190/11320148/0157B01461121/1174018
8、8/1103C0144/31663125/31585 最佳配合比的确定通过对以上各配比混凝土的室内试验和现场施工实践取得的科学数据,在普通混凝土中加入 硅粉和纳米级混凝土外掺料后性能都得到不同程度的改善。特别是纳米级混凝土外掺料的加入, 使混凝土的各项性能指标都得到很大的提高,为富水区的支护提供了必要的技术保障。 经对比试验,结果显示按照配比(C)拌制的湿喷钢钎维混凝土在抗压强度、抗拉强度、围 岩粘结强度、一次喷射厚度和回弹等各个指标上都为最优,能确保CF25湿喷钢钎维混凝土快 速、安全施工,决定在富水区使用。6 富水区湿喷钢纤维混凝土的施工要点(1)在富水区喷射岩面进行排水措施的辅助处理,施
9、作排水孔并预埋盲管。43 工 程 科 技 2008年第2期(2)进行富水区岩面湿喷钢钎维混凝土配合比试配,包括纳米级混凝土外掺料各种剂量的配比试验,选定最优配合比。 (3)采用强制式拌和机、分段投料、震动拌和方式拌和湿喷钢钎维混凝土混合料,观察、记录搅拌过程并用混凝土罐车运输至工作面。(4)喷射过程采用 “ 自下而上,由外至里 ”的喷射顺序进行。(5)喷射湿喷钢纤维混凝土现场大板。(6)回弹收集。7 应用效果通过试验和现场施工实践,在富水区采用配比(C)拌制的湿喷钢钎维混凝土有以下优点:(1)降低湿喷钢钎维混凝土过程中的粉尘含量,回弹率由普通湿喷混凝土的15%下降至718%。 (2)围岩粘结强
10、度大大提高,可达到3158MPa;一次喷射厚度可以达到32cm以上。(3)在一般渗水岩面可以正常喷射,大大减少岩面渗漏水现象。(4)可将湿喷钢钎维混凝土作为永久结构,减少衬砌混凝土作业工作量。(5)湿喷钢钎维混凝土可在2min内终凝, 10min后有强度,具有施工安全、快速、灵活的特点。可有效地改善洞内作业环境条件,有利于保障作业人员身体健康、文明施工。 (6)富水区段结合钢筋网、锚杆支护,有利整体提高支护质量。8 结束语在普通湿喷混凝土中加入纳米级混凝土外掺料后,改善了湿喷混凝土的品质质量,解决了富 水区在线状水(无压)以下情况的洞段,通过必要的辅助措施(如埋设排水盲管) ,直接喷射作 业技术难题,并能尽快达到终凝,在较短的时间内构成支护体系,为富水区的支护提供了必要的 技术保障,适合富水区安全、快速施工要求,达到了安全快速支护的目的。 该技术成果应用效果较好,其技术成果除在本工程得到全面应用外,已经推广应用到锦屏二级电站工程。53锦屏辅助洞西端富水区湿喷钢纤维混凝土技术研究
