:结合 官地水 电站地下厂房 工程 实例 ,介 绍在 高地应力 区大型地 下洞 室一期 支护 中喷射 铜纤 维混凝 土取得 成功 ,以 及对铜纤维的技术要 求和具 体的施工工 艺,具有广阔的推广应 用前 景。 关键词 :铜 纤维 ;韧性 ;体积率 中图分类号 :Tu528.2 文献标 识码 :B 文章编号 :1008—0112(2010)02—0015—02 引 言 钢纤维混凝土是在普通混凝土 中掺入乱向分布的 短 钢纤 维所 形成 的一 种新 型 的多 相 复 合 材 料 … 。这 些 乱 向分 布 的钢纤 维能 够 有 效 地 阻 碍 混凝 土 内部 微 裂 缝 的扩展 及宏 观 裂 缝 的形 成 ,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 ,是 目 前 国内外 比较先 进 的外 掺 料 。喷 射 钢纤 维 混 凝 土是 通 过管道输送装置在高压作用下将 掺入钢纤维 的混凝土 拌和物高速喷射到施工作业面的一项技术 ,同一般喷射 混凝 土相 比 ,它具 有 韧性 好 、适 应 变形 能力 强 和 良好 的 抗渗性 、耐久性等优点,起到代替钢筋网或钢筋的作用 , 并与围岩及时 、完全结合 ,充分发挥 围岩 自承能力 ,从而 减小 岩变形 ,达到围岩稳定 ,不但技术先进 、施lT速度 快 ,同时具有较好的施工安全性 ,经济上也较合理 ,已在 建筑 、路桥 、水 工 等工 程 领 域 得 到 广 泛 的应 用 。本 文 结合官地水电站地下厂房的施工工艺 ,对喷射钢纤维混 凝土 在高 地应 力 大 型 地 下洞 室 一 期 支 护 的应 用 研 究 进行 介绍 。 1 工程概 况 官地水电站位于雅砻江干流下游 ,系雅砻江卡拉至 江 口河 段 水 电规划 5级 开发 方式 的第 3个 梯级 电站 ,其 引水发电系统采用右岸地下厂房布置方案 ,主厂房布置 在大坝轴线下游右岸山体 内,采用单机单管供水 ,最大 开挖 尺寸 为 243.44m ×31.10mX76.30m(长 ×宽 ×高 , 下 同),尾调 室最 大 开挖 尺寸 为 221i-n×21.5m×76.5m。 位 于 斜坡 应 力 集 中带 (紧 密 挤 压带 )以 内 ,置 于 新鲜 的 P13 角砾集块熔岩 和 PB。 层斑状玄武岩 中,总体 岩石坚硬 ,地应力高 ,大致在 25~35MPa之 间,存在岩 爆 现象 ,因洞 室处 于 地 下水 位 以下 ,并 有 裂 隙 承压 水 分 布 ,地下 水较 丰 富 ,施 工难 度 较 大 。根 据 工 程 地 质情 况 及相关要求 ,在施工时 ,原设计 方案主厂房和尾调室一 期支护均采用挂钢筋网喷混凝土锚喷施工工艺,挂钢筋 网喷混凝 土 工艺 为施 工 中均采 用先 素 喷一层 ,再挂 钢筋 网 ,然后 再 喷一层 素混 凝土 的方 式 ,施 工 工序 多 、验 收程 序多 、占用施工时间长,而且钢筋 网外层的素混凝土很 容易在高拉应力状 态下遭受破坏。为 了保证高应力高 边墙地下洞室的稳定及一期支护及时有效 ,经试验验证 后将 主厂 房 和尾调 室 中下部 调 整 为 了喷 钢 纤维 混 凝 土 的锚 喷支 护施 工工 艺 。 2 喷射 钢纤 维混 凝土 2.1 对 钢 纤维 的基 本要 求 为 了达到 最佳 施工 质量 及相 关要 求 ,在 进行 喷射 钢 纤维混凝土施工时,对钢纤维的几何参数及体积率都有 具 体 的要 求 。 2.1.1 钢纤维的几何参数 根据 纤维 增 强 机 理 的 各 种 理 论 ,诸 如 纤 维 间 距 理 论 、复合材料理论和微观断裂理论 ,以及大量的试验数 据 的分析 ,纤维的增强效果主要取决 于基体强度 、纤维 的长径 比、纤维的体积率 、纤维与基体间的粘结强度 ,以 及 纤维 在 基体 中 的分布 和取 向的影响 。试验表 明 ,钢纤
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