浅谈坪头水电站引水隧洞湿喷射混凝土配合比设计及质量控制.docx

浅谈坪头水电站引水隧洞湿喷射混凝土配合比设计及质量控制杜青林，李建，李光伟，刘志辉( 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072 浅谈坪头水电站引水隧洞 湿喷射混凝土配合比设计及质量控制 杜青林，李 建，李光伟，刘志辉 ( 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072) 摘 要: 湿喷混凝土由于粉尘少、回弹低、生产率高、混凝土质量稳定可靠，在保护施工人员的身体健康、提高经济效益、保证工程 质量等方面都有明显的优势。湿喷混凝土技术的应用，较好地解决了干喷混凝土存在的不足。本文结合坪头水电站工程对隧洞 湿喷射混凝土配合比设计以及在施工过程中的质量控制作一总结。 关键词: 隧洞; 湿喷射砼; 配合比设计; 质量控制; 坪头水电站 中图法分类号: TV544. 923 文献标识码: B 文章编号: 1003 － 9805( 2012) 02 － 0058 － 05 6% ～ 18% 的规定。因此，结合坪头水电站的实际， 采用石粉含量偏高的细晶白云岩人工砂配制满足设 计要求的引水隧洞喷射混凝土是设计者十分关注的 问题。笔者结合坪头水电站工程隧洞湿喷射混凝土 配合比设计以及在施工过程中的质量控制要点进行 研究，提出了满足设计要求的湿喷射混凝土配合比 和质量控制方法，成功解决了细晶白云岩高石粉含 量在喷射混凝土施工中的问题，加快了施工进度，施 工质量满足设计要求。 问题的提出 1 所谓湿喷是相对干喷和潮喷而言的，将拌好的 混凝土料由输送泵输送至喷嘴后，在喷嘴处加速凝 剂、高压风，从而实现混凝土的喷射作业。湿喷具有 工作环境好、混凝土质量稳定、回弹小、生产效率高 等优点。目前，在国外许多发达地区，湿喷已在喷混 凝土施工中占主导地位，在我国近几年发展也越来 越快。湿喷工艺对机械设备性能要求较高，所需机 械一般有混凝土输送泵、外加剂输送泵、空压机等。 喷射混凝土为浇筑和振捣合一的施工工艺，不 需要模板，能在临空面或狭小工作面上制成薄壁结 构，是地下工程和岩石支护工程中的一项重要措施， 因而得到广泛应用。它在降低粉尘改善作业环境、 减少回弹、节约工程材料等方面的优势已为大家所 认识和接受。随着湿喷射混凝土技术的进步，以及 湿喷法工艺的广泛推广和应用等，对保证喷射混凝 土质量、改善混凝土性能、减少环境污染、节约工程 成本有着十分重要的作用。 坪头水电站引水隧洞湿喷射混凝土均采用龙头 沟骨料场爆破开采的细晶白云岩作为人工骨料。由 于细晶白云岩强度偏低，因此在生产人工骨料时，存 在加工性能差、破碎易成粉的特点，即使采用不同种 类的破碎机破碎后的细晶白云岩原状砂的石粉含量 仍在 22% ～ 26% 左右，超过 DL / T5144 － 2011《水工 混凝土施工规范》中人工砂的石粉含量宜控制在 工程概况 2 坪头水电站是美姑河干流规划“一库五级”开 发方案( 牛牛坝、瓦洛、瓦吉吉、柳洪、坪头) 最下游 的一个梯级电站，引水隧洞长约 12 760m ，开挖断面 为马蹄形断面，开挖尺 寸 为 5. 36 ～ 5. 5m × 6. 5 ～ 6. 8m 。根据围岩岩性的不同，采用钢筋混凝土衬砌 和锚喷支护两种衬护型式。在Ⅱ、Ⅲ类围岩地段，采 用马蹄形断面、C25 湿喷射混凝土进行永久性锚喷 衬砌，其中引水隧洞锚喷支护采用湿喷射混凝土的 占 5 892m ，其喷混凝土总量为 15 030m3 。 湿喷射混凝土配合比设计研究 3 湿喷射混凝土的配合比不同于普通混凝土的配 合比，需要根据施工工艺来选择。为了减少回弹量 需要较高的砂率，砂率增加意味着集料的总面积增 收稿日期: 2012 － 02 － 15 作者简介: 杜青林( 1977 － ) ，女，湖北襄樊人，工程师，主要从事水工混凝土原材料及混凝土性能试验研究。 58 加，这就要求用更多的水泥来包裹集料表面，以满足喷射混凝土的强度要求。由于人工砂石粉含量偏 高，若采用过高水泥用量，湿喷射混凝土就越容易干 缩、开裂，同时成本也增加。因此首先确定水泥用 量 加，这就要求用更多的水泥来包裹集料表面，以满足 喷射混凝土的强度要求。由于人工砂石粉含量偏 高，若采用过高水泥用量，湿喷射混凝土就越容易干 缩、开裂，同时成本也增加。因此首先确定水泥用 量，根据经验水泥用量宜为 375 ～ 450kg / m ; 其次确 定砂率，宜选用粗砂或中砂，砂率宜为 50% ～ 55% ， 砂率过高或过低易造成堵管; 再次确定水灰比，水灰 比宜为 0. 4 ～ 0. 45，水灰比过小会产生粉尘，回弹量 大，粘结力低，喷层会产生干斑、砂窝等现象，水灰比 过大会造成强度低、速凝效果差，喷层流淌、滑移、坍 落等现象。另外还需注意根据施工环境的温度、周 围岩壁类别、施工队伍的施工水平做相应的调整。 以下结合坪头