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2、工法内容材料 钢纤维喷射混凝土单层衬砌工法 中铁十三局集团第一工程有限公司 刘 涛 宋战平 沙权贤 1．前言 长陡坡斜井二次衬砌施工难度大、危险性高、施工周期长、施工质量难以保证，受斜井施工特点限制，采用安全可行、施工方便、质量可靠的钢纤维喷射混凝土单层衬砌施工新技术尤为必要。 国内对纤维喷射混凝土单层衬砌的研究尚处于起步阶段，急需结合在建工程进行系统研究、推广和总结，我单位结合以往施工经验经过科技攻关，总结提出可供工程应用的钢纤维喷射混凝土单层衬砌工法，用于指导摩天岭隧道长陡坡斜井施工，安全、经济、高质量地完成斜井的施工，同时可推广用于指导我国单层衬砌的设计及施工，推进我国隧道建设的发展和进步。 该工法在质量控制上达到设计要求的标准；采取了一系列的安全措施和环境保护措施，在安全、进度、环保等方面取得了显著的效益。 经科学技术部西南信息中心查新中心的查新，摩天岭隧道长距离、大陡坡斜井施工技术除本项目外，国内外未见相同文献报道。2010年10月14日，《摩天岭公路隧道长陡坡斜井施工技术》通过了吉林省科学技术厅科技成果鉴定，鉴定意见：该成果整体达到国际先进水平，环保节能效果突出，取得了显著的经济社会效益，具有广泛的推广应用前景。《摩天岭特长公路隧道成套施工技术研究》科技成果荣获2011年度吉林省科学技术进步二等奖。 该工法分别应用于摩天岭隧道1#、2#斜井、昌奉高速公路A3合同段梅岭隧道工程、上武高速公路S1合同段分水关隧道斜井，推广应用成绩显著。 2．工法特点 2.0.1本工法采用钢纤维喷射混凝土单层衬砌替代原设计复合式衬砌，成功的解决了斜井施工安全隐患突出的施工难题。 2.0.2本工法采用钢纤维喷射混凝土单层衬砌替代原设计复合式衬砌，减少了大型施工设备，节约了2/3的原材料，节能环保效果突出。本工法采用钢纤维喷射混凝土单层衬砌替代原设计复合式衬砌，成功的解决了斜井内二次衬砌混凝土质量难以保证的难题本工法使用无碱速凝剂，解决了掺加速凝剂对混凝土后期强度难题。室内试验纤维钢纤维、聚丙烯纤维形状端钩型、波浪型等掺量几何参数长度、等效直径和长径比12（钢纤维）＋3（聚丙烯纤维 图5.1 钢纤维喷射混凝土单层衬砌工艺流程 2、混凝土外加剂对纤维喷射混凝土强度影响研究及掺量无碱速凝剂；减水剂纤维喷射混凝土强度硅粉对纤维混凝土的影响纤维混凝土抗渗试验混凝土外加剂对纤维混凝土抗渗性能的影响；混凝土掺合料 (硅粉等) 对纤维混凝土抗渗性的影响；纤维掺量 (钢纤维、聚丙烯纤维) 对纤维混凝土抗渗性的影响。纤维混凝土单层衬砌防排水措施 1）研究内容：结合已有工程经验，在纤维喷射混凝土抗渗试验基础上，提出斜井单层衬砌的防排水措施。 2）研究目标：斜井纤维喷射混凝土单层衬砌防排水措施。 3、研究纤维喷射混凝土壁面粗糙程度对隧道通风的影响 1）研究内容：纤维喷射混凝土单层衬砌壁面粗糙度测试，在此基础上分析计算壁面粗糙度对隧道运营通风的影响。 2）研究目标：确定影响程度及相关措施。 4、纤维喷射混凝土单层衬砌机理研究纤维喷射混凝土单层衬砌机理纤维喷射混凝土单层衬砌能量法断裂力学等方法在纤维喷射混凝土隧道衬砌设计中的应用混凝土现场试验与监测部分 现场纤维喷射混凝土喷射性能试验纤维的种类和掺量、混凝土骨料级配等对纤维混凝土喷射性能的影响；灰比、外加剂和掺合料的掺量对喷射性能的影响；3) 喷射风压、距离，喷射路线以及喷头与受喷面夹角等对喷射效果的影响；4) 纤维喷射混凝土单层衬砌的防排水技术 (纤维喷射混凝土自防水、防水砂浆、防水涂层等) 。构件试验1) 纤维喷板质量密度试验；2) 喷板切块力学性能试验；喷板抗渗性能试验；喷板板压韧性试验纤维混凝土强度检测 (取芯试验、声波试验)纤维喷射混凝土稳定性评价 (通过不同试验段现场位移、应力监测，应力主要包括喷层应力等)纤维混凝土单层衬砌原位抗渗性能试验。在前期研究工作的基础上，试验段分7段，每段20m共120m，按种方案编号 钢纤维类型 水(kg） 水泥(kg) 石子(kg) 减水剂掺量 (kg) 速凝剂掺量 (%) 河砂(kg) 机制砂 (kg) 硅粉(kg) 型号 长径比 掺量(kg/m3) 冷拉端钩 60 40 225.6 441.6 598.8 4.32 7 444.8 667.2 38.4 剪切端钩 60 45 225.6 441.6 597.1 4.32 7 443.5 665.3 38.4 剪切波浪 60 45 225.6 441.6 598.8 4.32 7 444.8 667.2 38.4 剪切波浪 60 40 225.6 441.6 514.6 4.32 7 480.3 720.4 38.4 剪切波浪 60 45 225.6 441.6 5