聚丙烯纤维喷射混凝土在隧洞支护中的应用与探讨.pdfVIP

工程 | 聚丙烯纤维喷射混凝土在隧洞支护 中的 应用与探讨 黪宋荣礼 ／(中国水电老挝南欧江流域发电有限公司) 【摘 要】 结合工程实践，介绍了掺入聚丙烯纤维喷射混凝土施工方法，阐述了聚丙烯纤维在喷射混凝土混凝 土中的作用机理及使用效果。实际应用表明：掺入聚丙烯纤维能显著改善喷射混凝土回弹损失率高、抗渗性能 差、抗裂性能低等不足，并具有较显著的经济效益，更适合于隧洞喷射混凝土工程。 【关键词】 喷射混凝土 聚丙烯纤维 隧洞支护 冲击后散开，1000多万根短纤维均匀分布在混凝土中， 1 概述 南于纤维与混凝土问握裹力很强，可有效地控制混凝土 晶体间的位移，因而可提高混凝土的断裂韧性和抗拉强 九龙 河 一 期 电站 工程 沙 坪 电站 引水 隧洞 全 长 度。均匀分布在混凝土中的大量纤维起分流和筛滤的作 4706．396m，偏桥电站引水隧洞全长 7402m，一道桥 电站 用，降低了混凝土表面析水，阻碍集料的离析，使其微 引水隧洞全长 9968m。设计衬砌为：对 Ⅱ类 围岩，边、 小的孔隙含量大大降低，提高了混凝土的抗渗能力。 顶拱喷 lOcm厚混凝土支护，底板素混凝土厚 20cm；对 在水泥 固化早期 ，聚丙纤维混凝土比普通混凝土可 Ⅲ类围岩，边、顶拱喷 15cm厚混凝土，挂网+系统锚杆 保持更多水分 ，水泥水化反应更彻底，骨料离析减少 ， 支护，底板素混凝土厚 20cm；对Ⅳ类围岩，挂双层钢筋 级配更加稳定，表面强度较普通混凝土更高。当聚丙烯 网+系统锚杆支护，边顶拱喷25cm厚混凝土支护；对V 纤维混凝土受到拉伸和冲击力作用时，均匀分布且数 类围岩，60cm厚双层钢筋混凝土衬砌 ；V类围岩顶拱进 量巨大的聚丙烯纤维起到吸收能量和分散托力的加 强 行回填灌浆，并对周边进行固结灌浆处理。 筋作用。冈此 聚丙烯纤维混凝土具有耐冲击及抗震 由于普通喷射混凝土存在喷射回弹损失率高、抗渗 作用 。 性能差、抗裂性能低等不足，采用掺加钢纤维材料来改 聚丙烯纤维是大分子结构，温度≥400℃时，具有收 变喷射混凝土的性能存在成本高，对喷射机具要求高， 缩性 ，当温度≤一4O℃时，玻璃态和结晶态大分子具有 喷射施工过程中拌和困难、易堵管、施工机具磨损严重、 抗收缩性，这种性能正好补偿混凝土的热胀冷缩性。 工效降低等缺陷。用聚丙烯纤维作为喷射混凝土的微加 聚丙烯纤维改善混凝土的综合特性主要是物理作用 ， 强筋系统 ，可克服钢纤维材料的诸多缺陷。聚丙烯纤维 不改变混凝土中材料的化学性能构成，因此不会影响其 喷射混凝土方案经过在沙坪 电站引水隧洞试验论证后 ， 耐久性。同样混凝土对其包裹的聚丙烯纤维也不会改变 在九龙河 一期 电站工程三个 电站引水 隧洞得到较好 的 其化学特性，冈此也不会影响纤维的耐久性。故聚丙烯 应用。 纤维混凝土有较强的耐久性。 2．2 聚丙烯纤维的理化标准 2 聚丙烯纤维的作用机理和理化标准 堆积密度 900～1000kg／m3；熔点 155～165℃；燃 点≥550℃；导热系数≤0．5w／(K ·m)；单位体积电阻 2．1 作用机理 系数≥6×10212·cr