钢纤维喷射混凝土在大坝加固中的运用

1 概述
钢纤维混凝土的应用起始于20世纪60年代。由于纤维的形状、施工技术的提高和改进，从70年代起，钢纤维混凝土成为商品并得到应用，其使用范围也在不断扩展。




2 工程概况
佛子岭水库是我国50年代初期建造的第一个混凝土连拱坝。大坝由20个垛、21个拱及两端的重力坝组成，坝高75.9m，坝长510m，厚度只有0.5~1.8m。建成蓄水后支墩基本没有大的裂缝，但拱内裂缝较多。后多次进行了裂缝修补，并进行了两次加固，仍有裂缝发展和新的裂缝产生，有的裂缝渗水，个别坝垛沉降较大且仍在发展。2001年佛子岭水库评定为三类坝。需要对其进行加固。加固方案中，主要是对大坝拱、垛的裂缝进行修补，软弱风化岩体的回填。经论证大坝左右两岸的边拱和上、下游面均采用喷射钢纤维混凝土，垛内采用现浇钢纤维混凝土，垛内增设水平隔板。
3 钢纤维混凝土技术指标
佛子岭大坝对地质要求较高，抗震能力较差，对温度变化和地基变形反应敏感。为恢复大坝的整体性，改善其应力条件，抑制裂缝的发展，加固方案要求垛内钢纤维混凝土喷射厚度为40~70cm，两端拱上下游面分别为10~15cm。钢纤维喷射混凝土总方量15000多m3。
其主要的技术指标为：
容重：2.3T/m3；抗压强度：4.0MPa；抗拉强度：3.5MPa；抗折强度：6MPa；弯曲韧度指数：η10为6~8，η30为18~24，η30/10为60~80；大板韧度试验变形能量900~1000J（欧洲标准）。
4 材料

（1）水泥：选用产量大、质量稳定、早期强度较高的巢湖东关水泥厂生产的P.O 42.5级水泥。
（2）粉煤灰：选用淮南平圩电厂生产的I级粉煤灰。
（3）钢纤维：钢纤维的类型对加固效果有着很大的影响，为达到较好的加固效果，通过钢纤维喷射
作者简介：唐祥胜（1970-），男，硕士生，讲师，从事水利工程专业教学与研究。
混凝土试验，采用上海贝卡尔斯有限公司和产的RC-65/35-BN和ZP305型铣削型钢纤维，两端弯曲。长度在25~40mm，直径在0.53~0.57mm，长径比分别为64和55，抗拉强度为

（4）骨料：用于喷射混凝土的骨料应有良好颗粒级配。细骨料颗粒级配见表1，粗骨料颗粒级配见表2。

粒径（mm）	累计筛余（%）
5	6
2.5	20
1.25	38
0.63	79
0.315	98
0.16	99

筛孔尺寸(mm)	10	5.0	2.5	1.25	0.63	0.315
累计筛余（%）	1#	13	89	99	99	99	100
2#	9	62	93	97	99	100

（5）外加剂：由于佛子岭大坝垛内加固厚度为70 cm，远远超过一般钢纤维喷射厚度15~20 cm，因此选用既可增厚，又可以增加钢纤维混凝土喷射强度，并具有微膨胀效果的山西混凝土外加剂厂生产的XPM外加剂。
（6）速凝剂：选用河南巩义生产的8604型速凝剂，减少回弹，防止砼脱落。
（7）膨胀剂和高效减水剂：选用蒙城生产的UEA低碱型高效减水膨胀剂，减少收缩和回弹，降低水灰比。
（8）配合比：钢纤维喷射混凝土配合比见表3。

水胶比 W/C	水 kg/m3	水泥kg/m3	粉煤灰kg/m3	硅粉kg/m3	UEA kg/m3	钢纤维kg/m3	中砂kg/m3	细砂kg/m3	石子kg/m3	8604 kg/m3
0.418	230	370	110	25	45	60	600	260	700	11.1

5 施工设备
强制式混凝土搅拌机，MEYCO麦斯特喷射机，其功效输送容量0~14m3/h，输送距离300m，输送高度100 m。
6 主要施工技术
为保证工程质量，喷射混凝土施工技术要求如下：












喷射钢纤维混凝土能节省人力、物力，简化工序，降低成本，加快了施工速度，尤其在水工建筑物的狭小工作间可向任意方向施工，因此喷射钢纤维混凝土在水利工程中的应用必将越来越广泛。