高性能?chē)娚浠炷猎诎咨徍映樗钅茈娬局械膽?yīng)用

安 萍，陳 彬

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 工程概況

白蓮河抽水蓄能電站位于湖北省黃岡市羅田縣白蓮鄉(xiāng)境內(nèi)，電站設(shè)計(jì)安裝4臺(tái)30萬(wàn)kW可逆式抽水蓄能機(jī)組，總裝機(jī)容量120萬(wàn)kW。

電站樞紐由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水發(fā)電系統(tǒng)及地面開(kāi)關(guān)站等組成，上水庫(kù)位于白蓮河水庫(kù)右壩頭的山谷凹地，包含1座混凝土面板堆石主壩及3座心墻土石副壩；下水庫(kù)則利用已有的白蓮河水庫(kù)。輸水系統(tǒng)主要包括上下庫(kù)進(jìn) （出）水口、引水隧洞、上游調(diào)壓室、尾水隧洞等建筑物；地下廠房主要由球閥室、主廠房、主變洞、尾水閘門(mén)室、母線洞及其他輔助洞室組成。

在地下廠房及隧道支護(hù)施工中決定使用噴射混凝土，常規(guī)噴射混凝土分為干噴、潮噴和濕噴3種類(lèi)型，普遍存在一次噴射厚度小、回彈高、施工效率偏低等問(wèn)題。為有效控制噴射混凝土質(zhì)量，白蓮河抽水蓄能電站應(yīng)用了高性能?chē)娚浠炷潦┕ぜ夹g(shù)。

2 高性能?chē)娚浠炷猎O(shè)計(jì)要素

2.1 高性能?chē)娚浠炷林饕夹g(shù)指標(biāo)

高性能?chē)娚浠炷林饕夹g(shù)指標(biāo)有：①滿足噴射混凝土的早期強(qiáng)度要求，28 d強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)達(dá)到C25；②坍落度120～140 mm，具有優(yōu)良的可泵性；③回彈??；④一次噴射厚度不小于15 cm；⑤粉塵少。

2.2 高性能?chē)娚浠炷恋牟牧弦?/h3>

（1）水泥。強(qiáng)度不低于32.5，最好采用普通硅酸鹽水泥。

（2）骨料。級(jí)配連續(xù)，0.125 mm篩余含量應(yīng)在4%～9%范圍內(nèi)，粗骨料最優(yōu)粒徑10 mm左右，最大不要超過(guò)15 mm，針片狀含量應(yīng)小于10%，這樣既可滿足濕噴混凝土的泵送要求，又可有效減小回彈。細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)宜為2.3～3.0，含水率宜控制在6%左右。粗細(xì)骨料混合級(jí)配曲線應(yīng)滿足噴射混凝土級(jí)配要求，每一級(jí)配數(shù)量均應(yīng)小于30%。

（3）摻合料。高性能?chē)娚浠炷镣ǔ?huì)加入硅粉、粉煤灰等，尤其是纖維噴射混凝土。此類(lèi)摻合料比表面積很大，可有效改善混凝土性能，加強(qiáng)新拌混凝土的和易性、增大與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度、減小回彈量，從而提高噴射混凝土抗?jié)B、抗硫酸鹽侵蝕及其他相關(guān)性能。摻合料摻量通常不超過(guò)水泥用量的10%。

（4）用水量。在滿足施工要求的情況下盡量減少用水量，水灰比在一定范圍內(nèi)越小，混凝土凝結(jié)效果越好。

（5）塑化劑。可提高噴射混凝土凝結(jié)效果及后期強(qiáng)度，節(jié)約整體成本。

（6）液體速凝劑。與水泥有較好的相容性，能有效提高混凝土與基底的粘接力，對(duì)混凝土的強(qiáng)度損失影響較小。

2.3 原材料性能

（1）水泥。采用華新水泥廠 “堡壘”牌32.5R普通硅酸鹽水泥，細(xì)度1.6%，密度3.10 g/cm3；初凝時(shí)間5 h 20 min，終凝時(shí)間 6 h 42 min；3、28 d抗壓強(qiáng)度分別為24.3、52.7 MPa； 3、28 d抗折強(qiáng)度分別為5.2、7.9 MPa；標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 29%；安定性合格。

（2）粗骨料。采用羅田縣白蓮河月山碎石廠生產(chǎn)的人工碎石，粒徑為5～15 mm，表觀密度2 622 kg/m3，壓碎指標(biāo)9.8%，針片狀含量6.2%，含泥量0.4%。

（3）細(xì)骨料。采用白蓮河天然砂，細(xì)度模數(shù)3.0，連續(xù)級(jí)配，表觀密度2 553 kg/m3，含泥量1.8%，無(wú)泥塊。

（4）外加劑。采用LAHE體系外加劑。LAHE體系由LA 100低堿速凝劑、Ricture HE噴射混凝土性能增強(qiáng)劑等組成，有效解決了速凝劑同水泥的適應(yīng)性問(wèn)題。其中，LA100低堿速凝劑游離堿含量小于0.6%，且不含氯離子，降低了對(duì)人體及環(huán)境的損害程度； Ricture HE增強(qiáng)劑為改性活性物質(zhì)，具有減水、保持坍落度、遇LA100發(fā)生促凝的三重功效。LAHE體系同所有普通硅酸鹽水泥均相容，水泥適應(yīng)性好，故噴射混凝土凝結(jié)好，與潮濕、滲水基底的粘接效果也非常好；一次噴射厚度大，回彈率?。辉缙趶?qiáng)度非常高，噴射混凝土28 d強(qiáng)度損失小；摻加量少，整體成本低。

（5）水。當(dāng)?shù)厣铒嬘盟?/p>

2.4 高性能?chē)娚浠炷潦┕?/h3>

白蓮河抽水蓄能電站高性能?chē)娚浠炷潦┕げ捎肧PM500PC遙控機(jī)械手大型噴射機(jī)，用機(jī)械手進(jìn)行噴射作業(yè)，效率高，混凝土噴射均勻密實(shí)，質(zhì)量好，同時(shí)作業(yè)范圍廣。

因噴射混凝土早期強(qiáng)度高，噴射作業(yè)完成后，要及時(shí)養(yǎng)護(hù)，以免造成質(zhì)量缺陷。

3 高性能?chē)娚浠炷列阅軝z測(cè)

（1）新拌混凝土坍落度經(jīng)時(shí)檢測(cè)。依據(jù)水工混凝土相關(guān)規(guī)范，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)新拌混凝土的初始坍落度及相應(yīng)經(jīng)時(shí)損失進(jìn)行了測(cè)試檢驗(yàn)，其30、45 min的坍落度與初始坍落度基本相同，均在143 mm左右，表明摻加有Ricture HE的混凝土30、45 min坍落度基本沒(méi)有損失。

（2）一次性噴射厚度測(cè)試。根據(jù)預(yù)先安裝好的鋼筋插桿，經(jīng)多次檢測(cè)，一次性噴射厚度完全滿足15 cm厚度要求，其中邊墻可達(dá)30～40 cm，頂拱一次性噴射厚度在20～30 cm之間，提高了噴射效率。

（3）回彈率測(cè)試。常規(guī)噴射混凝土的回彈率，在邊墻部位一般為15%～20%，頂拱部位為20%～30%；而高性能?chē)娚浠炷?，根?jù)收集到的每班現(xiàn)場(chǎng)地面回彈物質(zhì)量折算成方量后、與當(dāng)班噴射的混凝土方量進(jìn)行對(duì)比，并計(jì)算出噴射作業(yè)的回彈率，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，其邊墻回彈率在5.5%～6.8%之間，頂拱回彈率在13.9%～16.2%之間，表明邊墻回彈率小于頂拱回彈率，干燥粗糙基面回彈率要低于潮濕光滑基面回彈率，這與常規(guī)噴射混凝土的規(guī)律相同，但其各部位回彈率均明顯低于常規(guī)噴射混凝土。

（4）抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。依據(jù)錨噴施工規(guī)范，現(xiàn)場(chǎng)采集大板試樣及無(wú)底試模樣塊，放置現(xiàn)場(chǎng)24 h后取回實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，檢測(cè)C25噴射混凝土的1、3、28 d抗壓強(qiáng)度分別約14、32、43 MPa，表明高性能?chē)娚浠炷恋脑缙趶?qiáng)度高、后期強(qiáng)度損失較小。

（5）噴射施工作業(yè)區(qū)粉塵濃度的測(cè)定。使用便攜式電動(dòng)測(cè)塵器，采用濾膜法進(jìn)行粉塵濃度的測(cè)定，測(cè)得在噴射能力為10～15 m3/h條件下的平均粉塵濃度小于10 mg/m3，表明現(xiàn)場(chǎng)噴射環(huán)境良好。

（6）抗?jié)B性試驗(yàn)。作為噴射混凝土耐久性的主要指標(biāo)，抗?jié)B性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明噴射混凝土整體抗?jié)B等級(jí)達(dá)到W8。

（7）容重密實(shí)度。噴射混凝土平均容重2 333 kg/m3，密實(shí)度為0.994。

4 結(jié) 語(yǔ)

白蓮河抽水蓄能電站地下廠房及隧道標(biāo)段支護(hù)施工中采用了高性能?chē)娚浠炷粒瑖娚浠炷帘盟托院?；一次噴射厚度大且與圍巖的粘接性好；凝結(jié)效果好，早期強(qiáng)度尤其是一天的強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度損失小；回彈率?。环蹓m少，現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境好。實(shí)踐表明，高性能?chē)娚浠炷梁芎玫貪M足了新奧法施工的要求，為地下洞室開(kāi)挖中柔性支護(hù)的重要組成部分，可有效控制初期支護(hù)的圍巖變形，為今后推廣一次性永久支護(hù)提供了可能。

［1］ DL/T 5150—2001 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［2］ GB 50086—2001 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.