赞比亚伊泰兹水电站湿喷混凝土施工技术研究

赞比亚伊泰兹水电站湿喷混凝土施工技术研究邓兆勋摘

要

本文系统介绍了赞比亚伊泰兹水电站工程湿喷混凝土的施工技术研究，通过机械选型、配合比设计试验、现场施工工艺试验研究和经济分析，制定了满足工程设计要求且经济合理的湿喷混凝土施工工艺措施。关键词1概

湿喷混凝土施工技术工艺研究综合分析伊泰水电位于比亚心省距首卢萨以西320km的凯河上利用有伊泰水库建水发电统，括引遂洞调压、地厂房尾水，总机容120MW，属EPC目。根据书和计要，引隧洞调压及调井高坡采挂网喷支方式标书明规定射混土采湿喷施工边坡期喷混凝强度级C20，抗强等级为F3（3.0MPa房引水洞后喷锚凝土度等改为C25，折强等级F3.2（3.2MPa保施工度、量以良好经济益，工过中湿喷凝土工技进行综合研究产生良好经济社会益。2机选型的研究当前国内喷射凝土体分干喷、潮（水裹砂法、喷法种。喷法施设备，便布置不易管，大骨粒径般为1，泥单少，混凝强度动大回弹大，尘多不适地下程；喷法度稳，质可靠回弹，粉尘，地、地均适，缺是喷最大料粒一般1，水泥耗多潮喷是在喷法基础，通混凝原材二次水工改进成，缺点于干与湿之间通过种施方法比选湿法射只解决大喷骨料径，低水单耗便具了其两种工方无法及的势。此，合现已有JS500型拌合、XAMS850CD/12m空机6m

混凝搅拌运输进行设备套选：A选择价比国同类品低的国产品B按干喷标准择最可喷骨料径15mm的湿喷备；C选择耐性好转子活塞喂料构。D选择具较高水平垂直送能的设，便远距输送E选择与有设配套机型经过方面研究比较本项采用铁岩成都技有公司产的TK500型子活式湿机。主要术参见表1。表TK500型湿喷的技术参数

生产率

骨料最大

输料胶管

最大输送距

系统风

工作风

耗风量

机旁粉

平均回m3/h

粒径mm

内径

离m

压

压

m

/min

尘

弹量%5

15

51

水平：40垂直：20

>0.5

0.3～0.5

≥12

<10

≤203湿混凝土配合设计与试验究3.1配比设原则3.1.1选较粒径骨料以达减小位用量，高混土强的目。3.1.2选合的砂，提混凝的可性，小喷凝土回弹。3.1.3选高减水以减由于大砂后所加的位用量。3.2原料选：根设计件的求和场施情况选择材料3.2.1水采用地水厂LARFAGE生的CEMⅠ普通酸量符EN197要求3.2.2砂采用然河和人砂。然河经过筛分处，细模数；人砂为项骨料碎系生产人工，细模数2.68。虑现场工砂生产不足河砂粗的际情，各50%混合，细模数2.82，配合BS标准中的中要求3.2.3石项目碎系生产人工石Dmax=14mm，量符BS882求3.2.4减剂经过选采南非产的Omega136高效减剂。量符，要求。3.2.5速剂根据洲EFNARC标准初凝应超5分，终不超612分”的求，后对3个厂家供的凝剂行了较试，选JET10AF液速凝，掺量6.5%。3.3配比的计3.3.1试安湿喷凝土用L9(3正交表排试，考混凝不同期抗强、抗强度能。正交计的素水见表2。表湿喷混土配合比试因素水平表水平

因素

水胶比

砂率(%)

空列

空列

123

0.50.550.6

556065

///

///3.3.2成参表

湿喷混凝土试配合比表试验编号

水胶比

砂率(%)

Omage136掺量(%)

JET10AF掺量(%)

水泥

水

每方混凝土材料用量(kg)小Omage河砂人工砂石136

JET10AFP-1P-2P-3P-4P-5P-6P-7P-8P-9

0.50.50.50.550.550.550.60.60.6

556065556065556065

0.60.60.60.60.60.60.60.60.6

6.56.56.56.56.56.56.56.56.5

420434448382395407350362373

210217224210217224210217224

454489523464501536473510547

454489523464501536473510547

743652563760667577774681589

2.522.6042.6882.2912.3672.4442.1002.1702.240

27.328.2129.1224.81825.6526.4722.7523.5124.273.3.3试成表喷混凝试拌配合比果表试验

水胶

塌落度

抗压强度（MPa）

抗折强度（）编号P-1P-2P-3P-4P-5P-6P-7P-8P-9

比0.50.50.50.550.550.550.60.60.6

(mm)98100101959797919496

1d17.216.816.215.014.113.812.011.611.0

7d29.228.728.125.525.024.723.022.822.4

28d37.136.335.733.532.832.028.828.127.7

7d3.883.83.73.553.53.353.33.33.2

28d4.44.224.24.14.03.933.83.73.63.3.4试成分析通过表4结果分：（）水比是响混土强的决因素混土强随着率的大而小拉强度抗压度成比关。

（）从和物能看混凝随着率的大虽和性有增加水用量显增大（）混土28天抗压强回归析结见表5。表回归方程

回归分析结果均方差（1.234MPa

相关系数0.9926X1—胶水比；X2——砂率（%Y——混凝土抗压强度（MPa）3.4初施工合比配合的配强度下式算fcu,k+tσ）×k1k2其中：fcu,0—湿喷凝土配制度MPafcu,k—湿喷凝土设计度等）t—根保证确定系数保证为95%时t=1.645σ—标离差数，4.0MPak1—喷射型与捣成关联数，般～，采用k2—速凝对后强度影响数，般k2=0.911.43采1.1通过算配制度为配强度34.7MPa选工配比如表6表选施工合比表强度

水胶

砂率

Omage136JET25AF

每方混凝土材料用量(kg)等级

比

(%)

掺量(%)

掺量(%)

水泥

水

河砂

人工砂14mm小石Omage136

JET10AFC200.59C250.52

6060

0.60.6

6.56.5

368417

217217

530514

529514

706686

2.2082.502

23.9227.14现施工工艺试研究针对同施部位目的现场工共行了2次工试验4.1调井后坡现施工艺试4.1.1

试验目在调压井进场道路的左边坡（坡比大约为1:0.25土（喷）工工试验其主目的于：a验室内混凝配合是否有可工性b确掺速剂与掺外剂对场施质量影；c寻湿喷正确施工数及现有套设是匹配d培当地工，认施流程4.1.2现试机械备与器配

左右），进湿混凝

表试验机设备与仪器序号12

设备名称自动配、上料拌和站湿喷机

规格型号JS500TK-500型子活塞式湿喷射机

数量11

备注现场34

空压机混凝土搅拌罐运输车

XAMS850CD/12m6m

11

现场56789

混凝土坍落度测试仪无底大板木试模无底抗折试模容重筒磅秤

/455×150mm40××550mm30L100kg

261221

拌和站、现场各1现场现场现场现场4.1.3现场及考项目排现场择与压井比基相同施工位25m，按别命为ABCDE所考项分配表8

每块共分5块。号分表

场地安排及考项目分配表序号ABCDE

混凝土类型C20凝剂C20速凝剂C20速凝剂C25速凝剂C25速凝剂

场地面积（2）105555

场地内布置模具数量---无底大板木试模2，无底抗折试模，塑料布1块无底大板木试模2，无底抗折试模，塑料布1块无底大板木试模1，无底抗折试模，塑料布1块无底大板木试模1，无底抗折试模，塑料布1块

考察项目工作风压、不同方向的输送距离、不同喷射角度的回弹程度、混凝土的工作坍落度抗压强度、抗折强度、回弹量、与岩面粘结情况、养护与不养护的对比抗压强度、抗折强度、回弹量、与岩面粘结情况、养护与不养护的对比抗压强度、抗折强度、回弹量、养护与不养护的对比抗压强度、抗折强度、回弹量、养护与不养护的对比

试验目的a、、a、a、a、a、4.1.4初岩施工序松动块撬→冲岩面喷至计厚→养。4.1.5试过及参调整首先据设使用明书速凝掺量验结对喷机速剂计泵进标定通过算，喷机体速剂计剂泵度设为，经试泵单时间泵送凝剂配合一致合按6中初选施配合生产2方混土塌落为105mm，用混土搅罐运车运现场根据同的间测塌落。将喷机力调为

0.7MPa喷管接节40m机掉湿水后区验面施喷施喷程中湿喷风压0.4MPa每隔0.1MPa进行调整察射机喷头受喷面上混土的况，同时头操手将头与喷面射角从60变换120与岩面距离0.52m之变，持螺状喷上升观察凝土回弹况。后将射管长至3节（60m垂向20m垂向下20m、平距60m三个向，续进喷射该轮喷结后，出如结论a机混凝90～110mm、现70～的坍度较，施过程从转泄浆流出大的浆，受面上混凝有流现象场混凝保持4070mm的坍落施工效果佳。b湿机的作风设置0.6MPa，连供风≥10m3效果佳。c喷距离距岩0.81.2m优，大或小，使混土的弹较；喷角度以90（即岩面直）最佳能够持80°90°可，出此围则凝土弹增，混土性必受响。d喷管加至3节60m），个方都勉可以喷，喷嘴料脉、管跳管、射机料仓量烟气体出等管现发生施工建议管长得大节（60m根据区试找到施工数别据表6坍落调整～后的合比产混凝；按8的考项，用量过凝土量的准容筒上对C、E分区行施。一喷至计厚10cm后收集料布的回料，进称量将抗试模面，大板模一用塑布覆。混土初2小时后对BCDE共4个区的半部进行水养三后观混凝表面况件BS标准达龄后进相应验。、、、分区试验果见表、表10表B、CDE试验分的直观成描述表试验分区BCDE

混凝土类型C20、速凝剂C20、掺速凝剂C25、速凝剂C25、掺速凝剂

挂墙能力好少许流淌好好

回弹量（%）7.28.56.08.1

养护未有异常未有异常未有异常未有异常

未养护未发现异常有部分纹未发现异常有部分纹表10B、C、DE试验分区的物理性能成果表试分

混凝土类型

抗压强度（1天7天28天

抗折强（MPa）7天28天BCDE

C20、速凝剂C20、掺速凝剂C25、速凝剂C25、掺速凝剂

11.510.11413.8

20.522.826.728.8

28.130.034.436.5

3.13.53.753.9

3.84.04.14.5

从以结果明：掺速剂的混凝，虽挂墙力、弹量养护好的况下的裂能不及速凝的混土，混凝的强优于速凝的强，在强养的情下仍具有施工和较的质保证种混土与石的合面比较实，从质施工（当本目每混凝速凝的成在40美元右多方面虑，边坡隧洞墙可使用凝剂但其材料例不。4.2隧顶拱工工试验4.2.1试机设备仪器所用备基与表7同不同处由厂房础开作业况较，运设备为装载。施支洞工平采用手架设1号水隧采用动平。4.2.2场安说明a施支洞口，岩石夹杂度较的千岩且多渗水岩面湿。b1#水洞口段岩石斑状岗岩岩况好，面干。4.2.3试项表11

场地安排及考项目分配表序号1234

位置施工支洞施工支洞1#引水洞口1#引水洞口

混凝土类型C25、速凝剂C25、不速凝剂C25、速凝剂C25、不速凝剂

场地内布置模具数量塑料布块塑料布块塑料布块塑料布块

考察项目回弹量、喷层厚度回弹量、喷层厚度回弹量、喷层厚度回弹量、喷层厚度

试验目的a、、a、、a、、a、、备注4.2.4初施工序

该表中掺速凝剂的配合比与表6C25配合比相同网喷序动岩撬→高风冲岩面挂网按～5cm每层喷→至设厚度→护。素喷序：动岩撬除高压冲洗面→至5cm设计度→护。4.2.5试过试验始前先将料布铺在工平的上同样用容筒计混凝。按拟施工序进试验施工4.2.5.1施工洞试施工洞由位于枚岩位，水严。将面清干净分别行不速凝混凝土掺加凝剂凝土喷射工。射完后，即收塑料上的弹料进行重。时观岩面凝土情况试验果见12。表12工支试验成果表序号12

位置施工支洞施工支洞

混凝土类型C25、速凝剂C25、掺速凝剂

回弹量（%2132

喷至设计厚度的遍数25

新鲜混凝土面的描述渗水部位有少量垮塌渗水部位有大量垮塌

通过上试得出下结：a网工序要更为松岩块除→水部插管流→压风洗岩→挂→按3每层喷→至设厚度养护b顶施喷