水工程结构缺陷加固技术-钢纤维喷射混凝土

佛子岭水库钢筋混凝土连拱坝发生众多裂缝，大体分为四类：一类是拱座所受约束不对称产生的内力大于钢筋混凝土强度出现的受力裂缝，例如与两岸重力坝固端相连的2号、22号拱裂缝；二类是结构强度不足，导致的裂缝；三类是温度引起的拱座相对变位出现的裂缝；四类是混凝土的干缩带来的裂缝。

经加固方案的比较研究，重点对拱与垛墙作钢纤喷射混凝土施工处治。

1）2号～22号拱加固处治：自2号和22号拱原结构基础至高程127.46m范围，采用喷射钢纤维混凝土加固，拱筒上游面及其左右侧外延0.5m宽范围，喷射厚度0.15m，拱筒下游面及其左右侧外延0.5m宽范围，喷射厚度0.10m。

2）垛墙加固处治：各垛的上游面板和左右侧墙上游一定范围的高拉应力区，从垛的内壁采用钢纤维喷射混凝土进行加厚，上游面板喷厚0.5m，底部（79.56m高程以下）加厚至0.7m，左右侧墙喷厚0.4m。

（1）施工材料。钢纤维喷射混凝土的配合比（表13.8）及其性能（表13.9～表13.15）。

表13.8　加固连拱坝采用的钢纤维喷射混凝土配合比

表13.9　混凝土拌和物性能室内试验结果

注　按表中的材料用量，拌和物体积略大于1m3。

表13.10　室内成型混凝土力学性能试验结果

表13.11　室内成型混凝土弯曲性能试验结果

表13.12　室内成型混凝土能量吸收试验结果

表13.13　钢纤维喷射混凝土力学性能试验结果

表13.14　钢纤维喷射混凝土弯曲韧性试验结果(www.xing528.com)

表13.15　钢纤维喷射混凝土能量吸收试验结果

（2）主要施工机械。钢纤维喷射混凝土的施工方法和质量控制受钢纤维喷射混凝土施工机械影响较大，本次加固采用麦斯特喷射机。该设备是由瑞士麦斯特设备公司生产制造的拖车型带外加剂罐混凝土喷射机，其输送管直径为10cm，输送容量0～14m3/h，输送距离300m，输送高度100m。

（3）施工工艺流程。采用湿喷法，其工艺流程如图13.13所示。

图13.13　湿喷法工艺流程框图

（4）主要施工技术要求。

1）培训喷射机操作人员和喷射手，提高其素质，保证钢纤维喷射混凝土的质量。

2）所有受喷面均仔细凿毛，再用高压风吹，高压水冲洗。喷射前对受喷面重新洒水，保持受喷面处于饱和湿润状态，以保证钢纤维喷射混凝土与老混凝土之间粘结质量。

3）施喷混凝土时环境温度应不低于5℃或高于35℃，因此在施工中应采取适当措施严格进行温控。

4）采用强制式混凝土搅拌机械拌制钢纤维混凝土，虽然RC65型钢纤维用水溶性快速胶水粘结，分散性较好，但搅拌时间仍应比同条件的普通混凝土延长1～2分钟，以避免钢纤维成团，保证其拌和质量。

5）施喷射，喷枪与受喷面的夹角在80°以上，喷射距离为0.8～1.2m，并将喷枪反复缓慢地作直径约30cm螺旋形的一圈压半圈地移动，以获得最小的回弹率和最高的强度。

6）相邻喷射单元的上下左右接头部位喷射成1∶2的斜面，后一单元喷射前由人工使用钢钻工具将先前喷射的接头部位松碴凿除，并用高压水冲洗，以保证接头良好。

7）混凝土喷完后2～4小时内即开始喷水养护，喷水次数以保持混凝土具有足够的湿润状态为度，喷水养护时间，一般不少于14昼夜。