喷射钢纤维混凝土在真武山隧道中的应用

摘要

在隧道工程中钢纤维混凝土主要用作为：1)在软质土层开挖隧道时的第一衬层；2)在断层等地层不稳定地段开挖隧道时的第二衬层；3)快速修补塌损隧道。喷射钢纤维混凝土以及该混凝土在隧道工程中的应用还存在许多问题，国内在这方面的研究与应用还很少。 在喷射混凝土中掺入直径为0.25-0.4mm、长度为20-30mm的钢纤维(体积掺量V<,f>=1.0-1.2％)，可以不仅明显地改善喷射混凝土韧性、抗冲击性，钢纤维喷射混凝土的抗冻融能力、疲劳强度、耐磨和耐热性能都有明显的改善。 本文在通过查阅大量喷射钢纤维混凝土的资料和对真武山隧道所在地的水文地质条件进行勘测后，结合喷射钢纤维混凝土在工程中的实际应用，对其各方面性能进行了研究。主要通过试验研究了喷射钢纤维混凝土配合比设计、影响其工作性的因素、速凝剂的应用，并对重庆地区特细砂在喷射钢纤维混凝土中的应用情况及现场试验结果进行了分析。通过试验，得出了以下主要结论： 1)特细砂与机制砂复合能配制出性能良好的喷射钢纤维混凝土； 2)粉煤灰和硅灰按15％和5％比例混合能在强度不损失的前提下明显改善喷射钢纤维混凝土工作性； 3)砂率对喷射混凝土的和易性影响不大，以50％-60％为宜； 4)碳酸钠、硫酸铝可大大缩短凝结时间，在加入生石灰的条件下，速凝效果更为理想，已接近喷射混凝土速凝剂的要求； 5)断裂能更能准确评价钢纤维混凝土的断裂性能，线弹性断裂参数K<,IC>仅在材料可视为弹性材料条件下才具相对意义6)现场监测数据表明：钢纤维合理调整了喷层中的应力发展，使得拱顶拉应力区的发展得到有效的控制。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1喷射钢纤维混凝土国内外利用研究

1.1.1喷射钢纤维混凝土国外利用和研究情况

1.1.2喷射钢纤维混凝土国内利用和研究情况

1.1.3国内喷射钢纤维混凝土在公路隧道中应用存在的问题

1.2特细砂钢纤维混凝土和易性改善的研究

1.3喷射钢纤维混凝土速凝剂的研究

1.3.1目前速凝剂存在的主要问题及建议

1.3.2可供选择的一种解决途径

1.4特细砂钢纤维混凝土断裂性能

1.5本论文的研究背景及研究内容

2项目工程概况

2.1工程基本概况

2.2工程区域气候特点

2.3地质概况

2.4工程区域地表水文

2.5地下水类型

2.6地下水补给、迳流、排泄

2.7地形地貌

2.8地质构造及裂隙

3特细砂喷射钢纤维混凝土配合比及施工工艺的研究

3.1特细砂喷射钢纤维混凝土配合比的实验室研究

3.1.1喷射钢纤维混凝土原材料选择原则

3.1.2喷射钢纤维混凝土配合比设计主要参数

3.1.3喷射钢纤维混凝土实验室配合比

3.2施工现场配合比研究

3.3现场施工工艺的调整

3.3.1严格控制骨料含水率

3.3.2调整输料管的布置

3.3.3提高和改善磨片的质量

3.3.4调整喷射参数控制回弹

3.4小结

4特细砂钢纤维混凝土和易性改善的研究

4.1影响钢钎维混凝土和易性因素及改善措施

4.2试验材料

4.3试验方法

4.3.1搅拌制度

4.3.2和易性的测定

4.4试验结果及分析

4.4.1高效减水剂对钢纤维混凝土和易性的影响

4.4.2砂率对钢纤维混凝土和易性的影响

4.4.3粉煤灰掺量对钢纤维混凝土和易性的影响

4.4.4硅灰和粉煤灰混合对钢纤维混凝土和易性的影响

4.5小结

5喷射钢纤维混凝土速凝剂的研究

5.1试验原材料

5.2试验方法

5.3试验结果分析

6特细砂钢纤维混凝土断裂性能研究

6.1混凝土断裂参数的计算

6.2混凝土断裂性能的测试

6.3试验结果分析

6.4小结

7喷射钢纤维混凝土现场试验和测试

7.1工程现场基本概况

7.2试验原材料

7.3工程应力计算模型

6.3.1计算结果

7.3.2喷层应力随龄期变化

7.3.3数据分析

7.4现场试验结果

7.4.1喷射混凝土的抗压强度

7.4.2喷射混凝土与围岩的粘结强度

7.4.3喷射混凝土的回弹量

7.4.5隧道顶部下沉、水平收敛情况分析

7.5小结

8结论

致 谢

参考文献