喷射混凝土在弓上水库的应用分析

□李云飞□任习文（林州市水务局）

喷射混凝土在弓上水库的应用分析

□李云飞□任习文（林州市水务局）

水利工程的建设关乎着我国区域经济的发展，而水利工程施工工艺又决定了水利工程自身的工程质量。水利工程的建设施工中，喷射混凝土施工技术较为常见，通常是被应用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。在具体的操作措施中混凝土的喷涂质量是非常重要的影响因素，也是影响水利工程施工质量的因素之一。文章介绍了喷射混凝土的施工特点，并介绍了喷射混凝土施工技术在林州弓上水库的具体应用。

喷射混凝土；水利工程；施工特点；具体应用

0 引言

在水利施工的过程中，对于隧道内衬、钢结构外层防护等部位需要采用细石混凝土进行喷射施工，这是就需要喷射混凝土施工技术的应用。喷射混凝土施工技术的正确实施，是保障水利工程顺利完成的重要手段之一。喷射混凝土施工在林州弓上水库的应用，对工程质量起到了重要作用。

1 喷射混凝土及施工特点

1.1 喷射混凝土

喷射混凝土就是将水泥、砂、石和外加剂（速凝剂）等材料，按一定比例拌合后装入喷射机中，用压缩空气将混合料送至喷嘴并与压力水混合后进行喷射，当喷射到岩石的表面，经凝结硬化会形成一种薄层支护结构。

1.2 喷射混凝土的施工特点

1.2.1 具有一定的柔性

喷射混凝土具有一定的柔性，适应围岩的松弛变形，并与围岩的表面能很好地形成黏结力，充填围岩的缝隙。

1.2.2 防止围岩风化

喷射混凝土能封闭围岩，防止围岩产生风化，缓和应力集中，是一种高效、早强、经济的轻型支护结构。

1.2.3 增强围岩强度

喷射混凝土能将分散的岩面黏结成一个整体，提高围岩的自身强度，增强围岩抵抗位移和松动的能力。

2 喷射混凝土分类

喷射混凝土具有支撑作用、充填作用、隔绝作用和转化作用，对其进行选择、设计将直接影响到水利工程质量。目前，喷射混凝土主要有干喷法和湿喷法。

2.1 喷射混凝土干喷法

开始基本上采用喷射混凝土干喷法进行施工，具体施工工艺流程如图1所示。干喷方法优势是：高密实、易操作、能远距离、回弹率较高和高空输送。但干喷法是将在喷嘴外干拌和混凝土与水进行混和，因此在施工时会产生大量的粉尘，对施工作业人员的健康造成危害。干喷法的优势是可以应用于地下水渗出的工程中。

图1 喷射混凝土干喷技术施工工艺流程图

2.2 喷射混凝土湿喷法

喷射混凝土湿喷法发展到今天已有40多年的历史了，施工工艺流程如图2所示。优势是：生产率高、回弹度低，水灰比易于控制，由于混凝土水化程度高，混凝土的均质性得到提高。而且还大大降低了喷射机旁和喷嘴外的粉尘浓度，改善作业环境。

图2 喷射混凝土湿喷技术施工工艺流程图

3 弓上水库概况

弓上水库，位于河南省林州市境内，从淇河上游淅河引水,水库总库容3180万m3，兴利库容1400万m3。主要补偿灌溉季节农业用水不足对林州市的经济发展和农田灌溉起到了十分重要的作用。弓上水库流域面积大,库容小,洪峰模数大,防洪任务重,又由二级输水洞向林州市城区供水,因此弓上水库要同时做好防洪和供水任务。

4 喷射混凝土在弓上水库的应用

泄洪洞进口开挖期前边坡喷混凝土采用移动式拌合机拌合，后期采用混凝土拌合系统拌制。采用混凝土喷射机按湿喷工艺分段分片依次进行，自下而上，分层施喷。

4.1 原材料

水泥：采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为42.50。

砂石料：采购满足设计要求的砂石料。细骨料用细度模数＞2.50的中砂，粗骨料采用耐久的卵石或碎石，粒径≤15mm。

速凝剂：按照施工图纸要求选择有生产厂质量证明书的速凝剂，初凝时间≤5min，终凝时间≤10min。

水：采用混凝土拌和用水。

4.2 混凝土配合比

混凝土配合比通过室内试验和现场试验进行选定，一般情况下，水泥与骨料之比为1∶4～1∶5，砂率为45%～55%，在保证喷层性能指标前提下，尽量减少水泥和水的用量。水灰比0.40～0.50之间，速凝剂的掺量2%～6%，速凝剂的掺量也可通过现场试验来确定。配合比试验成果报送工程师审批后再使用。

4.3 工艺流程

分供料、供风、供水三个系统，具体情况见图3。

图3 喷射混凝土工艺流程图

供料：按配合比对石子和砂过秤称重量，然后倒入搅拌机中和水泥混合，在贮料槽中加入速凝剂并人工拌至均匀后，通过运料翻斗车把混合料运到作业面，经皮带机进入喷射机中。供水：采用施工供水系统，如果水压不够，可以用增压装置增加，通过管路把水送至喷头。供风：由空压机把风吹入风包内，再经过汽水分离器，通过风管把风最后送入喷射机。

4.4 喷射作业

混凝土喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛，防止超粒径骨料进入喷射机；利用压缩空气吹送干混合料，要求风压稳定，压力大小适中。喷射混凝土前，用高压水冲洗受喷围岩面。喷嘴一般应垂直于岩面，并稍微向刚喷射的部位倾斜。嘴与受喷面的距离一般为0.50～1.00m，一次喷射的厚度≤10cm。为防止混凝土因自重下坠而产生裂缝或脱落，从上往下进行喷射；分层喷射时，后层混凝土应在前层混凝土终凝1h后。喷射过程中应检查混凝土的回弹率，侧壁应≤15%，拱部应≤25%。喷射作业完成后应及时进行厚度检测，不符合要求要及时补喷。

4.5 养护

一般情况下，喷射混凝土终凝2h后，就应该喷水养护了；养护时间一般工程≥7d，如果是重要工程，养护时间不得≥14d；每昼夜喷水养护的次数，以喷射混凝土表面是否具有足够的潮湿度作为参考。喷射混凝土的作业场所应有防冻保温措施，当气温＜5℃时，不得进行喷水养护。

5 总结

通过喷射混凝土在弓上水库的应用可以发现，喷射混凝土是需要特定的施工环境和施工需要下才能进行的技术措施，只有喷射混凝土应用得当，才能确保水利工程的结构质量，以此节约资源，提高质量。

[1]张倩.喷射混凝土施工技术在水利建设中的应用[J].民营科技，2014(2)．

[2]金玉乐.浅谈水利工程中的喷射混凝土支护施工[J].城市建设理论研究（电子版），2013(16)．

[3]高久海.浅析高压喷射灌浆施工技术在水利工程施工的应用[J].建筑工程技术与设计，2015(26)．收稿日期：2016-07-01

（责任编辑：左英勇）

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