李國輝，王大明，王思恒，劉群輝

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,130021，長春）

新型納米特種外加劑在隧洞噴護(hù)施工中的應(yīng)用

李國輝，王大明，王思恒，劉群輝

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,130021，長春）

拉洛；隧洞噴護(hù)；新型納米特種外加劑；混凝土配制；方案比選；優(yōu)勢

西藏拉洛水利樞紐及配套曲美—聶日雄灌區(qū)工程主要輸水隧洞有貝瓊隧洞和曲美隧洞，初期施工效率低下，支護(hù)時(shí)間周期長，開挖施工中安全隱患突出，故探討使用新型納米特種外加劑做調(diào)整，在滿足噴射混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求的前提下，減少回彈量，提高效率。

一、常規(guī)噴射混凝土配合比試驗(yàn)成果

根據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL 352—2006）、《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB 50086—2001）和《水工混凝土施工規(guī)范》（SL 677—2014），施工控制水平保證率P取95%,概率度系數(shù)t取1.645,配制抗壓強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差δ取4），進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，混凝土的配制強(qiáng)度計(jì)算公式為：

fcu,0＝fcu,k＋tδ＝25+1.645×4＝31.58 MPa式中，fcu,0為混凝土配制強(qiáng)度（MPa）；fcu,k為混凝土設(shè)計(jì)齡期立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 （MPa）；t為概率度系數(shù)，由給定的保證率P選定；δ為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。人工砂按飽和面干狀態(tài)控制。

噴射混凝土原材料由水泥、摻合料、水、砂石混合料等基本組成材料構(gòu)成，原材料的性質(zhì)在很大程度上直接影響強(qiáng)度、耐久性及其他性能。

該工程主要采用的原材料為：西藏日喀則高新雪蓮水泥有限公司華新堡壘牌P042.5水泥，日喀則市蓉聯(lián)建材有限公司料場的天然砂、小石，西藏宏志達(dá)環(huán)?？萍加邢薰镜腍D-5型速凝劑（粉劑）。

表1 噴射混凝土施工配合比材料用量

表2 加入HD-2型納米特種外加劑噴射混凝土施工配合比材料用量

表3 加入HD-2型納米特種外加劑前后的回彈量收集稱重對比

表4 常規(guī)噴射混凝土配合比

表5 摻加HD-2型納米特種外加劑調(diào)整后噴射混凝土配合比

二、HD-2型納米特種外加劑噴射混凝土試驗(yàn)成果

HD-2型納米特種外加劑由四川宏志達(dá)防水混凝土有限公司生產(chǎn)，是采用沸石經(jīng)超細(xì)粉磨至粒徑327.7× 10-9m的屋脊中性納米級外加劑，主要化學(xué)成分為SiO2MAL2O3,加入該外加劑后，噴射混凝土能在2分鐘左右速凝，并能減少回彈率，降低粉塵濃度，提高黏結(jié)力和減水效果，在不改變主材廠家品牌、用水量及砂石用量情況下，減少了水泥及速凝劑用量。

三、回彈率情況比較

通過現(xiàn)場對加入HD-2型納米特種外加劑前后的回彈量進(jìn)行收集稱重對比，比較結(jié)果如表3。

由表可見，加入HD-2型納米特種外加劑后，綜合回彈率降到約7.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)范所規(guī)定的回彈量。

四、經(jīng)濟(jì)性比較及分析

以噴射每立方米混凝土為單位，常規(guī)配合比回彈率按38%計(jì)，摻加納米后回彈率按7.2%計(jì)。

（1）按常規(guī)噴射混凝土配合比計(jì)算

由表4可知，合價(jià)：356+63.91+ 62.24+35.6=517.75（元/m3）（未計(jì)水價(jià)）。考慮38%回彈率損失，最終單價(jià)為：517.75×1.38=714.50（元/m3）。

（2）按摻加HD-2型納米特種外加劑調(diào)整后噴射混凝土配合比計(jì)算

由表5可知，合價(jià)：320+63.91+ 62.24+16+192=654.15（元/m3）（未計(jì)水價(jià)），考慮7.2%回彈率損失，最終單價(jià)：654.15×1.072=701.25（元/m3）。

（3）經(jīng)濟(jì)對比

直接材料費(fèi)單價(jià)節(jié)?。?14.50-701.25=13.25（元/m3）。

五、施工及試驗(yàn)結(jié)論

通過對配合比室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場施工取得的科學(xué)數(shù)據(jù)分析，在普通混凝土中加入HD-2型納米特種外加劑（摻量為水泥重量的8%）后，可減少原噴射混凝土配合比中水泥及速凝劑的用量，性能依然能得到不同程度的改善，各項(xiàng)指標(biāo)如抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、巖石黏結(jié)強(qiáng)度、一次噴射厚度和回彈等均處于最優(yōu)，為隧洞的支護(hù)質(zhì)量和安全提供必要技術(shù)保障。

責(zé)任編輯 安天杭

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1000-1123（2016）20-0074-01

2016-10-18

李國輝，工程師。