1、工程地質簡介 公伯峽水電站右岸導流洞段總長721.021 m，最大開挖斷面寬16 m、高18.5 m，洞內Ⅳ、Ⅴ類圍巖段長共計365 m，占隧洞段全長的51%，Ⅳ類圍巖巖體較破碎，風化強烈，斷層帶常充填著無膠結的糜棱巖和破碎巖，Ⅴ類圍巖處于古全風化的花崗巖體中，巖性軟弱，巖體破碎，裂隙面充填膠泥，裂隙性潛水較發育，巖體開挖后，洞壁易松弛卸荷，自穩時間短。導流洞上擴開挖貫通后，設計單位考慮到導流洞下臥開挖時Ⅳ、Ⅴ類圍巖邊墻的穩定及導流洞塌方區鎖口加固需要，將局部地段由原設計的網噴混凝土改為鋼纖維噴混凝土。經實踐應用，濕噴鋼纖維混凝土在噴射混凝土生產、噴射、質量、安全等方面較干噴鋼筋網混凝土具有明顯的優勢。 2、鋼纖維噴混凝土的應用原理 噴射混凝土中摻入鋼纖維，為混凝土提供了微型配筋，可增強與混凝土之間的握裹力和錨固力，顯著提高混凝土的抗裂性、延性、韌性及抗沖擊能力。同一般噴射混凝土相比，它具有韌性好、適應變形能力強和良好的抗滲性、耐久性等優點，起到代替鋼筋網或鋼筋的作用，并與圍巖及時、完全結合，充分發揮圍巖自承能力，從而減小圍巖變形，達到圍巖穩定，不但技術先進，施工速度快，同時具有較好的施工安全性，經濟上也較合理。 3、濕噴鋼纖維混凝土配合比設計 3.1 導流洞鋼纖維噴混凝土支護設計意圖 （1）公伯峽水電站導流洞進口段發生冒頂塌方后，根據地質資料分析，塌方區上游端有f104、f26斷層通過，下游端有f25、f29、f33斷層通過，為防止圍巖進一步變形引起新的塌方，塌方區上下游端部急需鎖口加固，即架設鋼拱架部位全斷面采用噴射鋼纖維混凝土代替傳統的鋼筋混凝土，將鋼拱架埋入鋼纖維混凝土中，噴射厚度平均50 cm，使鋼拱架和鋼纖維混凝土共同形成混凝土支撐拱。 （2）針對導流洞出口段Ⅴ類圍巖區邊墻開挖后圍巖自穩時間短的特點，采取噴射10 cm厚鋼纖維混凝土，節省支護時間，使邊墻巖體在自穩時間內及時得到加固。 3.2 材料選定 3.2.1 鋼纖維材料 對鋼纖維，首先進行國內外廠家質量對比，同時參考了已建的二灘水電站等工程的實踐，并根據咨詢專家的建議，最終選定了比利時貝卡爾特公司生產的佳米克司ZP30／0.5型鋼纖維。ZP30／0.5型鋼纖維長度為30 mm，直徑為0.5 mm，長徑比為60，單根抗拉強度≥1 100 MPa，兩端帶有彎鉤。 3.2.2 骨料 公伯峽水電站壩區下游有兩個天然的河床砂石料場，對料場取樣實驗檢測資料表明，粗細骨料均能滿足工程需要。另外，天然的河床卵石骨料外形圓滑，可泵性良好，能節約大量水泥，減少每立方米混凝土用水量

鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力，故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定，如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道：“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明，它們的化學和生物穩定性高；織物的最大損壞是在施工中；鋪設以后沒有大變化；……可預期超過100年的穩定性。

，降低噴混凝土的干縮性，因此優選天然骨料。骨料的級配和質量要求按《實驗規范大綱》進行。濕噴鋼纖維混凝土的粗骨料最大粒徑為15 mm，級配良好；細骨料采用細度模數3.0的天然河沙。 3.2.3 硅粉 濕噴鋼纖維混凝土中摻加硅粉的主要目的是改善噴混凝土的可泵性和噴射性能。硅粉由極微細的顆粒組成，其微粒比表面積在20 m2／g以內，而普通硅酸鹽水泥的表面積為0.2～0.5 m2／g。摻加硅粉后，增強了混凝土的粘性，有效阻止了混凝土的離析，減少了噴射過程中堵管的可能性。噴混凝土粘性的增強，需要增加減水劑的用量，但可降低混凝土回彈量和速凝劑的用量。硅粉的摻加量應通過實驗控制，摻加量太大容易造成噴混凝土面塑性干縮開裂。公伯峽水電工程導流洞鋼纖維噴混凝土使用的是青海民和鎂廠生產的硅粉，硅粉摻加量為膠凝材料用量的8%。 3.2.4 水泥 水泥選用青海互助水泥廠生產的525號普通硅酸鹽水泥，經檢驗，標準稠度、凝結時間、安全性等符合要求。 3.2.5 減水劑 選用天津外加劑廠生產的MF－2型減水劑，拌制混凝土時添加，添加量為0.4%，減水效果明顯，每立方米混凝土減少用水35 kg。 3.2.6 速凝劑 選用天津外加劑廠生產的LD－991型液體速凝劑，由濕式噴射機添加，添加量為膠凝材料的4.5%。 3.3 配合比試驗 與普通噴混凝土相比，濕噴鋼纖維混凝土的配合比除了需要考慮到普通噴混凝土配合比設計因素外，必須考慮到噴混凝土的可泵性及混凝土在噴射面上的附著性。實驗人員首先在試驗室進行配合比篩選，然后進行實地噴射實驗。實地噴射實驗的主要目的是：①觀察噴混凝土對噴射面的附著性，即噴射面上的新鮮混凝土是否會塌落；②現場噴射混凝土大板，以便實驗取心樣檢測試件強度；③觀察噴混凝土中鋼纖維分布的均勻性；④測試濕噴鋼纖維混凝土的回彈率；⑤測試濕噴鋼纖維混凝土的可泵性。最初濕噴鋼纖維混凝土配合比沒有采用減水劑，配合比見表1。后根據28 d強度分析及回彈測試，實驗人員對配合比中的水灰比及砂率作了調整，調整后的配合比見表2。 4、施工質量控制 4.1 濕噴機的選用 根據國內外濕噴機性能及價格對比，最終選定鄭州生產的康達牌濕噴機，濕噴機自配流量泵和儀表以控制液體速凝劑的用量，濕噴機出料能力為6 m3／h。