公伯峡水电站右岸导流洞段总长721.021 m，最大开挖断面宽16 m、高18.5 m，洞内Ⅳ、Ⅴ类围岩段长共计365 m，占隧洞段全长的51%，Ⅳ类围岩岩体较破碎，风化强烈，断层带常充填着无胶结的糜棱岩和破碎岩，Ⅴ类围岩处于古全风化的花岗岩体中，岩性软弱，岩体破碎，裂隙面充填胶泥，裂隙性潜水较发育，岩体开挖后，洞壁易松弛卸荷，自稳时间短。导流洞上扩开挖贯通后，设计单位考虑到导流洞下卧开挖时Ⅳ、Ⅴ类围岩边墙的稳定及导流洞塌方区锁口加固需要，将局部地段由原设计的网喷混凝土改为钢纤维喷混凝土。经实践应用，湿喷钢纤维混凝土在喷射混凝土生产、喷射、质量、安全等方面较干喷钢筋网混凝土具有明显的优势。
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喷射混凝土中掺入钢纤维，为混凝土提供了微型配筋，可增强与混凝土之间的握裹力和锚固力，显著提高混凝土的抗裂性、延性、韧性及抗冲击能力。同一般喷射混凝土相比，它具有韧性好、适应变形能力强和良好的抗渗性、耐久性等优点，起到代替钢筋网或钢筋的作用，并与围岩及时、完全结合，充分发挥围岩自承能力，从而减小围岩变形，达到围岩稳定，不但技术先进，施工速度快，同时具有较好的施工安全性，经济上也较合理。
3 湿喷钢纤维混凝土配合比设计
3.1 导流洞钢纤维喷混凝土支护设计意图
（1）公伯峡水电站导流洞进口段发生冒顶塌方后，根据地质资料分析，塌方区上游端有
（2）针对导流洞出口段Ⅴ类围岩区边墙开挖后围岩自稳时间短的特点，采取喷射10 cm厚钢纤维混凝土，节省支护时间，使边墙岩体在自稳时间内及时得到加固。
3.2 材料选定
3.2.1
对钢纤维，首先进行国内外厂家质量对比，同时参考了已建的二滩水电站等工程的实践，并根据咨询专家的建议，最终选定了比利时贝卡尔特公司生产的佳米克司
3.2.2 骨料
公伯峡水电站坝区下游有两个天然的河床砂石料场，对料场取样实验检测资料表明，粗细骨料均能满足工程需要。另外，天然的河床卵石骨料外形圆滑，可泵性良好，能节约大量水泥，减少每立方米混凝土用水量，降低喷混凝土的干缩性，因此优选天然骨料。骨料的级配和质量要求按《实验规范大纲》进行。湿喷钢纤维混凝土的粗骨料最大粒径为15 mm，级配良好；细骨料采用细度模数3.0的天然河沙。
3.2.3
湿喷钢纤维混凝土中掺加硅粉的主要目的是改善喷混凝土的可泵性和喷射性能。硅粉由极微细的颗粒组成，其微粒比表面积在20 m2／g以内，而普通硅酸盐水泥的表面积为
3.2.4 水泥
水泥选用青海互助水泥厂生产的
3.2.5 减水剂
选用天津外加剂厂生产的
3.2.6 速凝剂
选用天津外加剂厂生产的
3.3 配合比试验
与普通喷混凝土相比，湿喷钢纤维混凝土的配合比除了需要考虑到普通喷混凝土配合比设计因素外，必须考虑到喷混凝土的可泵性及混凝土在喷射面上的附着性。实验人员首先在试验室进行配合比筛选，然后进行实地喷射实验。实地喷射实验的主要目的是：①观察喷混凝土对喷射面的附着性，即喷射面上的新鲜混凝土是否会塌落；②现场喷射混凝土大板，以便实验取心样检测试件强度；③观察喷混凝土中钢纤维分布的均匀性；④测试湿喷钢纤维混凝土的回弹率；⑤测试湿喷钢纤维混凝土的可泵性。最初湿喷钢纤维混凝土配合比没有采用减水剂，配合比见表
4 施工质量控制
4.1 湿喷机的选用
根据国内外湿喷机性能及价格对比，最终选定郑州生产的康达牌湿喷机，湿喷机自配流量泵和仪表以控制液体速凝剂的用量，湿喷机出料能力为6 m3／h。
4.2
按设计配合比将骨料、水泥、钢纤维、硅粉等加入搅拌机中搅拌2 min后，加入水和外加剂再搅拌
4.3
（1）机具：搅拌机1台，康达牌湿喷机
（2）人员：技术人员1名，工长、湿喷机操作员各
4.4 施工方法
4.4.1
在喷射钢纤维混凝土前，用喷头高压风加水吹洗掉岩石表面爆破后附着的粉尘及其他杂物，使岩面处于饱和状态，以增加钢纤维混凝土与岩面的粘结力。
4.4.2 喷射过程控制
（1）喷射距离及喷射角度。喷头与受喷岩面的垂直距离控制在
（2）工作风压。根据湿喷机与作业面的距离，工作风压一般控制在
（3）一次喷射厚度及速凝剂掺量。一次喷射厚度主要取决于钢纤维混凝土的内聚力和它与岩面的粘结力。一次最佳喷射厚度顶拱部位控制在4 cm，边墙部位控制在5～6 cm。顶拱部位速凝剂掺量为5%，边墙部位为
（4）喷射顺序及方法。喷射时应按照分段、分部位、先边墙、后顶拱顺序进行；边墙的喷射顺序为自下而上，顶拱的喷射顺序为自拱脚至拱顶。喷射时喷头应作顺时针方向旋转。
4.5 施工质量控制与管理
4.5.1 材料管理
材料质量直接影响喷混凝土的各项性能，因此每次喷混凝土作业前，需对骨料进行检测，不合格骨料严禁使用；水泥、硅粉及外加剂需定期实验。
4.5.2 人员管理
喷射手的操作水平直接关系到喷混凝土的效果。因此施工单位对操作手进行了考试选拔和实地喷射，最后优选出最佳喷射手担任操作手。
4.5.3
喷混凝土的回弹率在一定程度上反映了配合比是否合理，骨料是否超径，喷射手是否操作熟练等，同时也是控制成本的重要依据。实验人员对回弹率进行了跟踪测定，并对配合比作了相应调整，施工单位也对施工工艺进行了改进和控制，最终回弹率控制为：边墙约
4.5.4 强度质量控制
要求每次喷射作业都要进行试件取样，每组
4.5.5 钢纤维混凝土厚度控制
钢纤维混凝土的厚度控制，一方面要满足设计要求，另一方面因其混凝土成本较高，施工时应尽量减少超喷。一般情况下，喷混凝土厚度采用钻取心样检查，由于导流洞工期紧，交叉作业，顶拱取样又较为困难，因此采用在施喷前喷面埋设标志物的方法，埋设数量基本能反映喷层厚度。
4.5.6
①钢纤维混凝土采用温水拌制；②粗细骨料采用暖风预热；③对现场添加的液体速凝剂预热，温度不应低于5℃；④喷射前作业面用高压风吹干净，尽量避免用水清洗岩面；⑤混凝土搅拌运输车在作业现场等待的时间不宜过长；⑥为防止已喷混凝土由于气温低而上冻，拌制钢纤维混凝土时应加入适量的抗冻剂。⑦作业面喷射完成后，已喷混凝土面应及时保温，可加盖保温被或聚氯乙烯卷材。
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5.1 湿喷钢纤维混凝土与锚筋桩联合受力加固边墙
公伯峡水电站导流洞出口段60 m为古全风化的花岗岩体，围岩类型为Ⅴ类，边墙开挖后自稳时间较短，为及时控制围岩变形，边墙下卧开挖前，首先打安
喷射钢纤维混凝土和锚筋桩联合作用，为古全风化的Ⅴ类围岩高边墙（14 m）开挖后限制围岩变形、保证边墙稳定提供了新的支护方式。
5.2 代替现浇钢筋混凝土形成钢纤维混凝土拱圈支撑
导流洞上游0+47～
6 湿喷钢纤维混凝土的效果评价
6.1 质量比较
公伯峡水电站导流洞出口段属Ⅴ类围岩区，开挖时光爆效果不够理想，开挖面不平整度较大，如采用钢筋网喷混凝土，由于钢筋网不能紧贴岩面，造成喷混凝土不能与岩面均匀粘结，影响加固效果，同时将造成大量超喷。采用钢纤维喷混凝土可以沿凸凹面均匀喷射，与岩石间粘结良好，支护质量高，节省喷混凝土量。
6.2
根据公伯峡水电站导流洞钢纤维混凝土配合比所做的强度试验成果表明，钢纤维混凝土的抗折性能、抗裂性能、抗拉性能以及韧性，在同等标号情况下均比普通网喷混凝土要好得多，说明了喷钢纤维混凝土代替网喷混凝土的可行性及优越性。
6.3
与网喷混凝土相比，仅从材料费用考虑，钢纤维混凝土费用较高，但综合比较，钢纤维喷混凝土更为经济。
（1）节省人工及工期。常规网喷混凝土作业，挂设钢筋网的时间为喷混凝土总时间的一半，而且挂网时往往要占用高空作业车；采用钢纤维喷混凝土，可节省挂网的人工、设备、时间，经济效益可观。同时可避免在破碎岩体区挂网的危险。
（2）回弹率较小。公伯峡水电站导流洞普通喷混凝土回弹率边墙约为
（3）在超挖面上作业时可减少超喷混凝土。由于公伯峡水电站导流洞出口段属
随着对钢纤维混凝土的理论研究的深入和在工程中的不断应用，积极探索和经验积累，相信今后钢纤维喷混凝土在工程应用上会越来越受到青睐。
