粘结力试验报告

2、埋钢拉杆较麻烦，且难以保证不偏心
GB50086-2001规范中采用先喷混凝土后埋钢拉杆，需在预留试件中心位置钻孔，埋钢杆很难避免偏心，且还需要环氧砂浆粘结锚固，钻孔与用环氧砂浆锚固都很麻烦。
DL/T5181-2003采用先预埋钢拉杆后喷混凝土，在岩面上固定钢拉杆，需在岩石上先钻孔，将钢拉杆插入孔中，然后用拉条将钢拉杆三个方向拉住，拉条固定也得在岩石上钻孔，三个方向用拉条固定钢拉杆，也很难保证钢拉杆不偏心。
1、7天龄期拉拔试验
试件1：加压试拉2次，压力表指针未转动，调正拉杆后再次加荷也未见压力表显示读数，试件断开未测到数据。但试件混凝土与围岩粘结面有岩石断裂现象。
试件2：加压试拉2次，第一次试拉压力表指针未转动，第2次试拉压力表指针转动2格（每格2 MPa，拉力为48KN，即4.8 t），正式加荷未见油压力表指针发生转动，试件就断掉，也未得到试验结果，只得到第2次试拉力达4.8t时试件未断开的力值，试件混凝土与围岩粘结面有岩石断裂现象。
（2）钢模内壁与底圆环上下面均涂刷薄而均匀的机油，安装钢模，用3个M12膨胀螺栓固定钢模，并用速凝锚固剂将钢模底部与岩石之间空隙进行封堵；
（3）喷混凝土前，再次拧紧膨胀螺栓螺母，并用50~60mm厚隔离材料（如保温被）包裹钢模外侧，保证与周围混凝土分离，形成独立预留试件；
（4）喷混凝土施工，喷满试模（20cm高）；
3、采用预埋钢拉杆或用拉杆架不需埋钢拉杆
（1）在钢试模内预埋钢拉杆，这种方式预埋的钢拉杆，影响喷射质量，试模一次性使用，不能重复使用。
（2）用外接拉杆架，不埋钢拉杆，能保证喷射混凝土质量，但配套的拉拔仪器及支撑架操作起来太费力、费时（还有待改进），试模可重复使用。
4、采用膨胀埋栓及钢试模锚固在表面上，保证试件与岩面不脱开
本次现场试验的预留试件混凝土龄期为14d，进行2个未埋拉杆试件与2个预埋拉杆试件的拉拔试验，试验结果见表1：
从本次现场试验来看，改进的预留试件拉拔法是成功的。
3、21d龄期拉拔试验
2007年3月26日拉拔试验用加荷系统与上次拉拔试验完全相同，本次拉拔试验进行2个未埋拉杆钢模试件，混凝土龄期为21d。
3、喷层厚的试件可能挂不住
喷层较厚（如150mm）时，预留试件较重，刚喷完的混凝土与岩面粘结强度很低，可能挂不住试件，导致试件局部从岩面脱开或试件掉下来，得不到粘结强度试验的真实结果。
三、对预留试件拉拔法的改进
1、针对以上规范预留试件拉拔法挖宽环形槽、埋钢拉杆等存在的问题，拟对预留试件拉拔的一些改进，省去挖环形槽与埋钢拉杆等操作，比原方法简单方便得多。
预留试件拉拔法现场试验结果次数龄期试件尺寸mm压力表读数mpa拉拔力kn粘结强度mpa粘结面断裂情况第一300200预埋拉杆未进行拉拔试件脱落本次试验失败第二300200未预埋拉杆压力表量程太大没有读数20480压力表量程太大没有读数14d300200805129104粘结良好573946080断裂面有少量岩石被拉断未预埋拉杆300200预埋拉杆905643080断裂面有少量岩石被拉断302557036岩石拉断21d300200未预埋拉杆1006157125粘结良好403072063断裂面有片状岩石被拉断第三300200未预埋拉杆302557052粘结不够好有少量松动岩石被拉断302557052粘结不够好有少量松动岩石被拉断注
二、现行规范预留试件拉拔法存在的问题
1、挖环形槽有一定难度，也比较麻烦
预留试件采用喷射混凝土后，立即用铲刀沿试件（圆柱体）轮廓不出宽为50mm的环形槽，使试件和混凝土完全脱离，成为独立的预留试件。挖宽50mm的环形槽较困难，较费工，还可能会对混凝土试件有损伤，最后挖成的预留试件形状不规范，喷混凝土与围岩粘结面的面积很难计算正确，从而导致粘结强度计算误差较大。
粘结力试验报告
(2007-06-25 14:39:45)
一、前言
三峡右岸地下电站位于长江右岸白岩尖山体中，与右岸坝后式厂房相毗邻。地下电站由主厂房、母线平洞、引水洞、尾水洞、管线洞等组成一个庞大的地下洞室群，主厂房洞室断面顶拱高程105.3m，岩锚梁以下厂房跨度31.0m。主厂房顶拱和边墙布置有预应力锚杆、预应力锚索支护，岩面全部采取喷射15cm厚C30F250W10钢纤维混凝土和C25F250W10素混凝土支护。
通过本次试验，发现木试模用3根8号铁丝固定在岩面上不可靠，三峡总公司试验中心重新设计，采用钢试模，用膨胀螺栓锚固定在岩面上，保证预留试件不会脱开，锚固是可靠的。
针对预埋拉杆长易被飞石打弯，将拉杆改成两段，下段刚出喷射混凝土面，上段在拉拔试验时用套筒连接。
（二）第二次现场试验
本次试验采用未埋拉杆钢模（试验中心设计）与预埋拉杆钢模（青云公司地下电站项目部设计）两种试模，未埋拉杆钢模（见图1）采用膨胀螺栓锚固在岩面上，预埋拉杆钢模（见图2）仍采用插销固定在岩面上。
2、试验外包厚隔离材料代替挖环形槽
开始选用木试模，后来改用钢试模，钢试模又分为预埋拉杆钢模与未埋拉杆钢模两种，通过现场试验，未埋拉杆钢模较好，最后选用了未埋拉杆钢试模，其尺寸为内径300mm，高200mm，2底部焊接内径为250mm，厚5mm钢板圆环，实际粘结面积为φ250mm圆面积（490cm），钢试模底部圆环上伸出3块锚固板，用膨胀螺栓固定钢试模，钢试模外侧采用50-60mm厚保温被包裹。
粘结强度
粘结面断裂情况（MPa）
未进行拉拔试件脱落，本次试验失败压力表量程太大，没有读数压力表量程太大，没有读数
粘结良好断裂面有少量岩石被拉断次数龄期试件尺寸（mm）压力表读数
（MPa）拉拔力
（KN）
第一9月20日喷
次模
7d
第二
次￠300ⅹ200
无
（预埋拉杆）
￠300ⅹ200无
2.0
8.0
5.7无
48.0
预留混凝土试件（φ300mm×200mm）与钢模总质量达40kg，刚喷完混凝土，混凝土与围岩之间粘结强度很低，可能挂不住试件，因此采用膨胀螺栓将钢模锚固在岩面上，能保证钢模锚固质量（即喷射混凝土后钢模与岩面之间不发生微小位移），这是该项试验成败的关键。
四、改进的预留试件拉拔法操作步骤
（1）在现场开挖立面1.5m左右高度选择表面较平整的岩石，钢模放在岩面上画出锚固孔孔位（钢模上方必须布孔），再用冲击钻钻3个φ14锚固孔；
试件2：岩石面未处理，冲洗干净就喷射混凝土，拉拔试验结果同试件1，即粘结强度
0.52MPa，断裂面粘结良好，有少量岩石被拉断。
试件3：岩石面未处理同试件1，压力表无读数，断裂面有1/5无混凝土，喷射质量差，另外部分岩石被拉断。2
针对如此庞大的地下厂房，围岩爆破开挖后及时封闭支护相当重要，目前主要采取喷混凝土及系统锚杆支护，喷射混凝土与围岩粘结强度至关重要。按照DL/T5181-2003《水电水利工程锚喷支护施工规范》和国家标准GB50086-2001《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的要求，一些重要工程当有特殊要求时要测定喷射混凝土与围岩粘结强度，即待喷射混凝土达到一定强度后，在工程的代表部位采用钻取芯样拉拔法、现场喷大板劈裂法和预留试件拉拔法进行检测喷射混凝土与围岩粘结强度。喷大板劈裂法由于劈拉时很难避免剪切现象，故其测值偏大，并与现场实际情况有一定差异，不能真实反映喷射喷射混凝土与围岩粘结强度值；钻取芯样拉拔法在钻芯时对芯样扰动和损伤较大导致粘结强度偏低，且其成功率低。
本次现场试验位置选在主厂房Ⅳ层安装场上游侧墙上，安装未埋拉杆钢模6个，预埋拉杆钢模3个，共计9个试模，于2007年3月4日喷射混凝土施工。
本次现场试验对混凝土龄期7d、14d、21d预留试件进行3次拉拔试验。
本次拉拔试验采用穿心式拉拔器（100t）进行2个试件拉拔试验（见图6），压力表示值为0~60MPa，两个试件具体试验情况刷油待用。
五、现场试验
（一）第一次现场试验
试模采用内径为300mm的木试模与预埋拉杆钢试模两种。
木试模用3根夹角120°的8号铁丝固定在岩面上，钢试模用插销固定在岩面上（岩石上钻孔）。2006年9月20日，试模安装距爆破区很近，由于只喷试模内的混凝土，试模周边没有喷混凝土，预留试件为一孤立体。本次试验没有进行拉拔试件就自己断开，其原因有三：一是预埋拉杆较长，在试验部位下方与邻近部位开挖爆破时飞石打击预留试件，个别的甚至将预埋拉杆打弯；二是预留试件为孤立试件，其四周没有混凝土保护，易遭爆破飞石打击；三是试模锚固定在岩面上不可靠，稍有冲击力很易使预留试件混凝土与岩面发生位移而脱开。
（三）第三次现场试验
本次现场试验的预留试件是于2007年3月22日在主厂房Ⅳ层放炮区（0+210~0+250，高程57m）喷射成型的，试模形式为未埋拉杆钢试模，本次试验所用加荷装置与第二次现场试验完全相同，具体试验情况如下：
试件1：喷射混凝土前，岩面未经处理，只冲洗干净后就喷混凝土，2007年3月29日拉拔试验时，混凝土龄期为7d，压力表读数为3MPa，相应拉力为25.57KN，喷混凝土与围岩粘结强度为0.52MPa，断裂面粘结良好，有少量岩石被拉断。
51.29
39.46无
1.04
0.80
无无
3月12日（未预埋拉杆）
14d￠300ⅹ200
3月19日（未预埋拉杆）
￠300ⅹ200
（预埋拉杆）
21d￠300ⅹ2009.0
3.0
10.0
4.0
3.056.43
25.57
61.57
30.72
25.570.80
0.36
1.25
0.63
0.52断裂面有少量岩石被拉断
一个试件压力表读数为10MPa，相应拉力为61.57KN，喷混凝土与围岩粘结强度为1.25MPa，试件粘结面粘结良好。
另一个试件压力表读数为4.0 MPa，相应拉力为30.72KN，喷混凝土与围岩粘结强度为
0.63MPa，试件断裂面有片状岩石拉断，说明岩石裂隙导致粘结强度偏低。