玻璃纖維筋在盾構(gòu)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)端頭加固中的應(yīng)用原創(chuàng)

198玻璃纖維筋在盾構(gòu)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用XX（中國(guó)XX股份有限公司，XX，XX，450003）【摘要】國(guó)內(nèi)某些盾構(gòu)施工項(xiàng)目的盾構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)中采用玻璃纖維筋代替原圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的鋼筋，不但保證了盾構(gòu)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，而且使盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)施工時(shí)不需要人工破除洞門，通過(guò)盾構(gòu)直接掘進(jìn)完成，減少了盾構(gòu)施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，本文以此為例，希望為相關(guān)工程提供參考依據(jù)。【關(guān)鍵詞】玻璃纖維筋盾構(gòu)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)1前言目前，盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)正在朝長(zhǎng)距離、大直徑、大埋深、復(fù)雜斷面和高度自動(dòng)化方向發(fā)展。我國(guó)自20世紀(jì)60年代開始引進(jìn)、利用盾構(gòu)法修建城市地鐵隧道，雖然起步晚，但發(fā)展很快，隨著地下空間和城市地下快速交通系統(tǒng)的開發(fā)，我國(guó)盾構(gòu)技術(shù)與盾構(gòu)施工方法將得到更大、更快的發(fā)展。但盾構(gòu)始發(fā)到達(dá)施工技術(shù)，仍然是困擾盾構(gòu)施工的難題。通常盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)豎井井壁多用鋼筋混凝土或鋼材構(gòu)筑，用盾構(gòu)機(jī)的掘削刀具直接掘削這些豎井的井壁(或擋土墻)進(jìn)行開口作業(yè)較為困難，多數(shù)情況下無(wú)法直接完成[1]。而是采用人工開鑿的方法，這種方法不僅作業(yè)環(huán)境極其艱苦，同時(shí)由于墻體的開鑿破壞、土體的暴露，易出現(xiàn)土體塌方，導(dǎo)致地表下沉并危及地下管線和附近的建筑物的安全，而且在盾構(gòu)范圍內(nèi)鋼筋處理不干凈還可能造成盾構(gòu)刀盤、刀具的損壞。為了確保作業(yè)的安全，需在開口作業(yè)之前用注漿或其他工法對(duì)井壁背后的土體進(jìn)行加固，一般稱為端頭加固。如果加固土體強(qiáng)度太高，增加造價(jià)，給刀盤切削帶來(lái)困難；加固土體強(qiáng)度低，又起不到相應(yīng)的作用，在盾構(gòu)始發(fā)、到達(dá)作業(yè)時(shí)仍常出現(xiàn)地表過(guò)大沉降或涌水事故。鑒于上述技術(shù)原因，人們迫切地希望能有一種工期短、造價(jià)低、施工安全性高的新工法問(wèn)世。NOMST工法就是在這種迫切需求的條件下問(wèn)世的。NOMST(NovelMaterialShield—cuttableTunnel—WallSystem)即盾構(gòu)直接掘削新型材料墻體的方法[4]。該工法在XX己經(jīng)比較成熟，國(guó)內(nèi)還處于實(shí)驗(yàn)研究階段。這種新型材料就是纖維增強(qiáng)塑料即FRP筋，目前NOMST中的加強(qiáng)筋以碳纖維筋居多，玻璃纖維筋材還不普通，更缺乏設(shè)計(jì)和施工的依據(jù)。2玻璃纖維筋的性質(zhì)玻璃纖維筋學(xué)術(shù)上稱玻璃增強(qiáng)塑料（GlassFiberReinforcedPlastics簡(jiǎn)稱GFRP），是一種連續(xù)纖維增強(qiáng)材料（ContinuousFiberReinforcedPlastics簡(jiǎn)稱FRP）。在其生產(chǎn)過(guò)程中，首先將多股纖維輕微扭動(dòng)并通過(guò)樹脂浸漬器浸漬樹脂，然后進(jìn)行矯直處理，再通過(guò)一個(gè)熱金屬模張拉，除去多余的樹脂即可[4]。在這些FRP中，GFRP研制最早，1942年就由XX橡膠公司研制成功，1970年，XX首先將GFRP筋應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)。作為混凝土結(jié)構(gòu)配筋用的FRP其外形可以作成光圓、螺紋、矩形及工字形等。FRP有如下特點(diǎn)：（1）抗拉強(qiáng)度高、密度??；密度2g/cm3左右，抗拉強(qiáng)度近2000MPa，和高強(qiáng)鋼絲接近[5]；（2）熱漲系數(shù)與混凝土接近，為0.8～1.2×10-5；適合作為加強(qiáng)筋在混凝土中應(yīng)用。當(dāng)周圍環(huán)境溫度變化時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，破壞FRP筋與混凝土之間的粘結(jié)，從而保證了FRP筋與混凝土之間能協(xié)同工作[8]。（3）彈性模量低，約為鋼筋的2/3至1/5[5]。（5）耐腐蝕性能好。對(duì)于水利工程、橋梁、碼頭等在潮濕環(huán)境或其他侵蝕性環(huán)境中工作的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，F(xiàn)RP非常適合于作為鋼筋的替代材料[6]。（6）抗剪強(qiáng)度較低；普通的FRP筋的抗剪強(qiáng)度僅有50～60MPa[9]。（7）具有優(yōu)良的切割性[6]。斑玻璃纖維另筋隱為裙FR研P絡(luò)的一種，沃其性能上息基本和鋼恒筋相似，獅與混凝土來(lái)很好的黏錄結(jié)性，和揀混凝土具陪有躲幾乎相同遼的收縮系似數(shù)，同時(shí)日又具有很揚(yáng)高的抗拉懇強(qiáng)度和較指低的抗剪份強(qiáng)度，可貓以被盾構(gòu)絨機(jī)的刀具須切割、磨駐削破碎，冷可以作為爬NOMS筆T幫材料應(yīng)用勢(shì)。律3寧巷玻璃纖維戰(zhàn)筋在盾構(gòu)抱始發(fā)、到允達(dá)井圍護(hù)欺結(jié)構(gòu)中的灘應(yīng)用揀3.1醒抵玻璃纖維生筋日在房X咬X慶地兄鐵去1喇號(hào)線試驗(yàn)和段人工挖舊孔樁圍護(hù)觀結(jié)構(gòu)中的擋應(yīng)用意（憲1郊）畜X蜓X賓地薯鐵悠1仔號(hào)線試驗(yàn)覆段玻璃纖煌維筋在盾筑構(gòu)井中的惡使用情況蟻X相X膀地處岷江撓沖積扇狀魔平原，地鴿層主要為降富水飽和雕砂卵石層乳，水位高觀，卵石含姻量大，達(dá)斷到至了價(jià)6均0跨％以上，眾粒徑大，棵最大的超賓過(guò)梯600m患m未。蟻X草X圾地井鐵怕1愧號(hào)線試驗(yàn)孔段為國(guó)內(nèi)典首次在富港水卵石地泛層中采用梢盾構(gòu)施工些，在此種野地層中還馳沒(méi)有比較腸成熟的地門層加固改歷良方法（雨化學(xué)加固學(xué)法、置換辭法繼<爐高壓旋噴乳等插>買、凍結(jié)法耳、豎井壓奸氣法、鋼校板樁、直型接切削臨租時(shí)墻法等踢）拳[3]東；因此設(shè)束計(jì)時(shí)充分蹦參考了直林接切削臨微時(shí)墻玻法傳――弱NOMS詢T冬工法冊(cè)，利朱用阿FR例P售的高抗拉擱強(qiáng)度、低加抗剪強(qiáng)度守的特性，類盾構(gòu)始發(fā)放、到達(dá)圍欲護(hù)結(jié)構(gòu)混狀凝土用玻覺(jué)璃纖維筋削代替鋼筋惠，盾構(gòu)刀亡具可直接柏切削完成起盾構(gòu)始發(fā)獨(dú)、到達(dá)。錦盾構(gòu)井主找體圍護(hù)結(jié)三構(gòu)采展用百Φ摟1200樸@140貴0期人工挖孔萄鋼筋混凝朋土灌男注樁為圍租護(hù)結(jié)構(gòu)；眠盾構(gòu)開挖獲范圍內(nèi)圍閥護(hù)樁樁體漂采劃用亮Φ份25m閉m出的玻璃纖貍維筋，采淹用綁扎連你接，搭接發(fā)長(zhǎng)源度杯1.2掉m侄～穩(wěn)1.4豪m(xù)益，妄C3圈0詠混凝土。迷樁體嵌入旦坑底卵石落土層深度冤為槽3.盒5炮米。每個(gè)逼盾構(gòu)隧道示洞門范圍跨內(nèi)玻璃纖沿維筋圍護(hù)筒樁每共濟(jì)5該根菊[4]揭。洞X眾X顧地?fù)p鐵前1驚號(hào)線盾構(gòu)摔井圍護(hù)結(jié)擋構(gòu)如目圖媽1附所示。秧圖證1X慕X嗽地填鐵分1越號(hào)線試驗(yàn)憤段火車南簽站盾構(gòu)井螺橫斷面圖雁（宮2衫）玻璃纖竹維筋應(yīng)用抽效果回X就X逗地殺鐵蜓1矩號(hào)線試驗(yàn)敵段在盾構(gòu)小始發(fā)、到意達(dá)的豎井凳圍護(hù)結(jié)構(gòu)開中在盾構(gòu)擋隧道范圍愉內(nèi)的人工朋挖孔樁采暫用相同直散徑的玻璃欄纖維筋代霜替鋼筋，深基坑開挖允過(guò)程對(duì)玻鑰璃纖維筋盾樁和鋼筋碎樁進(jìn)行了岔監(jiān)測(cè)對(duì)比旱，兩種樁梯體基本上貴沒(méi)有區(qū)別款；盾構(gòu)施吹工掘進(jìn)段姓，為了確扣保盾構(gòu)始茅發(fā)、到達(dá)吩施工的安谷全，部分嘗施工區(qū)域狠對(duì)地層進(jìn)妻行了簡(jiǎn)單守的加固，盜如局部小熱范圍的壓天密注漿或驢者井點(diǎn)降殖水等措施笨；始發(fā)時(shí)烤在主體結(jié)某構(gòu)上安裝測(cè)鋼制延長(zhǎng)窮洞門，確貼保盾構(gòu)機(jī)衫刀盤在剛博靠近圍護(hù)終結(jié)構(gòu)時(shí)盾壤構(gòu)機(jī)就能剃被延長(zhǎng)洞香門上的洞健門密封裝或置密封，旗建立壓力暢，正常掘渾進(jìn)，泥水扒盾構(gòu)和土戀壓盾構(gòu)全擔(dān)部直接切授屑玻璃纖悔維筋樁安談全的通過(guò)腹盾構(gòu)井圍使護(hù)結(jié)構(gòu)，捧成功始發(fā)言；到達(dá)時(shí)迅同樣直接蘆掘進(jìn)切削視玻璃纖維淋筋圍護(hù)樁夏直接通過(guò)糕；此種施場(chǎng)工方法減壽少了地層紀(jì)加固費(fèi)用緊，減少了極人工語(yǔ)洞門破除刻工序，降振低了破除奴洞門時(shí)的朝安全風(fēng)險(xiǎn)下。取得了此非常好的唐經(jīng)濟(jì)、社剛會(huì)效益。漸X妄X絡(luò)地豪鐵智1桶號(hào)線試驗(yàn)頁(yè)段分別采賽用了泥水闊盾構(gòu)和土頑壓平衡盾蠅構(gòu)施工，鋒刀盤百為軟6哄把中心滾晶刀正，它1飛3持把雙刃滾丹刀宵，燭1充6特把刮刀甩，旁6更4工把齒刀，捏均直接切古削玻璃纖鉛維筋樁圍式護(hù)結(jié)構(gòu)成娛功始發(fā)。叼泥水盾構(gòu)朝機(jī)在掘進(jìn)位玻璃纖維賢筋樁時(shí)由升于玻璃纖域維筋密度右小漂浮在糧高濃度漿瞧液上方堆先積后堵塞呆了出漿泵洞口，前期慶通過(guò)人員驢進(jìn)倉(cāng)處理鍋，后通過(guò)始及時(shí)、定只期的泥漿假泵反循環(huán)趕沖洗，破猜碎的玻璃懼纖維筋無(wú)羨法在泵口箱聚集，成魯功排出。弟玻璃纖維嫂筋圍護(hù)結(jié)欣構(gòu)人工挖麥孔樁中施溉工照片、筋被盾構(gòu)機(jī)售破碎后的會(huì)照片見照事片紙1窄～這8把。輕照汽片遮1宰餓纖維筋圍屢護(hù)樁的主攔筋律幻蠟田冤捏照限片獄2酒稼纖維筋圍特護(hù)樁的箍軋筋故照認(rèn)片善3器模玻璃纖維皆筋圍護(hù)樁倡護(hù)絹壁沙趣饑予淋照追片掠4紛宣玻璃纖維鹿筋圍護(hù)樁忍樁體施工即照派片億5歇令土壓盾構(gòu)拳切削的?？缌Юw維筋日碎片與渣信土印追幻照蓄片愁6勻堵土壓盾構(gòu)溪切削的玻刮璃纖維筋姻短節(jié)訂照泄片犯7館思泥水盾構(gòu)賊掘進(jìn)切削鑄的玻璃纖輸維筋碎注屑水挺圍照晶片盤8嘗購(gòu)泥水盾構(gòu)提掘進(jìn)切削嗎的玻璃纖系維筋短節(jié)逐3姜.2比泳玻璃纖維截筋眠在膛X步X挎長(zhǎng)江隧道猾連續(xù)墻圍陜護(hù)結(jié)構(gòu)中拜的應(yīng)用悅被譽(yù)舍為啟“僅X另X智第一搬隧適”灘的遵X抖X哭長(zhǎng)江隧道詳為水下公量路隧道，夏盾構(gòu)隧道框長(zhǎng)俗約孤2.5K雷m團(tuán)，隧道內(nèi)勇徑啊10估m(xù)致，采取用漲11.3廟8震m擴(kuò)的泥水盾總構(gòu)施工，幼盾構(gòu)始發(fā)門豎井圍護(hù)咳結(jié)構(gòu)采慎用粗800m同m憐厚的地下淚連續(xù)墻；逼因始發(fā)時(shí)更隧道埋深外淺，其地贊下水豐富乎，為保證撒盾構(gòu)始發(fā)名的安全，猴始發(fā)考慮飯采用延長(zhǎng)參洞門結(jié)合鬼直接切削括臨時(shí)墻歌法批――肢NOMS稍T睡工法，在刻盾構(gòu)始發(fā)逆井連續(xù)墻略盾構(gòu)隧道帶的圓形區(qū)鄙間范圍內(nèi)反，采用相霉同直徑的戰(zhàn)玻璃纖維躁筋等量代聚替鋼筋，府玻璃纖維姐筋和鋼筋檢通過(guò)綁扎報(bào)連接瓜。支X誠(chéng)X疲長(zhǎng)江隧道告地下連續(xù)蹤墻玻璃纖駕維筋綁扎下施工見照惠片附9辜、炮10城[2]嫌。脅（照片中印白色的為使玻璃纖維招筋、黑色潛為鋼筋）錫照哈片慧9怒焰玻璃纖維嫁筋連續(xù)墻詠綁扎施釣工櫻誕缸據(jù)照挨片竿10傾少玻璃纖維墾筋連續(xù)墻押準(zhǔn)備施工戲X陸X每長(zhǎng)江隧道樸盾構(gòu)機(jī)配孩備北3駐9屑把單刃滾鏈刀洪，紋22解4喪把切刀，營(yíng)刀盤直捉徑援11.3盯8零米，通過(guò)覽延長(zhǎng)洞門物，迅速建滿立壓力，謊開始正常武掘進(jìn)，刀破盤直接切哲削通過(guò)圍轟護(hù)結(jié)貪構(gòu)蔑―侄―蘭盾構(gòu)隧道蘇范圍內(nèi)為鳳玻璃纖維割筋，（設(shè)回計(jì)為了確強(qiáng)保施工安光全，設(shè)計(jì)訪了端頭加綁固）。由壞于霧X吊X摟長(zhǎng)江隧道堵的地質(zhì)以闖淤泥質(zhì)粘急土為主，捕盾構(gòu)機(jī)配喇置刀具以牙切刀為主輸，而圍護(hù)壓結(jié)構(gòu)地下道連續(xù)墻的語(yǔ)混凝土標(biāo)剩號(hào)較高，飲為水遠(yuǎn)下公C3挖0帶混凝土，據(jù)導(dǎo)致盾構(gòu)綠機(jī)始發(fā)時(shí)撒掘進(jìn)通過(guò)獲連續(xù)墻的掙過(guò)程中切賤削混凝土梨非常困難猾，且由于研混凝土和奪玻璃纖維鴿筋結(jié)合非擋常緊密，塞玻璃纖維右筋卡壞了性部分切刀這，最終只畜能人工破禮除地下連喉續(xù)墻騎。幣X住X尼地鐵試驗(yàn)苦段泥水盾便構(gòu)見照奧片逗1慧1路，張X沙X起長(zhǎng)江隧道樣盾構(gòu)刀盤犯見照貍片般1帆2悲。鹽照建片抹11X礦X放地鐵試驗(yàn)葡段泥水盾暗構(gòu)刀舞盤雷顆蹲照革片益12瞞X蛋X象長(zhǎng)江隧道玩泥水盾構(gòu)隱刀幫盤丑趟4稍肉總結(jié)穴雖然玻璃飄纖維筋的沾價(jià)格比鋼賠筋貴，但硬是相比與掘減少的洞疏門的鑿除中和減少的使盾構(gòu)始發(fā)塘端頭加固索費(fèi)用、時(shí)誦間，還是浴比較經(jīng)濟(jì)喪，而且增是加了施工認(rèn)安全性。組通過(guò)稱在刃X缸X男地鐵一號(hào)欠線試驗(yàn)段減工程以滋及稀X戒X絹長(zhǎng)江隧道浴兩個(gè)盾構(gòu)喊標(biāo)段的實(shí)罩施，驗(yàn)證容盾構(gòu)井圍魚護(hù)結(jié)構(gòu)采滿用玻璃纖遙維筋代替分鋼筋，取倒消人工破之除洞門，急直接盾構(gòu)姻（泥水、嶄土壓盾構(gòu)豪均可以）寒掘進(jìn)通過(guò)院圍護(hù)結(jié)構(gòu)夕的施工是茅一種可以掙實(shí)施的、最經(jīng)濟(jì)的、勁安全的施咱工方案，輛以后其他訴類似工程聾可以借鑒粘。痛但在采用譽(yù)玻璃纖維宜筋圍護(hù)結(jié)見構(gòu)的設(shè)計(jì)非、施工的倉(cāng)過(guò)程中要弊注意：團(tuán)①蹤玻璃纖維電筋與鋼筋賽為綁扎連菊接，必須挺按照相關(guān)套的規(guī)范?？∽C足夠的療搭接長(zhǎng)度修，確保工槳程安全樣[10]胳；山②詳這種施工贏方法在盾鋒構(gòu)始發(fā)時(shí)維需要根據(jù)膽盾構(gòu)井主銷體配合延幅長(zhǎng)洞門一叔起應(yīng)用，束效果明顯距；累③畜當(dāng)盾構(gòu)機(jī)年是以刮刀尸