玻璃纖維筋在地鐵盾構始發中的應用分析

周建華（中鐵十二局集團第三工程有限公司 山西 太原 030024）

0 引言

玻璃纖維筋具備較強特性，其不但具備較強的抗壓能力，還含有受壓彈性模量，能夠較大程度上彌補傳統鋼筋所存在的不足，將玻璃纖維筋代替鋼筋用于混凝土的增強筋，能夠實現盾構的無障礙始發，使相關施工人員能夠根據盾構參數及時對地表可能出現的沉降現象進行實時監測，進而實現社會及經濟效益的雙項提升。針對濟南地鐵的工業北路站～王舍人站區間地鐵盾構始發中玻璃纖維筋的應用進行分析。

表1 工業北路站端頭井玻璃纖維筋的性能指標表

1 盾構始發期間玻璃纖維筋的使用

目前，已經針對地鐵領域的盾構切削混凝土配筋技術有了較為深刻的研究，結合工業北路站～王舍人站路段實際情況進行實驗，經一系列剪切及拉伸試驗后得出，其性能指標能夠符合無障礙盾構始發的相關標準，詳細性能指標如表1所示：

為保證盾構能夠實現持續且無障礙始發，在盾構的實際始發期間，本標段針對盾構進洞的范圍進行適當調整，同時利用直徑及數量皆存在一致性的玻璃纖維筋進行護樁，有效彌補了傳統鋼筋混凝土土樁存在一定弊端，實現工作質量上的提高。我國針對《盾構可切削混凝土配筋技術》有著較為明確的規定，規定中明確指出，混凝土配筋應大于熱軋帶肋鋼筋搭接長度，同時直徑應不小于40倍。鋼筋與玻璃纖維筋之間的連接存在一定復雜性，需保證在搭接處用U形卡進行固定，U形卡的具體數量應為3個左右，與此同時，相關人員應及時在盾構機刀盤上方進行鋼筋搭接，并且保證實際距離在1m以上，如此才能保證搭接過程的準確性。

2 玻璃纖維筋盾構始發前的準備工作

2.1 鋼筋及玻璃纖維筋的籠吊方法

與普通鋼筋籠相比較，玻璃纖維筋籠的剛度相對較小，因此在實際的玻璃纖維筋籠吊裝期間必須采取加固手段，此期間利用加強桁架對其進行固定。結合工業北路站工程實際情況分析，在進行底部鋼筋桁架與型鋼桁架的實際連接期間，采用銷栓進行加固。若想使底部鋼筋籠的整體剛度能夠得到較大程度提升，將鋼筋桁架進行橫向及縱向的方式擺放，而在中部的玻璃纖維筋籠方面，采用型鋼鋼架對玻璃纖維筋籠的上方進行加固，此期間注意，所采用的型鋼桁架需具備拆卸特點，以便于以下工作的順利展開。

在進行鋼筋籠的下放期間，相關人員充分了解孔位間的實際距離，而后將鋼筋籠緩慢對準孔位，避免此期間出現錯位及膨脹孔壁等現象的發生，與此同時，在筋籠的下放過程中，將外側加固后的型鋼進行拆除，而后在鋼筋籠安裝后對其進行固定。

2.2 盾構力架受力計算

為使盾構能夠與基座位置進行有效連接，相關人員在實際安裝前期需及時利用力學對反力架進行驗算。32000kN為初始階段的盾構掘進的推理值，經一系列的負環整環拼裝，整體推力主要在橫梁上方，橫梁每側為7000kN，此規格下均布范圍應在4.427m左右。左側立柱及支撐處，為反力架的危險處，利用相關公式對其進行實際計算后得出，彎矩在結構內部的總值為1355.52kN·m，并且之際彎矩主要位于立柱以及橫梁中間的支撐位置，經實際計算后具體的截面積應為A=592cm2。

2.3 安裝橡膠簾布

盾構在對玻璃纖維筋進行切削工作期間，其刀盤將發生無規律轉動，此期間翻板較易被刀盤損壞，進而導致橡膠簾布的密封效果受到影響，因此相關人員在此期間應采用密封壓板對動口進行密封，此期間應選用折葉式的密封壓板，以便于未來工作的順利開展。

結合工業北路站～王舍人站區間工程情況分析，在進行盾構初始工作前期，相關人員及時在洞口進行鋼環的預埋，此期間采用螺栓及橡膠簾布等材料，同時利用弧形鋼壓板等材料將其進行固定，而后將扇形鋼板安裝于弧形鋼壓板外部。在洞口受到盾構機刀盤的沖擊時，針對扇形板及盾構機外殼進行調整，保證實際距離能夠在9mm上下。

通過盾構機將扇形鋼板及橡膠簾布頂入，當盾尾鋼絲刷與管片連接期間，相關人員應及時對扇形板進行調整，保證扇形板能夠及時落于管片上方，而后在進行以下的挖掘工作。

3 地表監測及盾構始發參數控制

為保證盾構能夠在實際工作期間實現無障礙始發，相關人員及時對始發參數進行選擇，并且保證選擇參數的準確性。同時完善監測環節，保證地表沉降的監測數據能夠實現合理性及科學性，在實際理論計算期間，保證總推力及推進速度能夠符合實際操作相關標準，如此才能有效避免盾構的始發過程受到影響。

結合工業北路站～王舍人站區間主要工程分析，盾構在實際始發期間，魚尾到中心點與刀盤面板存在較大距離，此距離一般在480mm左右，為使刀盤受力能夠實現均勻性，相關人員應及時在掌子面與刀盤接觸前期，利用水鉆將掌子面與魚尾到可能接觸到的區域進行鑿除處理，與此同時，還應及時鑿除掌子面與注漿脊可能接觸到的區域，并且相關人員在實際操作時期應注意，磨樁與刀盤接觸期間不免產生熱量，此期間先關人員可及時對道具進行降溫處理，通過注入冷水等方式，以便于鑿除工作的順利開展。

左線盾構機即為盾構機的主體部分，而典型斷面選取部分即為左線盾構機的盾尾，通過實際檢測可對盾構機的參數及地表沉降值進行更為具體的研究，DB1斷面與DB2斷面存在較大差異性，DB1斷面所選取的拼裝數據為第10環管片，而DB2所選取的實際管片為第14環。盾構機在檢測盾尾的斷面情況后，能夠及時分析出地表沉降現象的準確位置，如此將實現盾構機的有效控制，及時檢測斷面實際距離，分析地表沉降常出現的原因。

實際數據分析，在橫斷面出現的地表沉降現象主要的分布方式為正態分布，即沉降槽主要在隧道軸線的平面上方所形成，若隧道上方的地表持續處于沉降量大的情況下，那么兩次沉降將逐漸減小?？傮w的地表沉降值應在-226m左右，能夠與我國地鐵工程的監控測量規范相符合。

4 結語

綜上所述，濟南地鐵已經開始加大對于新材料及技術的關注度，并在實際建造過程中嘗試采用新型技術及材料，同時對玻璃纖維筋的盾構始發工藝進行完善，此背景下施工安全風險呈降低趨勢，一定程度上提高施工整體進程，使工程的使用費用得到節約。由此可看出，新型技術及材料具備較大社會效益及經濟效益，能夠有效彌補傳統始發工藝所存在的不足，同時還使我國生態環境得到維護，有效實現土木工程的持續穩定發展，因此，相關人員應加大對玻璃纖維進的研究力度，并將其融入至我國基礎建設中，使我國市政基礎行業實現持續穩定發展。