玻璃纤维筋在地铁盾构始发中的应用分析

周建华（中铁十二局集团第三工程有限公司 山西 太原 030024）

0 引言

玻璃纤维筋具备较强特性，其不但具备较强的抗压能力，还含有受压弹性模量，能够较大程度上弥补传统钢筋所存在的不足，将玻璃纤维筋代替钢筋用于混凝土的增强筋，能够实现盾构的无障碍始发，使相关施工人员能够根据盾构参数及时对地表可能出现的沉降现象进行实时监测，进而实现社会及经济效益的双项提升。针对济南地铁的工业北路站～王舍人站区间地铁盾构始发中玻璃纤维筋的应用进行分析。

表1 工业北路站端头井玻璃纤维筋的性能指标表

1 盾构始发期间玻璃纤维筋的使用

目前，已经针对地铁领域的盾构切削混凝土配筋技术有了较为深刻的研究，结合工业北路站～王舍人站路段实际情况进行实验，经一系列剪切及拉伸试验后得出，其性能指标能够符合无障碍盾构始发的相关标准，详细性能指标如表1所示：

为保证盾构能够实现持续且无障碍始发，在盾构的实际始发期间，本标段针对盾构进洞的范围进行适当调整，同时利用直径及数量皆存在一致性的玻璃纤维筋进行护桩，有效弥补了传统钢筋混凝土土桩存在一定弊端，实现工作质量上的提高。我国针对《盾构可切削混凝土配筋技术》有着较为明确的规定，规定中明确指出，混凝土配筋应大于热轧带肋钢筋搭接长度，同时直径应不小于40倍。钢筋与玻璃纤维筋之间的连接存在一定复杂性，需保证在搭接处用U形卡进行固定，U形卡的具体数量应为3个左右，与此同时，相关人员应及时在盾构机刀盘上方进行钢筋搭接，并且保证实际距离在1m以上，如此才能保证搭接过程的准确性。

2 玻璃纤维筋盾构始发前的准备工作

2.1 钢筋及玻璃纤维筋的笼吊方法

与普通钢筋笼相比较，玻璃纤维筋笼的刚度相对较小，因此在实际的玻璃纤维筋笼吊装期间必须采取加固手段，此期间利用加强桁架对其进行固定。结合工业北路站工程实际情况分析，在进行底部钢筋桁架与型钢桁架的实际连接期间，采用销栓进行加固。若想使底部钢筋笼的整体刚度能够得到较大程度提升，将钢筋桁架进行横向及纵向的方式摆放，而在中部的玻璃纤维筋笼方面，采用型钢钢架对玻璃纤维筋笼的上方进行加固，此期间注意，所采用的型钢桁架需具备拆卸特点，以便于以下工作的顺利展开。

在进行钢筋笼的下放期间，相关人员充分了解孔位间的实际距离，而后将钢筋笼缓慢对准孔位，避免此期间出现错位及膨胀孔壁等现象的发生，与此同时，在筋笼的下放过程中，将外侧加固后的型钢进行拆除，而后在钢筋笼安装后对其进行固定。

2.2 盾构力架受力计算

为使盾构能够与基座位置进行有效连接，相关人员在实际安装前期需及时利用力学对反力架进行验算。32000kN为初始阶段的盾构掘进的推理值，经一系列的负环整环拼装，整体推力主要在横梁上方，横梁每侧为7000kN，此规格下均布范围应在4.427m左右。左侧立柱及支撑处，为反力架的危险处，利用相关公式对其进行实际计算后得出，弯矩在结构内部的总值为1355.52kN·m，并且之际弯矩主要位于立柱以及横梁中间的支撑位置，经实际计算后具体的截面积应为A=592cm2。

2.3 安装橡胶帘布

盾构在对玻璃纤维筋进行切削工作期间，其刀盘将发生无规律转动，此期间翻板较易被刀盘损坏，进而导致橡胶帘布的密封效果受到影响，因此相关人员在此期间应采用密封压板对动口进行密封，此期间应选用折叶式的密封压板，以便于未来工作的顺利开展。

结合工业北路站～王舍人站区间工程情况分析，在进行盾构初始工作前期，相关人员及时在洞口进行钢环的预埋，此期间采用螺栓及橡胶帘布等材料，同时利用弧形钢压板等材料将其进行固定，而后将扇形钢板安装于弧形钢压板外部。在洞口受到盾构机刀盘的冲击时，针对扇形板及盾构机外壳进行调整，保证实际距离能够在9mm上下。

通过盾构机将扇形钢板及橡胶帘布顶入，当盾尾钢丝刷与管片连接期间，相关人员应及时对扇形板进行调整，保证扇形板能够及时落于管片上方，而后在进行以下的挖掘工作。

3 地表监测及盾构始发参数控制

为保证盾构能够在实际工作期间实现无障碍始发，相关人员及时对始发参数进行选择，并且保证选择参数的准确性。同时完善监测环节，保证地表沉降的监测数据能够实现合理性及科学性，在实际理论计算期间，保证总推力及推进速度能够符合实际操作相关标准，如此才能有效避免盾构的始发过程受到影响。

结合工业北路站～王舍人站区间主要工程分析，盾构在实际始发期间，鱼尾到中心点与刀盘面板存在较大距离，此距离一般在480mm左右，为使刀盘受力能够实现均匀性，相关人员应及时在掌子面与刀盘接触前期，利用水钻将掌子面与鱼尾到可能接触到的区域进行凿除处理，与此同时，还应及时凿除掌子面与注浆脊可能接触到的区域，并且相关人员在实际操作时期应注意，磨桩与刀盘接触期间不免产生热量，此期间先关人员可及时对道具进行降温处理，通过注入冷水等方式，以便于凿除工作的顺利开展。

左线盾构机即为盾构机的主体部分，而典型断面选取部分即为左线盾构机的盾尾，通过实际检测可对盾构机的参数及地表沉降值进行更为具体的研究，DB1断面与DB2断面存在较大差异性，DB1断面所选取的拼装数据为第10环管片，而DB2所选取的实际管片为第14环。盾构机在检测盾尾的断面情况后，能够及时分析出地表沉降现象的准确位置，如此将实现盾构机的有效控制，及时检测断面实际距离，分析地表沉降常出现的原因。

实际数据分析，在横断面出现的地表沉降现象主要的分布方式为正态分布，即沉降槽主要在隧道轴线的平面上方所形成，若隧道上方的地表持续处于沉降量大的情况下，那么两次沉降将逐渐减小。总体的地表沉降值应在-226m左右，能够与我国地铁工程的监控测量规范相符合。

4 结语

综上所述，济南地铁已经开始加大对于新材料及技术的关注度，并在实际建造过程中尝试采用新型技术及材料，同时对玻璃纤维筋的盾构始发工艺进行完善，此背景下施工安全风险呈降低趋势，一定程度上提高施工整体进程，使工程的使用费用得到节约。由此可看出，新型技术及材料具备较大社会效益及经济效益，能够有效弥补传统始发工艺所存在的不足，同时还使我国生态环境得到维护，有效实现土木工程的持续稳定发展，因此，相关人员应加大对玻璃纤维进的研究力度，并将其融入至我国基础建设中，使我国市政基础行业实现持续稳定发展。