玻璃纖維筋在地鐵盾構(gòu)始發(fā)中的應(yīng)用分析

周建華（中鐵十二局集團(tuán)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(qiáng)特性，其不但具備較強(qiáng)的抗壓能力，還含有受壓彈性模量，能夠較大程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)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(qiáng)筋，能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)的無障礙始發(fā)，使相關(guān)施工人員能夠根據(jù)盾構(gòu)參數(shù)及時(shí)對(duì)地表可能出現(xiàn)的沉降現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益的雙項(xiàng)提升。針對(duì)濟(jì)南地鐵的工業(yè)北路站～王舍人站區(qū)間地鐵盾構(gòu)始發(fā)中玻璃纖維筋的應(yīng)用進(jìn)行分析。

表1 工業(yè)北路站端頭井玻璃纖維筋的性能指標(biāo)表

1 盾構(gòu)始發(fā)期間玻璃纖維筋的使用

目前，已經(jīng)針對(duì)地鐵領(lǐng)域的盾構(gòu)切削混凝土配筋技術(shù)有了較為深刻的研究，結(jié)合工業(yè)北路站～王舍人站路段實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)一系列剪切及拉伸試驗(yàn)后得出，其性能指標(biāo)能夠符合無障礙盾構(gòu)始發(fā)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)性能指標(biāo)如表1所示：

為保證盾構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)且無障礙始發(fā)，在盾構(gòu)的實(shí)際始發(fā)期間，本標(biāo)段針對(duì)盾構(gòu)進(jìn)洞的范圍進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)利用直徑及數(shù)量皆存在一致性的玻璃纖維筋進(jìn)行護(hù)樁，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鋼筋混凝土土樁存在一定弊端，實(shí)現(xiàn)工作質(zhì)量上的提高。我國針對(duì)《盾構(gòu)可切削混凝土配筋技術(shù)》有著較為明確的規(guī)定，規(guī)定中明確指出，混凝土配筋應(yīng)大于熱軋帶肋鋼筋搭接長度，同時(shí)直徑應(yīng)不小于40倍。鋼筋與玻璃纖維筋之間的連接存在一定復(fù)雜性，需保證在搭接處用U形卡進(jìn)行固定，U形卡的具體數(shù)量應(yīng)為3個(gè)左右，與此同時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)在盾構(gòu)機(jī)刀盤上方進(jìn)行鋼筋搭接，并且保證實(shí)際距離在1m以上，如此才能保證搭接過程的準(zhǔn)確性。

2 玻璃纖維筋盾構(gòu)始發(fā)前的準(zhǔn)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(duì)較小，因此在實(shí)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(qiáng)桁架對(duì)其進(jìn)行固定。結(jié)合工業(yè)北路站工程實(shí)際情況分析，在進(jìn)行底部鋼筋桁架與型鋼桁架的實(shí)際連接期間，采用銷栓進(jìn)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(jìn)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(duì)玻璃纖維筋籠的上方進(jìn)行加固，此期間注意，所采用的型鋼桁架需具備拆卸特點(diǎn)，以便于以下工作的順利展開。

在進(jìn)行鋼筋籠的下放期間，相關(guān)人員充分了解孔位間的實(shí)際距離，而后將鋼筋籠緩慢對(duì)準(zhǔn)孔位，避免此期間出現(xiàn)錯(cuò)位及膨脹孔壁等現(xiàn)象的發(fā)生，與此同時(shí)，在筋籠的下放過程中，將外側(cè)加固后的型鋼進(jìn)行拆除，而后在鋼筋籠安裝后對(duì)其進(jìn)行固定。

2.2 盾構(gòu)力架受力計(jì)算

為使盾構(gòu)能夠與基座位置進(jìn)行有效連接，相關(guān)人員在實(shí)際安裝前期需及時(shí)利用力學(xué)對(duì)反力架進(jìn)行驗(yàn)算。32000kN為初始階段的盾構(gòu)掘進(jìn)的推理值，經(jīng)一系列的負(fù)環(huán)整環(huán)拼裝，整體推力主要在橫梁上方，橫梁每側(cè)為7000kN，此規(guī)格下均布范圍應(yīng)在4.427m左右。左側(cè)立柱及支撐處，為反力架的危險(xiǎn)處，利用相關(guān)公式對(duì)其進(jìn)行實(shí)際計(jì)算后得出，彎矩在結(jié)構(gòu)內(nèi)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(jīng)實(shí)際計(jì)算后具體的截面積應(yīng)為A=592cm2。

2.3 安裝橡膠簾布

盾構(gòu)在對(duì)玻璃纖維筋進(jìn)行切削工作期間，其刀盤將發(fā)生無規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)，此期間翻板較易被刀盤損壞，進(jìn)而導(dǎo)致橡膠簾布的密封效果受到影響，因此相關(guān)人員在此期間應(yīng)采用密封壓板對(duì)動(dòng)口進(jìn)行密封，此期間應(yīng)選用折葉式的密封壓板，以便于未來工作的順利開展。

結(jié)合工業(yè)北路站～王舍人站區(qū)間工程情況分析，在進(jìn)行盾構(gòu)初始工作前期，相關(guān)人員及時(shí)在洞口進(jìn)行鋼環(huán)的預(yù)埋，此期間采用螺栓及橡膠簾布等材料，同時(shí)利用弧形鋼壓板等材料將其進(jìn)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(gòu)機(jī)刀盤的沖擊時(shí)，針對(duì)扇形板及盾構(gòu)機(jī)外殼進(jìn)行調(diào)整，保證實(shí)際距離能夠在9mm上下。

通過盾構(gòu)機(jī)將扇形鋼板及橡膠簾布頂入，當(dāng)盾尾鋼絲刷與管片連接期間，相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)扇形板進(jìn)行調(diào)整，保證扇形板能夠及時(shí)落于管片上方，而后在進(jìn)行以下的挖掘工作。

3 地表監(jiān)測(cè)及盾構(gòu)始發(fā)參數(shù)控制

為保證盾構(gòu)能夠在實(shí)際工作期間實(shí)現(xiàn)無障礙始發(fā)，相關(guān)人員及時(shí)對(duì)始發(fā)參數(shù)進(jìn)行選擇，并且保證選擇參數(shù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)完善監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，保證地表沉降的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)合理性及科學(xué)性，在實(shí)際理論計(jì)算期間，保證總推力及推進(jìn)速度能夠符合實(shí)際操作相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如此才能有效避免盾構(gòu)的始發(fā)過程受到影響。

結(jié)合工業(yè)北路站～王舍人站區(qū)間主要工程分析，盾構(gòu)在實(shí)際始發(fā)期間，魚尾到中心點(diǎn)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?qū)崿F(xiàn)均勻性，相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)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(qū)域進(jìn)行鑿除處理，與此同時(shí)，還應(yīng)及時(shí)鑿除掌子面與注漿脊可能接觸到的區(qū)域，并且相關(guān)人員在實(shí)際操作時(shí)期應(yīng)注意，磨樁與刀盤接觸期間不免產(chǎn)生熱量，此期間先關(guān)人員可及時(shí)對(duì)道具進(jìn)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(gòu)機(jī)即為盾構(gòu)機(jī)的主體部分，而典型斷面選取部分即為左線盾構(gòu)機(jī)的盾尾，通過實(shí)際檢測(cè)可對(duì)盾構(gòu)機(jī)的參數(shù)及地表沉降值進(jìn)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(shù)據(jù)為第10環(huán)管片，而DB2所選取的實(shí)際管片為第14環(huán)。盾構(gòu)機(jī)在檢測(cè)盾尾的斷面情況后，能夠及時(shí)分析出地表沉降現(xiàn)象的準(zhǔn)確位置，如此將實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的有效控制，及時(shí)檢測(cè)斷面實(shí)際距離，分析地表沉降常出現(xiàn)的原因。

實(shí)際數(shù)據(jù)分析，在橫斷面出現(xiàn)的地表沉降現(xiàn)象主要的分布方式為正態(tài)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(xù)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(yīng)在-226m左右，能夠與我國地鐵工程的監(jiān)控測(cè)量規(guī)范相符合。

4 結(jié)語

綜上所述，濟(jì)南地鐵已經(jīng)開始加大對(duì)于新材料及技術(shù)的關(guān)注度，并在實(shí)際建造過程中嘗試采用新型技術(shù)及材料，同時(shí)對(duì)玻璃纖維筋的盾構(gòu)始發(fā)工藝進(jìn)行完善，此背景下施工安全風(fēng)險(xiǎn)呈降低趨勢(shì)，一定程度上提高施工整體進(jìn)程，使工程的使用費(fèi)用得到節(jié)約。由此可看出，新型技術(shù)及材料具備較大社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)始發(fā)工藝所存在的不足，同時(shí)還使我國生態(tài)環(huán)境得到維護(hù)，有效實(shí)現(xiàn)土木工程的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，因此，相關(guān)人員應(yīng)加大對(duì)玻璃纖維進(jìn)的研究力度，并將其融入至我國基礎(chǔ)建設(shè)中，使我國市政基礎(chǔ)行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。