盾构始发中的玻璃纤维筋应用研究.pdf

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1、轨道交通与地下工程器TrackTraffic＆UndergroundEngineering盾构始发中的玻璃纤维筋应用研究蒋华1，刘军2，原海军3，周洪2，李东海4t5(1．中铁电气化局铁路工程分公司，北京100030；2．北京建筑大学，北京100044；3．北京城市快轨建设管理有限公司，北京100027；4．北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心，北京100044；5．北京市市政工程研究院，北京100037)摘要：盾构始发是盾构施工的关键环节之一，常规的盾构始发前必须破除盾构端头井钢筋混凝土桩，破除过程中存在较大的施工安全风险。采用玻璃纤维

2、筋局部替代钢筋后，可用盾构机直接进行磨桩推进，有效地消除这个过程极易发生的涌水、塌方等事故，减少对周围环境的影响，降低了盾构进洞过程中的危险。在充分研究15号线关庄站盾构无障碍始发的基础上，探讨了始发参数、辅助措施，并进一步分析了无障碍始发的安全性、工期和经济性，以期能在北京获得更为广泛的应用。关键词：盾构施工：盾构始发；围护桩；玻璃纤维筋中图分类号：U455．43文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)06—0079—05onApplicationofGFRPBarsinShieldLaunchingJiangHua，LiuJun

3、，YuanHaijun，ZhouHong，LiDonghai玻璃纤维筋(GlassFiberReinforcedPolvmerRebar，简称GFRP)在盾构井围护桩洞口部位替代钢筋实现盾构的无障碍始发与接收．避免人工凿除钢筋混凝土桩体而带来的安全风险，目前在国内外已经获得～定程度的应用。如林刚⋯等人以成都地铁1号线后子门盾构井为背景，通过室内试验、理论推导和现场试验等手段对GFRP篾在盾构端头井围护结构中的应用进行了论述，采用GFRP筋代替盾构端头井围护结构中的钢筋不但可以减少盾构进出洞事故，提高施工效率，还可以减少端头井地层加固费用；李辉龙[

4、2】等人阐述了北京地下直径线盾构施工始发井支护结构地下连续墙GFRP筋混凝土施工技术；钟明【31介绍了东莞地铁R2线珊美站站小里程端盾构工程应用GFRP筋的情况；姜云申【4】以广州市某工程为依托，分析并总结了盾构始发、到达新工艺及GFRP筋在工程中的实施效果。目前，该方法在北京地铁15号线关庄站获得了成功应用，并在15号线其他车站进行推广使用，获得了可观的经济效益与社会效益。笔者以关庄站为例，阐述了该方法的应用情况，以期在北京能获得广泛的应用。1工程概况北京地铁15号线关庄站为地下岛式车站。标准段为3层双跨箱形结构，车站有效站台中心里程为右K“+

5、416．000m．车站有效站台右线中心轨顶高程为16．3m。标准段宽度20．9m，车站长144．1m，高21．93m，车站标准段顶部覆土约3．55m，标准段基坑开挖深度约25．68m，盾构井处深约26．67m。共有2个风道、3个出人口、1个消防专用口和1个换乘通道。车站主体和附属结构均采用明挖法施工。盾构始发井设置在车站内，始发井钻孑L灌注桩采用勿1000@1400mm作为围护结构，混凝土强度等级为C30，钻孔桩单根长度约为32m。盾构进洞位置埋深约为19～25m。地层为粉质黏土层和中粗砂层，洞口周边地层为粉土层、细中砂层；地下水主要为层间潜水(

6、四)，其上覆地层含水层为细中砂层，具有承压性。车站范围内地层及地下水详细情况见表l。表l车站范围内地层及地下水情况2014年第6_(11一)第32巷辛荭技术79器轨道交通与地下工程TrackTr8仟ic&UndergroundE九gineering1．1盾构进出洞范围围护桩使用玻璃纤维筋为了加大盾构进洞时的安全系数，在盾构进出洞范围内的围护桩使用同数量、同直径的玻璃纤维筋替代传统钢筋混凝土桩骨架，利用玻璃纤维筋高抗拉强度、低抗剪强度的特征，使盾构通过时可直接切削，以减少人工拆除围护桩及钢筋危险源，有效地消除这个过程极易发生的涌水、塌方等事故，减少

7、对周围环境的影响，降低盾构进洞的危险。盾构机为日立痧6150土压平衡盾构机，每个洞口处拟凿除的灌注桩有6根(见图1)，这6根灌注桩在洞口处采用同直径的玻璃纤维筋代替钢筋。洞口处钻孔桩的骨架材质分为3部分：洞口上部为钢筋，洞口及洞口上下500mm范围内为玻璃纤维筋，洞口下部为钢筋。玻璃纤维筋桩配筋图见图2，混凝土强度等级C30。玻璃纤维筋与钢筋的搭接长度为40倍玻璃纤维筋直径，每根玻璃纤维筋与钢筋的搭接采用沿长度方向均匀布置3个钢丝绳U形卡对2种主筋进行连接。值得注意的是：在搭接段中，为了增强这部分桩体的抗剪承载力，该段桩体的箍筋为钢筋箍筋。图1玻

8、璃纤维筋混凝土桩位置桩体钢筋笼在地面上加工好后整体吊入钻好的孔内。钢筋笼与玻璃纤维筋笼连接采用钢丝绳U形卡连接，玻璃纤维筋之问的搭接为4