曹亮
北京市政路桥股份有限公司 北京 100020
摘要：随着我国城市规模不断扩大，地铁工程建设数量也在不断增多。为了提高地铁隧道工程施工质量，必须采用GFRP筋在同等条件下，GFRP筋用于地连墙，可以有效避免人工破除洞门始发接收过程端头图体暴露的位置，减少始发接收风险隐患。还能够合理控制造价，但是GFRP筋自身也存在着不耐热的特性，所以需要对GFRP连接钢筋笼的制作、吊装、安装等一系列流程采取针对性的措施，保证GFRP筋的施工质量达到预期要求。
关键词：超深地连墙；GFRP筋；地铁盾构井
引言
在地铁隧道盾构机施工的过程中，盾构端头通常采用普通钢筋混凝土结构，整体破拆难度比较大。如果没有进行严格的质量控制，很容易出现涌水、涌沙等安全隐患，严重的还会导致塌方等问题。为此必须积极利用GFRP筋缩短始发接收过程端头体暴露的时间，减少始发接收的风险因素。通过对比GFRP筋与普通钢筋的力学性能和制作进行分析，明确玻璃纤维增强筋在盾构接收井中的实际应用，从而全面提高GFRP筋的应用质量，为我国地铁工程施工建设提供全新的方案。
1GFRP筋与普通钢筋的对比
1.1力学性能的对比
从力学角度来看，玻璃纤维增强基于普通钢筋相比较具有非常明显的优势，一方面玻璃纤维增强筋自身的承载性能比较高，抗拉强度大。与同等直径螺纹钢筋单体强度比较，GFRP筋是同等直径螺纹钢筋单体强度的两倍以上，但其总体质量只有直径螺纹钢筋的1/4，可以显著降低建筑物的整体质量，GFRP筋仅为钢筋的1/3~2/5。与普通钢筋相比较来看，GFRP筋的热膨胀系数与水泥相同，具有电热绝缘的特性、耐腐蚀性非常好，可以在桥梁、码头、隧道等各种潮湿恶劣环境下长时间使用。
通过抗剪强度对比GFRP筋试验数据仅为45~55MPa，具有良好的切割性和规模化生产的特点。GFRP筋能够具有非常好的粘结性特点，在与混凝土粘结时。能够有比较高的抗拉强度和比较低的抗剪强度，玻璃纤维筋整体抗剪强度也能够非常容易被复合式盾构机快速切割，不会对盾构机的刀具造成损坏。但是GFRP筋属于脆性材料，但刚性模量比较小，应力变化曲线，在屈服之前具有非常强的线性关系，这一特性也会导致连墙玻璃纤维钢筋笼在起吊时的稳定性不强。在基坑开挖时，GFRP筋连续墙的抗剪抗弯，也要低于普通钢筋的力学性能。
1.2GFRP筋笼与普通筋笼的比较
采用玻璃纤维增强筋制作的地连墙钢筋笼，与普通钢筋笼之间存在许多差异，首先在施工工期方面，GFRP筋无法在现场加工，必须经过工厂统一定制，所以要求对尺寸进行合理控制，如果出现下料失误必然会导致工程工期延误。GFRP筋脉是直接定制的，这也减少了普通钢筋加工工序钢筋绑扎搭接方式，能够省去焊接工序，缩短钢筋笼的制作时间，有效保证施工工期。
GFRP钢筋笼与普通钢筋笼相比，抗剪性能较低。且质量较轻，所以在起吊下笼浇筑时，施工难度比较大，非常容易出现散隆卡隆以及上浮等各种危险因素，在钢筋笼制作和吊装时需要严加把控，避免对钢筋笼质量造成影响。与普通钢筋笼，相比较来说，GFRP钢筋笼连续墙可以被盾构机直接割除，能够控制涌泥涌沙涌水等各种危险情况，还能够降低成本，避免出现噪音、粉尘等环境污染问题。最后可以有效减少钢筋笼的制作和安装费用，含GFRP筋笼体积较大，也可以有效缩减地下连续墙幅数，进一步节约成本，减少地下连续墙接口处工字钢以及锁口管的使用数量。
2GFRP筋在盾构接收井中的具体应用
2.1GFRP筋笼的制作
为满足盾构穿越的需要，必须确保洞口采用玻璃钢，施工时应将整个钢笼分成三个区域，两头采用普通钢筋连接，两个纵向钢筋与玻璃钢搭接区域，中间部分全部采用玻璃钢搭接，因为 GFRP筋必须采用 U型扣件搭接，玻璃钢与普通钢筋应采用钢丝绑扎。在钢筋笼制作时，应该在现场设置27.5m×7.0m的钢筋笼加工平台，整个平台应该利用型钢制作，保证刚度和稳定性符合要求。要确保平台各点位全部处于同一标高，在钢筋笼加工之前，还需要根据图纸要求下料，严格对洞门区域的标高范围进行合理控制，并且在钢筋上利用粉笔标注实际位置。在地面连续墙钢筋笼下层安装钢筋，首先要铺设横向钢筋，然后铺上纵向的玻璃纤维增强筋，保证钢筋笼的洞门顶标高，洞门底标高以及搭接长度，符合预期要求，在复核准确无误后，利用钢制U型卡扣，将玻璃纤维增强，金属受力主筋快速连接，U型扣件的尺寸与GFRP筋的直径保持一致，增强GFRP筋的抗变形能力。为了确保纵向主筋连接整体的稳定性，还要保证每一根玻璃纤维增强钢筋材料。与主筋两端连接0.3m处，当利用U型扣件连接时，要保证U型扣件朝向一致，方便钢筋笼搭接。
2.2GFRP筋笼吊装和剪力验算
盾构门洞上部普通钢筋和盾构门洞的玻璃纤维钢筋，共同组成了钢筋笼与普通钢筋笼，所有连接宽度均为4m，上部为GFRP筋以及普通钢筋混合结构，而下部则全部为普通钢筋结构，在吊装时应该采用六点起吊的方式，保证U型卡扣快速连接。GFRP筋笼中应该设置三组纵向桁架筋，每一个桁架筋之间的间距保持在3m以上，但是在下笼时要保证工字钢和轰炸机全部切除。
在玻璃钢筋纤维增强吊装钢筋笼钢筋吊装时，必须严格按照施工流程规范吊装。首先，要利用260t和150t吊机将GFRP钢筋笼移动到起吊位置，对吊车的作业半径严格控制，起重工分别安装吊点和卸扣。后利用主副吊机同时将钢筋笼提升至0.5~1m左右，判断钢筋笼是否出现局部变形等问题，如果没有异常，则主吊机快速起吊，副吊机配合提升进行试吊。在试吊时要保证两台吊机，能够协同作业，确保整个钢筋笼的稳定性和安全性。利用副吊机向左侧旋转，然后主吊机顺时针旋转至吊装位置，保证钢筋笼垂直于地面，最后将钢筋笼起吊，为竖直状态，复吊除去吊具。利用吊机将钢筋笼移动至号段边缘，按照设计位置要求缓慢入槽，然后完成起吊。
3超深地连墙GFRP筋在地铁盾构井中的经济效益
由于GFRP筋采取整体吊装工艺，能够有效缩短钢筋笼的吊装时间，也可以避免在槽段成槽后出现长时间暴露而引发的坍塌风险，采用标准化施工技艺能够提高钢筋笼制作的安全性与稳定性，同时还能够规避玻璃纤维钢筋笼，整体吊装刚度残缺的问题，提高整个钢筋笼吊装的安全性与稳定性。利用GFRP筋替换常规钢筋能够有效简化施工流程，降低施工成本，具有非常强的经济效益。在GFRP筋施工的过程中，通过建设单位、设计单位、监理单位共同协作，能够为整个玻璃纤维钢筋笼吊装施工，起到极大的推动作用，具有非常良好的示范意义，值得在社会范围推广。
结语
在末端井的圈地运动结构中使用玻璃纤维加固材料代替钢筋是技术上可行的，在许多国内城市的地铁建设中，通过运行良好的圈地运动结构，屏蔽膜直接隧道是技术上可行的。玻璃纤维增强材料比钢筋稍微贵一些，但在改善建筑环境、降低项目成本、改善建筑进度和防止建筑风险方面具有突出的优势。而且与整个建设过程相比，部分更换连续墙后，整体项目投资也减少了3万元，随着积极推进玻璃纤维增强应用，价钱下调的空间仍然存在。工期也缩短了大约7 ~ 10天。它实现了社会经济利益，值得大力宣传。该方法只能应用于装有封闭型硬岩切削刀具的结构。如果在软弱土层中使用，则只有锯齿刀片和刮刀的盾构机不能有效地切割玻璃纤维增强混凝土端壁，从而限制了此方法的使用。
参考文献
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