河套出入线四线明挖段玻璃纤维施工技术

河套出入线四线明挖段玻璃纤维施工技术

乔梁

中国建筑第二工程局有限公司北京分公司北京100160

摘要：本文主要是对青岛地铁8号线PPP项目（B1包）土建03工区河套停车场出入场线四线明挖段施工过程用到的新型材料玻璃纤维筋的论述，在本工程中TBM接收井西端墙MG6~MG10锚杆钢筋采用玻璃纤维筋。本文主要讲述了玻璃纤维筋的性能、施工工艺、在本工程应用的意义等。玻璃纤维筋依靠其独特的性能很好的满足了现场施工的需要。本文主要内容包括“工程概况”、“玻璃纤维筋的性能”、“玻璃纤维筋锚杆与普通钢筋锚杆的差异”、“施工工艺”等。

关键词：青岛地铁8号线；玻璃纤维筋；新型材料

1工程概况

TBM接收井为8号线支线TBM吊出使用，位于河套停车场出入线四线明挖段外侧，考虑后期接收井爆破开挖对四线明挖段区间的影响，现预留TBM接收井，与明挖区间段共基坑开挖。TBM接收井位于8号线支线正上方，井内净空尺寸为：16m（长）X9m（宽），并提前施做好TBM接收洞，接收洞长度5m，净空半径尺寸为3720mm。设计依据青岛市地铁8号线工程施工图设计TBM始发、过站、吊出一般技术要求。基坑围护结构主要采用放坡+钢管桩+喷锚支护，接收洞侧围护结构采用放坡+喷锚支护的型式。

图1：TBM接收井剖面图

为便于后期8号线支线区间施工，规避TBM进出洞处钢筋锚杆影响，本计算单元范围内MG6~MG10锚杆钢筋采用玻璃纤维筋，MG6~MG10锚杆的有效长度分别为6m、5.5m、5.5m、5m、5m，锚杆直径分别为Ф25、Ф25、Ф28、Ф28、Ф28，水平间距1.5m，入射角度15°，成孔110mm。

2玻璃纤维筋的特性

2.1玻璃纤维筋的定义

玻璃纤维筋（GFRP）是纤维增强复合材料（Fi-berReinforcedPolymer简称FRP）的一种，纤维增强复合材料是由高性能纤维与合成树脂基体、固化剂采用适当的成型工艺所形成的材料；高性能纤维为增强材料，合成树脂为基体材料．纤维具有很高的抗拉强度，是纤维增强复合材料强度的主要提供者，主要起承受荷载作用，主要分为碳纤维、芳纶纤维、玄武纤维、玻璃纤维等。基体材料有粘结、传递剪力的作用，其物理性质可以影响纤维增强材料的物理性质。

玻璃纤维筋的基材包括不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂等．玻璃纤维筋的全称为玻璃纤维增强复合材料筋，是由高性能的含碱量小于0.8%的无碱玻璃纤维无捻粗纱或者高强玻璃纤维无捻粗纱和树脂基体（环氧树脂、乙烯基树脂、不饱和聚酯树脂等）、固化剂，采用成型固化工艺复合而成表面形状为全螺纹式的杆体。

2.2玻璃纤维筋的性质

玻璃纤维筋的特点：

（1）高承载能力，抗拉能力强，杆体强度是同等直径螺纹钢筋的两倍，但质量只有钢筋的1/4；

（2）弹模稳定，约为钢筋的1/3～2/5；

（3）电热绝缘，热膨胀系数比钢筋更接近水泥。

2.3玻璃纤维筋与普通钢筋的差异

玻璃纤维筋在性能上和钢筋基本相似，与混凝土有很好的黏结性，同时又具有很高的抗拉强度和较低的抗剪强度，可以很容易的被复合式盾构机直接切割，而不会造成异常的刀具损坏。但是玻璃纤维筋与钢筋最大的差异为玻璃纤维筋的弹性模量小，是典型的脆性材料，应力—应变曲线在断裂前表现出明显的线性关系，极大的影响了玻璃纤维筋笼起吊时的稳定性和基坑开挖阶段玻璃纤维筋连续墙的抗弯、抗剪承载能力。

3锚杆工程

3.1施工工艺

图2锚杆施工工艺流程图

3.2成孔施工要求

（1）锚杆水平、垂直方向的孔距误差不应大于100mm。钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm；

（2）锚杆成孔施工根据设计倾角15°进行，调好角度定准孔位后方可成孔，锚杆钻孔深度不小于设计长度，也不大于设计长度500mm，水钻套筒钻孔时一定要将孔内残物冲净至见清水，并保证绞线顺利下至孔底。

（3）成孔过程中如遇地下障碍物，应立即停止钻进，并及时汇报项目部。施工中如遇到不明情况无法成孔设计孔深或孔位需要作较大调整时须及时向现场人员汇报。

（4）下入杆体中途遇阻时，可适当提动杆体再重新下入，严禁转动杆体。

3.3玻璃纤维筋锚杆制作要求

（1）玻璃纤维筋锚杆应清除油污，严格按设计尺寸下料，每根玻璃纤维筋锚杆的下料长度误差不应大于50mm；

（2）玻璃纤维筋锚杆应平直排列，沿杆体轴线方向每隔1.5m应设置一个对中支架，注浆管、排气管应与锚杆杆体绑扎牢固，绑扎材料不宜采用镀锌材料。严格按要求下料，下料尺寸误差±10mm；

（3）玻璃纤维筋锚杆绑完把注浆管插入支架中心距孔底30cm下端扎紧。完成一批后，项目部验收后方可使用。

3.4注浆

（1）向下倾斜的钻孔内注浆时，注浆管的出浆口应插入距孔底300～500mm处，浆液自下而上连续灌注且确保孔内顺利排水.排气；

（2）注浆设备应有足够的浆液生产能力和所需的额定压力，采用的注浆管能在1h内完成单根锚杆的连续注浆；

（3）注浆后不得随意敲击杆体，也不得在杆体上悬挂重物；

（4）注浆材料选用水灰比0.45～0.5的纯水泥浆，必要时可加入一定量的外加剂或掺合料；

（5）当孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆。

3.5高压二次注浆

（1）一次注浆管应能承受的1.0MPa压力，二次高压注浆管应能承受二次高压注浆的压力，其耐压力不应小于5.0MPa.

（2）二次注浆选用水灰比0.45～0.5的纯水泥浆。

（3）止浆密封装置的注浆应待孔口溢出浆液后进行，注浆压力不宜低于1.0MPa。

（4）一次常压注浆结束后应将注浆管注浆枪和注浆套管清洗干净。

（5）对锚固体的二次高压注浆，应在一次注浆形成的水泥结石的强度达到5.0MPa后进行。注浆压力和注浆时间可根据锚固体的体积确定，并分段依次由下至上进行。

3.6围檩体系的安装

围檩架设必须严格按照设计图要求准确到位，且应确保围檩下部托架的稳定性。岩石锚杆围檩采用18#a槽钢。钢围檩的制作、安装必须保证其稳定、强度、变形的要求，施工中防止碰撞。

3.7锚杆相关规定

3.7.1锚杆钻孔应符合下列规定

（1）锚杆钻孔不得扰动周围地层；

（2）钻孔前，应根据设计要求和地层条件，定出孔位、做出标记；

（3）锚杆水平、垂直方向的孔距误差不应大于100mm。钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm；

（4）钻孔轴线偏斜率不应大于锚杆长度的2%；

（5）锚杆钻孔深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度500mm；

3.7.2玻璃纤维筋锚杆杆体的制作应符合下列规定

（1）制作前钢筋应平直和除油；

（2）沿杆体轴线方向每隔1.5～2.0m应设置一个对中支架，注浆管、排气管应与锚杆杆体绑扎牢固。

4玻璃纤维筋的应用对本工程的意义

玻璃纤维筋依靠其独特的性能很好的满足了现场施工的需要，对后续工程的开展非常有利，它可以很容易的被盾构机直接切割，而不会造成异常的刀具损坏，大大的减少了后续施工中不必要的麻烦。新型材料的应用对于本工程本身也具有标志性意义，意味着我们二局人敢于创新、敢于尝试采用新方法解决问题、敢于担当的精神。

参考文献：

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[2]GB50157-2003，地铁设计规范[S].

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[8]JGJ120-2012，《建筑基坑支护技术规程》[S].