盾構切削玻璃纖維筋直接進出洞施工技術

趙志龍，曹金鼎，龐 林，韓維疇，劉曉正

（中建交通建設集團有限公司，北京 100161）

1 工程概況

佛山市南海區新交通 1 標土建工程，施工范圍起于蝦雷崗站，止于康怡公園站，地下線長 3.681 km，其中 2.2 km 采用盾構法施工。盾構機采用 2 臺日本三菱泥水盾構施工，盾構進出洞共 12 次，均采用了盾構切削玻璃纖維筋直接進出洞施工。玻璃纖維筋洞門示意圖如圖 1 所示。

2 施工技術

2.1 工藝流程

盾構切削玻璃纖維筋直接進出洞施工工藝流程見圖 2。

2.2 玻璃纖維筋在鋼筋籠中定位

（1）根據設計圖紙中的玻璃纖維筋的長度，參考成孔（槽）過程的誤差范圍，在下料玻璃纖維筋時，預留一定富余量，確保洞門范圍內無鋼筋侵入。

圖1 圍護結構玻璃纖維筋配筋范圍示意圖

圖2 施工工藝流程

（2）在專用的加工平臺上加工鋼筋籠，加工時在預埋件、加強筋等重要位置畫出控制標記，尤其要標注出洞門位置，以控制玻璃纖維筋定位。

圍護結構玻璃纖維筋鋼筋籠示意圖如圖 3。

圖3 圍護結構玻璃纖維筋鋼筋籠示意圖（單位：mm）

2.3 玻璃纖維筋綁扎與鋼筋籠吊裝

（1）玻璃纖維筋與普通鋼筋的搭接長度需滿足GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》相關要求，同直徑玻璃纖維筋互相搭接或玻璃纖維筋與同直徑鋼筋搭接的搭接長度為同直徑鋼筋搭接長度的 1.25 倍（即不小于44d，d為鋼筋直徑，見圖 3）。

（2）在加工平臺上做好架立筋位置標記和洞門范圍標記。

（3）按圖紙要求制作加強筋，洞門范圍內的加強筋必須同樣采用玻璃纖維筋。

（4）先綁扎好洞門范圍的玻璃纖維筋部分，再分別向兩端綁扎普通鋼筋，玻璃纖維筋與普通鋼筋搭接部分仍采用鋼絲綁扎，搭接區段內不能有普通鋼筋焊接接頭。

（5）安裝螺旋箍筋，洞門范圍內的螺旋箍筋仍采用玻璃纖維筋，綁扎螺旋箍筋時，螺旋箍筋與主筋的交點 100% 綁扎。洞門范圍外區域螺旋筋則采用普通鋼筋，交點按梅花式點焊（圖 4）。

（6）吊裝鋼筋籠。含玻璃纖維筋的鋼筋籠起吊時，采用三點起吊，起吊過程中必須系繩索進行人力控制，禁止鋼筋籠晃動，吊點不得設置在玻璃纖維筋布筋范圍內，對鋼筋籠的加強圈再加焊十字撐。鋼筋籠插入孔內后，檢查其頂端高度是否符合設計要求，然后用槽鋼穿入吊耳將其擱置在護筒上（圖 5）。

圖4 玻璃纖維筋綁扎

圖5 含有玻璃纖維筋的鋼筋籠吊裝

2.4 混凝土灌注

（1）安裝導管前檢查并確認導管密封嚴密，內壁光潔無渣。導管安放好后，其底部與孔底距離約 500 mm 左右。導管內安放隔水塞，確保初灌成功率，檢查隔水塞及其安放是否符合設計要求。

（2）圍護結構采用商品混凝土，灌注前要在現場測試混凝土坍落度，坍落度保持在 18～22 cm，并且現場至少要有 2 輛混凝土車等候，運輸能力要保證混凝土灌注過程不中斷。

（3）再次檢查孔底沉渣，進行二次清底，二次清底時間不少于 30 min。

（4）二次清底后馬上進行混凝土灌注，混凝土初灌時保證第一斗混凝土灌滿，確保能夠充分排出泥漿，導管底板埋入混凝土不小于 1 m。灌注過程中，孔內混凝土面上升速度控制在 2～4 m/h，導管埋深控制在 2～6 m，超灌高度保持在 0.5～1.0 m，確保鑿去浮漿后的圍護結構頂標高及混凝土強度符合設計要求。

（5）由于玻璃纖維筋的比重只有普通鋼筋的25%，在混凝土灌注過程中容易產生上浮現象。為了避免鋼筋籠上浮，要從混凝土灌注和鋼筋籠加固 2 個方面采取抗浮措施：①在灌注混凝土時，要保證孔內清孔情況達到要求，孔底不得有大量沉碴；在混凝土灌注全過程中，必須控制混凝土在初凝時間以內；灌注速度要控制在 4 m/h 以內，否則容易產生鋼筋籠上??；導管及時上提，及時拆管，埋管深度不超過 6 m，避免混凝土向上帶動鋼筋籠。②在鋼筋籠頂部用槽鋼穿過吊點，槽鋼兩端與護筒點焊在一起，利用護筒和地層摩擦將鋼筋籠壓住。

2.5 復檢洞門范圍內的玻璃纖維筋

（1）盾構機進出洞時會有正常施工偏差，所以檢查洞門時檢查范圍要比盾構機直徑大 30 cm 左右。

（2）切削洞門前，搭設穩固腳手架施工平臺，平臺車站底需和側墻連結、頂緊。用風鎬人工鑿除圍護結構保護層，直至玻璃纖維筋完全暴露在外。

（3）檢查洞門范圍內的玻璃纖維筋是否侵入洞門，并按玻璃纖維筋侵入洞門的數量采取專項方案排除鋼筋：侵入數量極少，可以用水平鉆孔取芯方法將鋼筋切斷；侵入數量多，則需要全面加固并開鑿洞門排除鋼筋（圖 6）。

圖6 洞門復檢及侵入鋼筋排除

2.6 洞門安全性檢測

（1）地面抽芯，檢查加固體的強度。

（2）在洞門范圍進行水平探孔，水平探孔位置分別是洞門上、中、下部至少各 1 個。探孔深度要打穿圍護結構，再進入加固體 50～100 cm。探孔完成 24 h 后觀測滲水量，滲水量不超過設計要求，則可以進行盾構機切削洞門。

（3）若采用旋噴樁、攪拌樁等加固方式，要先進行地面抽芯然后再進行水平抽芯檢查，檢查合格后才能進行下一道工序；若采用注漿加固方式，一般只進行水平挖孔檢測滲水量即可。

2.7 切削玻璃纖維筋

2.7.1 盾構始發

（1）進行盾構機組裝調試，本項目采用鋼套筒進行盾構機始發和接收（圖 7）。

圖7 鋼套筒盾構機吊裝

（2）對盾構機的位置、姿態、基座（鋼套筒）、反力架進行檢查，偏差要在規范允許范圍內。檢查盾構各個系統性能是否達到正常，水、電、氣、水平運輸、垂直運輸系統是否正常運作，避免盾構機切割洞門之后長時間停留。

（3）焊接盾體防翻轉裝置，以抵抗切割圍護結構時刀盤產生的扭矩。

（4）安裝第 1 環負環管片。

（5）盾構始發前需對鋼套筒進行密封試壓，確保鋼套筒密閉性（圖 8）。

（6）盾構機刀盤抵達掌子面，建立泥漿循環并開始切割玻璃纖維筋混凝土，切割時保持推力均勻、緩慢增加。記錄推力和刀盤扭矩，若參數突然大幅增大，則必須停機查找原因。切割過程中安排專人檢查防旋轉裝置，發現旋轉裝置變形要立即停機加固。

圖8 鋼套筒封閉及填砂試壓

（7）盾構機完成一個掘進長度后，迅速安裝第 2 環負環管片。

（8）按正常掘進程序完成掘進，直至盾構機完全進入土體，但暫不同步注漿。

（9）盾尾與圍護結構距離達到 3～5 m 后，將洞門位置的開挖面和管片之間的間隙封閉，在車站內水平注雙液漿快速封閉洞門。

（10）正常掘進。

2.7.2 盾構到達

（1）盾構到達前 100 m 時，復測洞門中心位置及盾構機位置。計算洞門與盾構機之間的偏差，重新調整盾構機姿態。

（2）安裝接收鋼套筒，并檢查安裝密閉質量。

（3）盾構切口環開始進入加固體時，逐步降低推力、降低掘進速度、降低開挖面壓力。

（4）盾構切口環切削玻璃纖維筋時保持勻速緩慢進行，精確計算刀盤里程，切割玻璃纖維筋混凝土的過程中全過程記錄總推力和刀盤扭矩，參數突然大幅增大時，必須停機查找原因。

（5）盾構機完全進入鋼套筒內，管片拼裝至洞門位置，迅速封閉洞門管片與開挖面之間的間隙，注雙液漿加固。

3 結束語

玻璃纖維筋作為一種圍護結構配筋新材料，在盾構進、出洞施工中是一種先進、有益的補充。相比傳統的普通鋼筋混凝土圍護結構，采用玻璃纖維筋施工洞門圍護結構，能夠直接切割玻璃纖維筋，直接進入地層，避免了開鑿洞門過程中土體坍塌的風險，保證了周邊建構筑物、管線的安全。