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摘要：我国地铁目前正处于高速发展阶段，新材料、新工艺也不断的在地铁建设中得到应用。其中，玻璃纤维筋即为新材料采用较为成功的一例。在盾构机进出洞过程中，传统的做法为用注浆或临时围护桩等措施对井壁背后的土体进行加固，在降水条件下进行人工凿除。由于结构被开凿破坏，结构背后土体暴露。地下水较难控制等原因，盾构进出洞时易出现地层土体塌方而导致地表下沉并危及地下管线和附近的建（构）筑物。本世纪初，玻璃纤维筋作为普通钢筋的代替品，在地铁车站、盾构井的围护结构工程设计中，得到了快速的发展。玻璃纤维筋在成都地铁、厦门地铁、天津地铁、深圳地铁、南宁地铁等均有比较成熟的应用，一般用在地铁车站或盾构工作井围护结构（盾构施工范围内）的配筋中，用玻璃纤维筋代替普通钢筋。采用玻璃纤维筋代替盾构端头井及车站下穿段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，而且使盾构始发、到达施工时不需要人工破除洞门，减少了盾构施工的安全风险，盾构进出洞施工时更加安全，同时取得了可观的经济效益。
关键词：玻璃纤维筋；围护结构；锚固方式；造价
1. 璃纤维筋的特点
（1）.玻璃纤维筋是采用高性能无碱玻璃纤维与乙烯基树脂经过连续拉挤成型工艺，制成为全螺纹的制品形态，具有良好的力学性能。
（2）玻璃纤维筋的相对密度为1.8～2.1，抗拉强度为450--700MPa（二级钢筋屈服强度为335MPa，三级钢筋屈服强度为400MPa），弹性模量为40--45GPa，其抗拉强度超过钢筋。玻璃纤维筋的伸长率小于3％，全螺纹损坏时纤维纵向断裂，螺纹筋体间仍有纤维相连。玻璃纤维筋具有良好的耐酸、耐盐腐蚀性能，强度与刚度稳定并具有较好的抗冻融性。
（3）容重小，玻璃纤维筋的容重仅为钢筋容重的1／4左右。
（4）玻璃纤维筋的热膨胀系数与混凝土相近，当环境温度发生变化时，玻璃纤维筋与混凝土能协同工作，两者不会产生大的温度应力。
（5）玻璃纤维筋弹性模量约为普通钢筋的1／4，玻璃纤维筋筋中纤维含量通常为70％～80％。
（6）玻璃纤维筋热传导和电传导能力低，可切割性能好。但是玻璃纤维筋与钢筋的最大区别是它的弹性模量小，脆性大。
2 玻璃纤维筋施工要求
到目前为止国内还没有玻璃纤维筋的施工规范及检验标准，针对具体工程，施工单位应与设计院、施工监理、生产厂家等进行讨论，并借鉴一些国内外行业施工经验，本文确定的施工规范及验收标准如下：
（1）玻璃纤维筋的锚固长度取值，应较普通钢筋适当加大；玻璃纤维筋主筋与水平筋、箍筋之间采用绑扎方式连接，玻璃纤维筋与钢筋的搭接按照40d的要求搭接，主筋之间采用“u”形螺栓进行连接，如图1所示。
图1：玻璃纤维筋连接方式
（2）搭接验收标准：允许误差+100mm。
（3）玻璃纤维筋表面不得有裂纹、结疤和纤维露出，表面缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差。
（4）其他与国家相关施工规范中的规定相同。
（5）玻璃纤维筋混凝土构件为脆性破坏，为此构件应按超筋进行设计。
（6）车站、盾构井围护结构盾构施工范围内的配筋应用玻璃纤维筋是成功的，但大规模地应用于整个混凝土构件，尚处在科研、试验阶段，暂不具备大规模推广的条件。
3. 工程应用
某城市地铁车站需要为后期线路区间预留盾构下穿条件，为降低盾构下穿难度，减小盾构切割时刀片的损耗，并降低施工风险，对涉及到的8幅地连墙采用了玻璃纤维筋代替普通钢筋，使盾构在进出洞时可以直接切削围护墙进行掘进，这样既可以加快施工进度、减少施工风险，同时还可以降低围护墙前地层加固范围和降低地层与围护墙间的止水要求，又节约投资。若此处8幅地连墙采用钢筋，其造价与采用玻璃纤维筋对比如下表1所示：
表1：玻璃纤维筋与钢筋对比
通过上表可以看出，在钢筋单价为6431.55元/吨，玻璃纤维筋单价21190元/吨的前提下，8幅地连墙长度共计46.4m，若预留下穿段混凝土配筋采用玻璃纤维筋，其造价较采用钢筋多417元，每延米造价相当，没有明显的差别。所以从造价的角度出发，采用玻璃纤维筋代替普通钢筋是可行的。
4. 结论
实践证明，玻璃纤维筋在盾构井、地铁车站围护结构下穿影响范围内等处的应用，不但可以减少盾构进出洞事故，提高施工效率，而且使盾构始发、到达施工时不需要人工破除洞门，减少了盾构施工的安全风险，同时在经济上同钢筋相比也具有一定的竞争优势，而且在一定程度上降低了盾构井端头加固或者地连墙前地层加固的费用。所以在盾构需要下穿地铁车站围护结构和盾构工作井时得到了越来越多的应用。
论文作者:张登峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/15
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