摘要：随着我国交通运输事业的高速发展，我国的很多城市建了地铁。但是在进行地铁工程的线路规划时，必须要为线路的下穿做预留。在这一过程中如果利用玻璃纤维筋来代替普通的钢筋进行先期施工的车站围护结构的施工，可以有效的提升盾构机贯穿掘进的安全性和效率，并且玻璃纤维筋的抗剪强度较低，还能够有效的降低盾构机刀盘磨损的现象。为此，本文主要对玻璃纤维筋这种新型的材料在地铁工程盾构穿越围护结构中的具体应用进行了分析和探讨。
关键词：玻璃纤维筋；地铁工程；盾构穿越；维护结构
引言
我国目前最常见的一种地铁工程盾构穿越围护结构的施工方法为将钢筋混凝土的结构体的部分进行凿除。而这种施工方法却存在一定的弊端，比如：工效较低、施工成本较高等，并且还存在一定的安全隐患。但是如果在该施工过程中，利用玻璃纤维筋来代替普通的钢筋，那么这些弊端都可以得以有效的解决。虽然目前玻璃纤维筋这种新型的材料在我国还没有得到广泛的应用，但是其优势是不可忽视的，将其运用到地铁工程盾构穿越维护结构当中，不能可以确保施工的安全性，并且还可以大大的节约施工成本。为此，本文主要对璃纤维筋在地铁工程盾构穿越围护结构的有效应用进行了分析，以此来提升人们对这种新型材料的了解。
1.玻璃纤维筋材料的特点和优势
1.1玻璃纤维筋材料的特点
玻璃纤维筋是科技时代下的产物，这样新型的材料和普通的钢筋相比，具有以下优势：
（1）强度，玻璃纤维筋的抗拉强度相比于普通钢筋的抗拉强度要高出五分之一，这种新型材料的强度与高强钢筋的强度相近，这是其抗剪强度却相对较差[1]。
（2）质量，与普通钢筋相比，同等体积的玻璃纤维筋的质量只有其四分之一，如此一来将这种新型的材料运用到地铁工程盾构穿越维护结构当中就能够有效的减轻结构的自重。
（3）弹性模量，玻璃纤维筋中的纤维含量高达70%-80%，相比较于普通钢筋，其弹性模量只有其四分之一。
（4）承载力，玻璃纤维筋的杆体是普通钢筋的两倍，通常情况下，在混凝土构件其余参数不变的情况下，如果钢筋的具有较强的抗拉强度，那么其承载力也就会相对较强。
（5）热膨胀系数，玻璃纤维筋的热膨胀系数和混凝土的相近，如果将玻璃纤维筋运用到地铁工程当中，不论外界环境的温度发生怎样的变化，其都能够和混凝土协同作用，这样一来就能够有效的避免这二者之间产生较大的温度应力。
（6）抗腐蚀性，玻璃纤维筋与普通的钢筋相比具有较强的抗腐蚀性，这主要是因为这种新型的材料对于各种腐蚀性元素的敏感性较低，所以这种新型的材料非常适用于地铁围护结构这种潮湿的环境当中[2]。
1.2玻璃纤维筋围护结构的优点
如果由是玻璃纤维筋和混凝土粘结而成的地铁工程盾构穿越围护结构将会具有较强的抗拉强度，而其抗剪强度却相对较低，在实际的施工过程中，盾构机就能够轻松的对围护结构进行刀盘切割和磨削破碎等操作，这样对于盾构机刀盘的切割磨损的程度也会相对降低，并且还可以在很大程度上减少人工凿除混凝土和切割钢筋的工作量，进而有效的提升工程施工的效率，缩短工期，同时还能够提升盾构穿越围护结构的安全性。
2.地铁工程盾构穿越围护结构中玻璃纤维筋的具体应用
2.1玻璃纤维筋的设计
与普通的钢筋相比，玻璃纤维筋在力学性能上有很大的不同，详情见表1：
表1 普通钢筋和玻璃纤维筋力学性能差异
由于不同直径的玻璃纤维筋的拉伸强度会存在较大的差异，为了避免在实际的施工当中出现主筋超出抗拉强度最大值，所导致的箍筋断裂的现象。相关的设计人员在对玻璃纤维筋进行配筋设计的时候，必须要对箍筋的直径进行适当的加粗[3]。
碱含量小于1%的无碱玻璃纤维无捻粗纱是组成玻璃纤维的重要材料，然后再加上固化剂和树脂基体等材料。将这种钢筋做成螺纹形式，可以使得钢筋的表面质地均匀、并且不容易有裂纹和气泡出现。一般情况下玻璃纤维筋的密度范围为1.9~2.2g/cm³，导向筋为G22、纵向桁架为G25、分布筋为G18、纵向桁架为G25、封口筋为G18、横向桁架为G28、拉筋为G18。
2.2玻璃纤维钢筋笼的制作及其安装方法
普通钢筋段和玻璃纤维筋段是地铁工程盾构下穿槽段的地下连续墙的钢筋笼制作中两个主要的环节。在对钢筋笼的主筋进行连接时，通常采用的闪光对焊的方式，两段交接主筋的连接，则主要采取的是U形卡扣的方式，不过除了纵向桁架。另外，钢筋笼的纵向桁架需要设置为4榀，而横道桁架则应当要每5米设置1道。
（1）需要严格按照图纸来对上端普通钢筋笼的各个构建的钢筋型号、间距和根数等进行制作和加工。
（2）需要采取钢制U形卡扣的连接方式来对下端玻璃纤维钢筋笼的各个主筋进行连接，不过在这一过程中需要确保U形卡扣和主筋的直径相符。通常情况下，需要将玻璃纤维筋贴于U形卡扣的外侧，而普通钢筋则贴于U形卡扣的内侧，同时还需要确保U形卡扣的数量必须要在2个以上。具体图1所示。
图1 玻璃纤维筋和普通钢筋搭接示意图
（1）需要采取14#镀锌铁丝双向双丝来对玻璃纤维筋的主筋和分布筋以及各个玻璃纤维筋的组成构件等通过100%绑扎的方式进行连接[4]。
（2）玻璃纤维筋具有抗剪强度较差的特点，因此，对于玻璃纤维筋区横向桁架和纵向桁架还是需要使用普通钢筋，同时采取镀锌铁丝100%绑扎的方式来将玻璃纤维筋的结点和普通钢筋桁架进行连接。
（3）玻璃纤维筋的需要每5m间距设置1道横向桁架，并使用Φ22mm三级钢筋作为桁架蛇形筋，并采取十字交叉的方式进行布置，同时还需要预留出导管的位置。同时还需要根据设计图纸中要求的数量来对纵向桁架进行布置。
2.3玻璃纤维筋笼的加固工艺
在地铁工程盾构穿越围护结构穿越连续墙时需要事先将爆破管进行预埋，但是在将玻璃纤维筋和普通钢筋笼进行2次吊装之后，再在入槽段口拼接预埋爆破管，这样不仅会加大施工的难度，同时还无法保证拼接的质量。因此，需要采取加固措施来对玻璃纤维筋笼进行吊装，并且还需要采取整体吊装入槽的方式[5]。但是在实际的操作过程中，由于玻璃纤维筋和普通钢筋的刚度差异较大，在进行整体吊装时，需要对玻璃纤维筋的范围进行加固。
3.结语
综上所述，在地铁工程盾构穿越维护结构施工当中采用玻璃纤维筋替代普通钢筋，不仅可以有效的满足盾构穿越的相关施工要求，同时还能够大大的降低施工的成本，缩短工期，提升工效，同时还能够有效的提升盾构贯穿维护结构的安全性。因此，相关单位应当要加强对玻璃纤维筋的研究，并在实际施工过程中，合理的运用这种新型的材料，以此来提升我国地铁工程的施工水平，促进我国交通运输事业的健康发展。
参考文献：
[1]郭翼民.玻璃纤维筋在地铁工程盾构穿越围护结构中的应用[J].建筑施工，2018（3）.
[2]张晋生，李瑞维.玻璃纤维筋在下穿地铁盾构区间基坑围护施工中的应用[J].科技与创新，2015（8）：87-88.
[3]金鑫，刘军，周洪，等.玻璃纤维筋在地铁盾构始发中的应用[J].北京建筑工程学院学报，2016，32（1）：52-58.
[4]周建建.玻璃纤维筋地连墙在地铁工程盾构穿越中的应用[J].城市建筑，2015（3）：375-375.
[5]陈代昆，王青，成果，等.玻璃纤维筋在盾构工作井围护结构中的应用分析[J].市政技术，2016，34（2）：158-161.
论文作者:杨金龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/3
标签：玻璃纤维论文; 盾构论文; 钢筋论文; 桁架论文; 地铁论文; 结构论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第7期论文;