北京地铁应用玻璃纤维筋砼化解盾构穿越施工坍塌安全风险

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发表时间: 2019/5/9 9:07:01

盾构法是北京（楼盘）地铁区间施工最常用的工法之一，盾构始发与到达及穿越前必须人工破除洞口的钢筋混凝土结构，在破除过程中存在较大的施工安全风险且工期较长，破除后的外侧地层直接暴露，易出现涌水和坍塌，造成周围地层沉降，甚至塌方，进而造成盾构无法正常始发与接收等。南京（楼盘）、北京、上海（楼盘）、长沙（楼盘）、天津（楼盘）等地区均出现过该类事故。

为解决破除洞口的钢筋混凝土结构带来的风险及工期影响，研究利用盾构刀具直接切割洞口加固结构的方法，市住房城乡建设委联合市重大办委托北京城市快轨公司、北京建筑大学等开展玻璃纤维筋在盾构始发与到达及穿越工程中的应用研究。玻璃纤维筋（Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar）,简称GFRP，是一种玻璃纤维增强复合材料，由玻璃纤维和树脂经热融合而成，可加工成与钢筋一样的形式与尺寸。与钢筋相比，GFRP筋具有抗拉强度高、重量轻、可切割性好、抗腐蚀性能好、热传导和电传导能力低等优点，可用于替代钢筋混凝土结构中的钢筋。在盾构施工中，利用玻璃纤维替代洞口处的钢筋而实现直接切割是目前进行盾构始发与接收的一种趋势，免除了由于凿除钢筋混凝土而带来的安全风险，既简化了施工工艺，加快了施工进度，又减少了施工风险。

目前该课题研究工作已完成，成果已成功应用在北京地铁15号线工程中，取得了极为明显的经济效益、社会效益，下一步将在北京地铁16号线等其他工程中全面推广。

北京地铁在施工中应用了玻璃纤维筋来化解盾构穿越施工中的坍塌安全风险。以下是对此应用的详细解释：

一、背景与问题

盾构法是北京地铁区间施工最常用的工法之一。然而，在盾构始发与到达及穿越前，必须人工破除洞口的钢筋混凝土结构。这一过程中存在较大的施工安全风险，且工期较长。破除后的外侧地层直接暴露，容易出现涌水和坍塌，导致周围地层沉降，甚至塌方，进而造成盾构无法正常始发与接收。南京、北京、上海、长沙、天津等地区均出现过该类事故。

二、玻璃纤维筋的应用

为解决上述问题，北京市住房城乡建设委联合市重大办委托北京城市快轨公司、北京建筑大学等单位开展玻璃纤维筋在盾构始发与到达及穿越工程中的应用研究。玻璃纤维筋（Glass Fiber Reinforced Polymer Rebar，简称GFRP）是一种玻璃纤维增强复合材料，由玻璃纤维和树脂经热融合而成，可加工成与钢筋一样的形式与尺寸。

在盾构施工中，利用玻璃纤维替代洞口处的钢筋，可以实现直接切割，这是目前进行盾构始发与接收的一种趋势。这种方法免除了由于凿除钢筋混凝土而带来的安全风险，既简化了施工工艺，加快了施工进度，又减少了施工风险。

三、应用效果与推广

目前，该课题研究工作已完成，成果已成功应用在北京地铁15号线工程中，取得了极为明显的经济效益和社会效益。下一步，该成果将在北京地铁16号线等其他工程中全面推广。

四、玻璃纤维筋的优势

1. 抗拉强度高：GFRP筋的抗拉强度优于普通钢材，高于同规格钢筋的20%以上。

2. 重量轻：GFRP筋的质量仅为同体积钢筋的1/4左右。

3. 可切割性好：GFRP筋易于切割，方便施工。

4. 抗腐蚀性能好：GFRP筋耐酸碱等化学物的腐蚀，可抵抗氯离子和低PH值溶液的侵蚀。

5. 热传导和电传导能力低：GFRP筋是一种非磁性材料，不导热、不导电、阻燃抗静电。

北京地铁应用玻璃纤维筋砼化解盾构穿越施工坍塌安全风险是一项有效的技术创新。通过应用玻璃纤维筋，北京地铁成功降低了施工风险，提高了施工效率，为地铁建设的安全和可持续发展提供了有力保障。