盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构的制作方法
【专利摘要】一种盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构，盾构竖井围护桩对应于穿过盾构机的盾构洞口位置的配筋采用玻璃纤维筋，其他位置采用钢筋；玻璃纤维筋与钢筋之间相互搭接，并用不少于两个钢制U型卡扣机械连接；玻璃纤维筋的区域覆盖盾构洞口周边；钢筋和玻璃纤维筋由多根轴向筋和围绕在轴向筋的箍筋组成。所述的围护桩与盾构洞口周边相邻的区域设有玻璃纤维筋箍筋加强区，玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距小于其他区域的玻璃纤维筋的箍筋间距。本实用新型有益效果是：通过局部增加玻璃纤维筋箍筋的配箍率，不仅为盾构井开挖提高了安全储备，而且增强了洞口边缘处玻璃纤维筋桩的抗剪承载力，防止出现整体抗剪破坏，极大提高了盾构始发的安全性。
【专利说明】盾构洞口玻璃纤维筋围护粧局部加强结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及盾构隧道施工中洞口玻璃纤维筋围护桩，具体是一种盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强的结构，可推广至盾构始发、接收处的玻璃纤维筋地下连续墙的应用。
【背景技术】
[0002]目前盾构法隧道是国内外应用最为广泛的一种隧道掘进方法，盾构法施工一般划分为三个阶段，即盾构始发、正常掘进、接收。目前地铁车站或盾构井是盾构机3(如图1所示)始发与接收的必要条件，在盾构机始发与到达及穿越前必须破除洞口的端头井围护桩I内部的钢筋，在破除过程中存在较大的施工安全风险且工期较长，如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。如南京地铁元通站，2007年工人在割除洞口处支护结构钢筋时，土体突然坍塌，发生涌水涌砂现象，造成地面严重变形塌陷，塌陷长度达150m;该类事故不胜枚举，上海、长沙、天津等地区均出现过该类事故。寻求一种能利用盾构刀具直接切割的方法是摆在工程技术人员面前的课题。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，在很多情况下可以用来代替普通钢筋。在盾构机3穿过的围护桩I的区域(洞口区域)2采用玻璃纤维筋局部替代钢筋后，盾构机3可直接切割围护桩1，并建立土压，使盾构在少量端头加固及不降水条件下安全始发施工。
[0003]应用玻璃纤维筋局部替代钢筋后盾构始发存在一些问题。由于玻璃纤维筋具有较低的抗剪强度，在盾构推力和桩后土体压力作用下，盾构洞口上、下边缘处玻璃纤维筋围护桩易发生整体剪切破坏。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是:提供一种盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强的结构，以解决现有技术存在的盾构洞口上、下边缘处玻璃纤维筋围护桩抗剪承载力不足而容易导致工程事故的问题。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构，盾构竖井围护桩对应于穿过盾构机的盾构洞口位置的配筋采用玻璃纤维筋，其他位置采用钢筋；玻璃纤维筋与钢筋之间相互搭接，并用至少两个钢制U型卡扣机械连接；玻璃纤维筋的区域覆盖盾构洞口周边；钢筋和玻璃纤维筋由多根轴向筋和围绕在轴向筋的箍筋组成，其特征在于，所述的围护桩与盾构洞口周边相邻的区域设有玻璃纤维筋箍筋加强区，玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距小于其他区域的玻璃纤维筋的箍筋间距。
[0006]位于盾构洞口上下方向直径位置的围护桩，以盾构洞口边缘为中心向上下两侧各500mm范围内设有所述的玻璃纤维筋箍筋加强区；位于盾构洞口内左右两边的围护桩的玻璃纤维筋箍筋加强区的长度为2000mm，以盾构洞口边缘与围护桩的中心交点为中心上下各为 1000mm。
[0007]所述的钢筋和玻璃纤维筋的箍筋间距为200mm，所述的玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距为100mm。
[0008]所述的钢筋和玻璃纤维筋之间的搭接长度为轴向筋直径的40倍。
[0009]本实用新型有益效果是:通过局部增加玻璃纤维筋箍筋的配箍率，不仅为盾构井开挖提高了安全储备，而且增强了洞口边缘处玻璃纤维筋桩的抗剪承载力，防止出现整体抗剪破坏，极大提高了盾构始发的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是盾构无障碍始发的示意图；
[0011]图2是图1中围护桩的左(右)视图(局部剖视)；
[0012]图3是本实用新型盾构洞口围护桩玻璃纤维筋、钢筋布置示意图；
[0013]图4是图3中P处的放大图。
【具体实施方式】
[0014]参见图3和图4，一种盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构，盾构竖井的围护桩I对应于穿过盾构机的盾构洞口 4位置的配筋5采用玻璃纤维筋54，其他位置采用钢筋51 ;玻璃纤维筋54与钢筋51之间相互搭接，(玻璃纤维筋54与钢筋51的)搭接区52用不少于两个钢制U型卡扣机械连接(为本单位的专利技术)。玻璃纤维筋的区域覆盖盾构洞口4范围(搭接区52位于盾构洞口 4周边之外)。钢筋51和玻璃纤维筋54由多根轴向筋和围绕在轴向筋的箍筋组成(现有技术)。其特征在于，所述的围护桩I与盾构洞口 4周边相邻的区域设有玻璃纤维筋箍筋加强区53，玻璃纤维筋箍筋加强区53的箍筋间距小于其他区域的玻璃纤维筋的箍筋54间距。
[0015]图示的实施例中，位于盾构洞口 4上下方向直径位置的围护桩1(即图3中中间的围护桩)，以盾构洞口 4边缘为中心向上下两侧各500mm范围内设有所述的玻璃纤维筋箍筋加强区53 ;位于盾构洞口 4内左右两边的围护桩I的玻璃纤维筋箍筋加强区53的长度为2000mm,以盾构洞口 4的边缘与围护桩I的中心交点为中心上下各为1000mm。
[0016]所述的钢筋51和玻璃纤维筋54的箍筋间距为200mm，所述的玻璃纤维筋箍筋加强区53的箍筋间距为100mm。
[0017]所述的钢筋51和玻璃纤维筋54之间的搭接长度(即搭接区52的长度)为轴向筋(主筋)直径的40倍。
[0018]图3和图4中，围护桩I桩径800mm，盾构洞口 4的直径6000mm，围护桩I的桩间距1200mm。每一围护桩I的配筋5从上往下依次为钢筋(区)51、玻璃纤维筋与钢筋的搭接区52、玻璃纤维筋箍筋加强区53、玻璃纤维筋(区)54、玻璃纤维筋箍筋加强区53、玻璃纤维筋与钢筋的搭接区52、钢筋(区)51。
【权利要求】
1.一种盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构，盾构竖井围护桩对应于穿过盾构机的盾构洞口位置的配筋采用玻璃纤维筋，其他位置采用钢筋；玻璃纤维筋与钢筋之间相互搭接，并用至少两个钢制U型卡扣机械连接；玻璃纤维筋的区域覆盖盾构洞口周边；钢筋和玻璃纤维筋由多根轴向筋和围绕在轴向筋的箍筋组成，其特征在于，所述的围护桩与盾构洞口周边相邻的区域设有玻璃纤维筋箍筋加强区，玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距小于其他区域的玻璃纤维筋的箍筋间距。
2.根据权利要求1所述的盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构，其特征在于，位于盾构洞口上下方向直径位置的围护桩，以盾构洞口边缘为中心向上下两侧各500mm范围内设有所述的玻璃纤维筋箍筋加强区；位于盾构洞口内左右两边的围护桩的玻璃纤维筋箍筋加强区的长度为2000mm，以盾构洞口边缘与围护桩的中心交点为中心上下各为1000mm。
3.根据权利要求1所述的盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构，其特征在于，所述的钢筋和玻璃纤维筋的箍筋间距为200mm，所述的玻璃纤维筋箍筋加强区的箍筋间距为10mm0
4.根据权利要求1所述的盾构洞口玻璃纤维筋围护桩局部加强结构，其特征在于，所述的钢筋和玻璃纤维筋之间的搭接长度为轴向筋直径的40倍。
【文档编号】E21D11/14GK203961997SQ201420382452
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】刘军, 原海军, 李京凡, 王芳, 宋旱云, 杨三资, 周洪 申请人:北京建筑大学