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背景
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我國城市地鐵系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展至今，將近50年的歷史，最初只有北京地鐵40多公里的運營線路，自20世紀90年代以來，又有上海、廣州等城市建成了現(xiàn)代化的新型地鐵項目，截至2013年底，我國累計有19個城市建成投運城軌線路87條，運營里程2539公里。在2539公里運營里程中，地鐵2074公里，占總里程的81.7%；輕軌192公里，占總里程的7.6%；單軌75公里，占總里程的3.0%；現(xiàn)代有軌電車100公里，占總里程的3.9%；磁浮交通30公里，占總里程的1.2%；市域快軌67公里，占總里程的2.6%。各種軌道交通方式中，地鐵造價最高，有軌電車每公里造價2000萬元左右，輕軌每公里造價2億元，地鐵每公里造價5億元甚至更多。據(jù)了解，地鐵建設(shè)總投資的10％～20％的資金都會用于工程設(shè)備購買。盾構(gòu)機是修建地鐵所需的主要設(shè)備，每臺直徑11米以上的盾構(gòu)機價格大概為1億元左右，而使用壽命一般僅為10公里。大量地下隧道的開挖，需要采用現(xiàn)代先進施工技術(shù)的盾構(gòu)掘進法來完成。然而，當(dāng)前盾構(gòu)技術(shù)的掘進適用范圍，僅局限于地鐵站區(qū)間隧道的工況條件，當(dāng)遇到地鐵車站同步施工時，盾構(gòu)將被地鐵站周圍的鋼筋混凝土護壁圍護結(jié)構(gòu)所阻擋而無法通過，只能頻繁進出豎井，待重新進入?yún)^(qū)間再行掘進施工。這樣不僅增加了工人的勞動強度和降低了工作效率，也帶來了施工的危險性，同時也增加了隧道開挖的周期。
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為了克服上述缺陷，達到盾構(gòu)從線路起點入地后不再多次進出豎井即可全線貫通的目的，就需要對鋼筋混凝土圍護結(jié)構(gòu)的配筋技術(shù)加以創(chuàng)新，滿足盾構(gòu)可直接穿透混凝土墻體而仍能保持車站結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度要求。有關(guān)技術(shù)在國外已有成熟應(yīng)用經(jīng)驗，即采用高性能玻璃纖維增強塑料（GFRP）螺紋筋來代替鋼筋，不僅承載力可以滿足要求，同時也保證了盾構(gòu)機在掘進過程中順利切割穿透而不損壞機器，從而避免了工人頻繁進出豎井的機會，提高了施工安全性，有效的降低了工程成本，縮短了整體施工周期，使經(jīng)濟效益明顯提升。
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圖1（通常一貫的做法～鑿除鋼砼）???????????????????? ?? ??????? ????? ???圖2（直接穿越GFRP筋連續(xù)墻）
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設(shè)計概況
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截止至2014年5月，已開通地鐵的城市有北京、上海、廣州、深圳、佛山、武漢、鄭州、長沙、成都、重慶、天津、沈陽、大連、長春、哈爾濱、杭州、蘇州、南京、西安、昆明，無錫和青島首條線路計劃今年內(nèi)通車。這些城市在修建地鐵的過程中，均有采用高性能玻璃纖維增強塑料（GFRP）螺紋筋部分代替鋼筋用于建造盾構(gòu)進出口連續(xù)墻、鋼筋籠，且該方法已形成施工慣例。于此同時，相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準也出臺，可參考由深圳海川實業(yè)股份有限公司主編的行業(yè)標(biāo)準《盾構(gòu)可切削混凝土配筋技術(shù)規(guī)程》CJJ/T 192-2012和行業(yè)標(biāo)準《土木工程用玻璃纖維增強筋》JG/T 406-2013進行設(shè)計。
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上圖為盾構(gòu)可切削混凝土技術(shù)的原理圖。該技術(shù)的核心是利用輕質(zhì)高強、易剪切的玻璃纖維筋代替以往盾構(gòu)需破除的鋼筋部分，以此達到保護盾構(gòu)機刀盤，節(jié)約盾構(gòu)時間，減輕施工人員工作的效果。在制作GFRP 筋籠以及其吊裝構(gòu)造技術(shù)中需要注意的事項有：
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（1）受力主（縱）筋間GFRP筋與鋼筋、GFRP筋與GFRP筋之間的連接應(yīng)采用鋼制U型卡連接，U型卡應(yīng)與筋材直徑相適應(yīng)，每根筋材連接端的U型卡數(shù)量不得少于兩個。
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（2）其余部位間的GFRP筋與鋼筋、GFRP筋與GFRP筋之間的連接可以采用鐵絲綁絲或者尼龍繩進行綁扎，綁扎應(yīng)該牢靠。
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（3）玻璃纖維筋籠制作過程中應(yīng)注意采取增加玻璃纖維筋筋籠剛度的措施（如筋籠兩側(cè)采用工字鋼包邊、筋籠內(nèi)部采用一些玻璃纖維筋桁架或后期可以去除的鋼筋桁架等等），以防止在吊裝以及運輸過程中出現(xiàn)較大的變形。
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（4）對于需要吊裝才能將筋籠放置到位的情況，由于盾構(gòu)需要在筋籠中間（沿高度方向）穿越，所以筋籠一般會出現(xiàn)兩個部位的搭接（受力主筋間GFRP筋與鋼筋、GFRP筋與GFRP筋之間），吊裝的方式宜采用從上向下（沿高度方向）的三吊點方式起吊，第一吊點一般位于筋籠最上部1米范圍之內(nèi)，第二吊點一般位于第一次連接點位置以上1米內(nèi)，第三吊點一般位于第二次連接點位置以下合適的位置。
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???????（5）筋籠吊裝的過程中，起吊點均需要放置在鋼筋之上，嚴禁將起吊點放置在玻璃纖維筋上。
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施工流程
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以實例---深圳地鐵2號線某標(biāo)段地連墻（主筋Ф30）---說明盾構(gòu)可切削混凝土技術(shù)施工流程。
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經(jīng)典案例
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1、成都地鐵一期供貨情況
成都地鐵1號線一期工程是成都市地鐵1號線初期建設(shè)線路，北起紅花堰，南至孵化園，全長 15.998km，（規(guī)劃線路全長約31.6km，設(shè)23站，其中地下站18座）全部為地下線，共設(shè)紅花堰、火車北站、人民北路、文武路、騾馬市、天府廣場、錦江賓館、小天竺、省體育館、倪家橋、桐梓林、火車南站、南三環(huán)、新益州、孵化園等15座地下車站。
為了加快建設(shè)工期，減少土體加固費用，利用GFRP筋混凝土灌注樁結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土灌注樁作為盾構(gòu)端頭井的圍護結(jié)構(gòu)，實際證明具有一定的經(jīng)濟效益，該技術(shù)成果已經(jīng)通過四川省科技廳鑒定，并同意申報四川省科技進步一等獎。
基本情況如下：
受力主筋采用Ф25、Ф22，長度9m一根；搭接計算按照40d；
箍筋采用Ф12、Ф16布置，搭接計算按照40d；
加筋箍筋直徑建議采用Ф22以上，實際采用Ф25；
樁徑1.2m；
業(yè)主在西南交通大學(xué)進行復(fù)檢，抗拉強度大于600MPa。
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經(jīng)過建設(shè)單位、設(shè)計單位、技術(shù)專家對我公司FRP復(fù)合材料筋產(chǎn)品的前期考察、試驗、檢測，決定在本次項目中采購我公司材料，在該線路“紅花堰、火車北站、人民北路、文武路、小天竺、省體育館、倪家橋、桐梓林…..”等十三個項目標(biāo)段的供貨任務(wù)達40萬米。
2、代表性案例
?? 我公司的玻璃纖維筋產(chǎn)品近年在地鐵盾構(gòu)穿越項目中一直占有較大的市場份額，累計供貨各類玻璃纖維筋百萬延米，2006-2014年的代表性工程案例如下：
??????? 成都地鐵1、2、4號線；
??????? 深圳地鐵2號線東延線、7、9、11號線；
??????? 北京地鐵7、14、16號線；
???????? 廣佛地鐵項目；
??????? 上海地鐵9號線；
???????? 南寧輕軌試驗段；
??????? 沈陽地鐵項目；
??????? 長沙地鐵2號線；
????????杭州地鐵穿越萬象城地產(chǎn)項目；
??????? 東莞軌道交通；
??????? 北京南水北調(diào)項目；
??????? 長春地鐵1、2號線；
??????? 青島地鐵項目；
???????? 蘭州地鐵1號線。
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廣佛地鐵某標(biāo)段，地連墻（主筋Ф32）
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杭州萬象城地鐵穿越項目
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沈陽地鐵項目
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南寧地鐵項目
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上海地鐵項目
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長沙地鐵項目
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