1、玻璃纖維注漿錨桿技術1 1、前言近年來，隨著地下工程的大量建設，機械化施工程度不斷提高，新技術、新工藝陸續被國內眾多工程所采用。玻璃纖維注漿錨桿作為國內新引進的隧道“新意法”施工工法的配套技術已受到隧道工程界的廣泛關注。玻璃纖維注漿錨桿的主要組成為玻璃纖維增強聚合物，材料的性能取決于纖維和聚合物的類型及橫斷面形狀等，所以玻璃纖維材料的性能具有靈活多變的特點，能適合不同工程的特殊要求。玻璃纖維注漿錨桿具有以下特點：1 1 .可挖除。地下工程中采用玻璃纖維注漿錨桿預加固后的地段，開挖機械(盾構機、單臂掘進機、銃挖機等)可直接挖除通過，為實現隧道的機械化高效施工提供了可靠保證；2 2 .桿體全段錨固

2、，錨注結合。玻璃纖維錨桿配合分段注漿管注漿，不但為桿體全段提供錨周力，同時加固了桿周巖體；3 3.強度高、重量輕。高性能的玻璃纖維錨桿的抗拉強度可達到鋼質錨桿的 1.51.5 倍；重量為同種規格鋼質錨桿的 1/41/41/5;1/5;4 4 .安全性好。防靜電、阻燃、高度抗腐蝕、耐酸堿、耐低溫等優點；滿足地下工程安全生產的要求。2 2、玻璃纖維錨桿的性能測試對玻璃纖維錨桿的玻璃纖維條片進行基本的材料力學試驗。(1)(1)抗拉強度測試玻璃纖維條片具有較大的抗拉強度，試驗參考了美國 ACI440.3R-04ACI440.3R-041313】中的相關試驗方法。試驗內容：考慮實際的工程需要，分別選取

3、8 8 種型號的玻璃纖維條片試件，長度 45cni45cni 進行拉伸試驗：試驗方法：取長度 45cm45cm 的玻璃纖維條片，在符合國家檢測標準的萬能材料試驗機(CSS-WAW500DLk(CSS-WAW500DLk 進行，并且記錄桿體破壞時的抗拉強度。試驗結果見表 1 1。玻璃纖維條片抗拉試驗結果表表1規格寬(mm)厚(mm(mm2極限荷載(KN)抗拉強度(MPa極限應變FL20X520510057.55752.50%FL30X530515084.55632.40%FL30X73072101185622.37%FL40X4404160895562.50%FL40X8408320177553

4、2.40%FL40X1040104002115282.30%(2)(2)剪切強度測試試驗內容： 取以下 8 8 種型號的玻璃纖維條片試件， 長度 10cm10cm 試驗方法： 取長度 10cm10cm 的玻璃纖維條片，在符合國家檢測標準的萬能材料試驗機上進行剪切試驗，記錄條片破壞的剪切強度。試驗中各玻璃纖維條片式件的剪切試驗數據見表 2 2。玻璃纖維錨桿剪切試驗結論表表2規格寬(mm厚(mmaWR(mm2極限荷載(KN)剪切強度(MPaFL20X520510010.5105FL30X530515015.75105FL30X730721022.6108FL40X440416016100FL40X

5、840832035109FL40X10401040045113(3)(3)扭矩測試許多注漿錨固工程對注漿管扭矩有一定的要求，利用剪切扭轉試驗臺對玻璃纖維條片進行扭矩測試，測試的結果見表 3 3。玻璃纖維錨桿扭矩試驗結論表表3規格扭矩(Nm規格扭矩(NmFL20X535FL40X437FL30X530FL40X1049FL30X734FL40X1555從試驗結果我們可以得出，玻璃纖維錨桿是一種脆性材料。材料的線彈性關系明確，材料的抗拉強度高(與同面積的鋼材抗拉強度相當)，抗剪和抗扭強度低。3 3、玻璃纖維注漿錨桿的構造玻璃纖維注漿錨桿主要由兩個部分組成：第一部分為玻璃纖維屬性的加強錨固構件。第部

6、分為注漿管路構件，注漿管內可套入止漿塞進行定向定域注漿。具體如下圖所示：玻璃纖維條片溢漿孔固定連接件注漿管a三片件b兩片件圖1、玻璃纖維錨桿結構剖面圖圖2玻纖注漿管示意圖圖3玻纖注漿錨桿組合構造圖4 4、玻璃纖維錨桿的應用范圍玻璃纖維注漿錨桿主要應用在施工難度較大的機械化施工工程（如：城市地鐵、過河隧道、超淺埋隧道等）中的土體錨固改良，易挖除性是玻璃纖維錨桿優越于鋼質注漿管的主要特點之一，使之適用于 TBMTBM 盾構等機械化施工而不會損壞刀具。可以應用在以下幾個方面：（1 1）配合隧道“新意法”施工，超前預支護加固隧道掌子面當隧道掘進過程中遇到大規模的不良地質段（如：溶洞、斷層等）或下穿江河

7、、高樓等物體時，傳統的方法是孔口前進式分段注漿或鉆桿內水平后退注漿，然后施作管棚，最后分部開挖通過，根據工程難度不同，分部多少不一，有些工程分部達 8 8 部之多，施工進度慢，工作效兩種工藝的對比如下孔口注漿加固不良地質段孔口注漿加固不良地質段臺階法開挖分部開挖bb作為隧道盾構機始發井的抗側壓無金屬加固墻始發井經常建造得非常深（通常在 20402040 米以下），且開挖斷面較大，背后土壓及水壓也很a玻璃纖維錨桿注漿加固a傳統施工方法超前預加固土壓力較大，則極易造成盾構方向偏移等拱部超前支護不良地質段玻璃纖維錨桿注漿加固拱部超前支護玻璃纖維錨桿注漿加固需要在始發井周圍注漿加固，以形成抗側壓圍護結

8、構，來保證隧道的安全。銃挖機或機械全段面開挖盾構機盾構機盾構機采用玻璃纖維錨桿工藝加固b始發井始發井采用玻璃纖維錨桿工藝加固始發井b7隧道 TBMTBM 超前小導洞工法的徑向注漿加固是 TBMTBM、導洞結構的厚度。如下圖所示成自穩拱，有效的遏制地層對盾構機的壓力，控制地表下沉，提高工程施工的安全性。6不同注漿工藝盾構掘進時自穩拱形成位置及效果對比圖國的一些周邊國家也有很多隧道采用 TBMTBM 導洞擴挖施工的實例。其中通過小導洞對不良地質段a采用普通注漿方法加固始發井進行徑向注漿，使隧道周圍圍巖得到改良，然后再進行全斷面擴挖的施a采用普通注漿方法加固采用玻璃纖維錨桿工藝進行注漿加固，因為在注漿土體中嵌入玻璃纖維構件的錨固效應將TBMirTBMir 斷面掘進或鉆爆法擴挖的施工速度工法斷面圖如下圖所示注漿錨固范圍外輪廓線小導洞隧道全斷面開挖輪廓線玻璃纖維注漿錨桿圖8隧道TBM小導洞法輔助使用玻璃纖維錨桿工藝斷面示意圖5