地鐵隧道管片用聚丙烯粗合成纖維

(SAP 47S / SAP 55S / SAP 65S)

一、聚丙烯粗纖維在世界隧道襯砌中的使用案例

傳統(tǒng)隧道的襯砌支護(hù)是先架好鋼筋網(wǎng)片，再使用噴射混凝土，鋼筋網(wǎng)片的搭架費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且工人在沒(méi)有支護(hù)的隧道進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片的搭架，也會(huì)產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。隨著混凝土支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)際上開(kāi)始將鋼纖維加入到噴射混凝土中作為增強(qiáng)材料，從而取代鋼筋網(wǎng)片。但鋼纖維在攪拌、噴射中有其固有的缺點(diǎn)，且易生銹。因此，使用工程合成粗纖維增強(qiáng)噴射混凝土已經(jīng)成為國(guó)際普遍采用的方法，超過(guò)5000km的隧道使用了合成粗纖維增強(qiáng)的噴射混凝土。

本文介紹了合成纖維Sapen加固混凝土的各項(xiàng)測(cè)試性能。 在數(shù)值模擬中， 以典型的上海工程地質(zhì)條件為背景， 基于真實(shí)梁受彎試驗(yàn)的數(shù)據(jù)， 參考相關(guān)規(guī)范計(jì)算相關(guān)材料模型參數(shù)；模擬出合成纖維Sapen加固混凝土的材料模型。 然后在ATENA有限元軟件中， 模擬出隧道襯砌的受力情況。 用三種不同的方式模擬管片接頭， 分析了埋深15米和20米兩種工況， 并以荷載結(jié)構(gòu)法的手算結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行了比較， 可以得出以下結(jié)論：

1. Sapen加固混凝土的各項(xiàng)性能優(yōu)越， 符合隧道襯砌所需要的防腐蝕， 抗火、 耐久性等要

求。

2. Sapen加固的混凝土隧道襯砌在正常15米埋深時(shí)的拉應(yīng)力， 壓應(yīng)力以及裂縫寬

度， 位移等均滿足設(shè)計(jì)要求。

3. 深埋隧道（20米時(shí)）因土拱效應(yīng)的影響， 襯砌中拉壓應(yīng)力與裂縫寬度均比15米時(shí)更小，

因此， Sapen加固的隧道襯砌在正常使用階段靜力學(xué)特性均滿足要求。

4. 隧道襯砌內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)呈彈塑性分布， 數(shù)值模擬所得結(jié)果與理論應(yīng)力分布非常相近， 很好

的反應(yīng)了纖維加固混凝土開(kāi)裂后的性能。

二、聚丙烯粗合成纖維的化學(xué)成分

      聚丙烯粗合成纖維的主要化學(xué)指標(biāo)：聚丙烯。

三、聚丙烯粗合成纖維的基本特點(diǎn)

1.為所有級(jí)別的混凝土提供良好的抗疲勞，抗收縮，抗震及良好的韌性；

2.操作簡(jiǎn)單，不易團(tuán)結(jié)，安全，價(jià)格合理，節(jié)約成本；

3.可以用于高腐蝕，潮濕環(huán)境中表面經(jīng)過(guò)壓花處理，提高了與混凝土之間的咬合力，也提高了抗收縮、抗裂等性能。

4.粗合成纖維的剛度不及鋼纖維，但實(shí)驗(yàn)證明同等條件下,粗合成纖維每立方混凝土需3kg-6kg，而鋼纖維需要25kg-40kg,結(jié)果表明，含粗合成纖維的混凝土纖維韌性和抗裂效果更好。

5. 具有金屬纖維不具備的防火性，在火災(zāi)中混凝土不易發(fā)生爆炸。

四、典型應(yīng)用

用于噴漿混凝土，混凝土工程，地坪，橋梁，隧道，尤其在變形及韌性要求較高的工程，如礦井，水利水電工程等。

五、聚丙烯粗合成纖維的主要技術(shù)參數(shù)