10月8日，總部位于日本東京都港區(qū)、日本四大建筑公司之一的日本大林組株式會社官網(wǎng)宣布，該公司攜手日本東麗株式會社（總部：東京都中央?yún)^(qū)）、小西株式會社（總部：大阪市中央?yún)^(qū)）、化學(xué)工事株式會社（總部：神戶市東灘區(qū)）共同開發(fā)了具有雙向加固效果的新型碳纖維片材粘接工藝“One-Bind Cross?”，并首次將其應(yīng)用于目前正在施工的東北高速公路龍森隧道加固工程（位于巖手縣八幡平市）。這一創(chuàng)新工藝實現(xiàn)了隧道襯砌補強施工流程的大幅簡化，為社會基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護(hù)提供了新的解決方案。

開發(fā)背景

自上世紀(jì)60年代以來，日本在經(jīng)濟(jì)高速增長期建設(shè)了大量社會基礎(chǔ)設(shè)施，如隧道和道路橋梁，如今，這些設(shè)施的老化問題已成為社會關(guān)注的焦點。預(yù)計到2040年，約半數(shù)的隧道自建成后將超過50年，因此，進(jìn)行加固等更新工程迫在眉睫。

在傳統(tǒng)的隧道襯砌加固工程中，通常采用碳纖維片材粘貼加固法，即使用環(huán)氧樹脂將碳纖維片材粘貼于襯砌混凝土表面進(jìn)行補強。然而，這種方法存在諸多局限性。首先，為了實現(xiàn)補強效果，需要將200g/m2的單向碳纖維貼片縱橫交錯粘貼兩層，導(dǎo)致施工工序繁瑣。其次，每層貼片都需單獨涂覆樹脂并等待固化，這不僅延長了施工時間，還使得交通管制期限大幅增加，給社會帶來了不便。

One-Bind Cross?技術(shù)特點

采用雙向碳纖維片材，確保高強度品質(zhì)：它使用通過特殊編織方法制成的縱橫雙向碳纖維片材。傳統(tǒng)用于隧道襯砌加固的片材為單向排列、單位面積重量200g/m2；而本工藝所用片材在縱橫兩個方向上均達(dá)到200g/m2的單位面積重量，僅需單層粘貼即可獲得與傳統(tǒng)雙層粘貼同等的加固效果。此外，通過在纖維交叉點設(shè)置浸漬孔，確保了環(huán)氧樹脂在片材與襯砌混凝土表面的滲透性，從而增強貼片與混凝土表面的粘結(jié)強度。

顯著提升施工效率：應(yīng)用One-Bind Cross?后，隧道襯砌加固工程中的片材粘貼作業(yè)從傳統(tǒng)的兩層減少為一層，工序從原來的11道精簡至8道。同時，片材寬度從傳統(tǒng)的500mm加大至1000mm，減少了作業(yè)次數(shù)。預(yù)計可使碳纖維片材粘貼施工工序總數(shù)減少約20%。

在東北高速公路隧道加固工程中的應(yīng)用成效

東北高速公路龍森隧道自1982年投入使用，其襯砌混凝土及巡查步道均出現(xiàn)了因年久老化而產(chǎn)生的損傷與劣化。在此次補強工程中，除了對混凝土裂縫進(jìn)行修補、對損傷部分進(jìn)行截面修復(fù)以及對空洞進(jìn)行灌注外，還在混凝土表面粘貼了碳纖維貼片，以增強襯砌混凝土的結(jié)構(gòu)強度。

大林公司在本工程中首次應(yīng)用One-Bind Cross?，并結(jié)合引入卡車搭載式系統(tǒng)腳手架“Flap Lift?”，從而確保了高效的施工性能。在片材粘貼作業(yè)中，與使用高空作業(yè)車粘貼單向碳纖維片材的傳統(tǒng)方式相比，施工效率提升了約兩倍。

未來展望

未來，研發(fā)團(tuán)隊將致力于進(jìn)一步提升One-Bind Cross?的強度，并計劃將其應(yīng)用范圍從隧道擴大至橋墩抗震加固、橋面大梁補強、建筑結(jié)構(gòu)抗震加固等領(lǐng)域。

大林組將積極推動該工藝的應(yīng)用，通過快速高效的更新工程，為基礎(chǔ)設(shè)施的長期穩(wěn)定運行貢獻(xiàn)力量。這一創(chuàng)新工藝有望在日本乃至全球的社會基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為解決老化基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)提供新的思路和技術(shù)支持。