【摘要】受电缆隧道盾构始发井结构尺寸的限制，无法按常规方法进行盾构始发，本文介绍玻璃纤维筋地下连续墙结合钢套筒的盾构始发技术。 【关键词】玻璃纤维筋；钢套筒；电缆隧道；盾构始发
1 工程概况
1.1 工程简介
广州市220kV奥林电力隧道工程东起东圃奥林变电站，向西延伸，沿环场路至广东奥林匹克中心停车场再以250m半径转至大观路旁，下穿广园东路至广深铁路旁盾构吊出井，线路途中设置两个盾构过井，盾构里程DK0+42.5～DK1+241.654，隧道埋深约8.5m。本电缆隧道建设规划共有6回路220KV电缆线路，10回路110KV电缆线路。
1.2 始发井特点及端头加固方案
盾构始发井长42.5m，宽11.5m，底板埋深16.95m。围护结构为0.8m厚地下连续墙，侧墙主体结构厚0.4m。最初设计的始发端头加固方案为三重管旋喷桩与搅拌桩相结合的方式。
2 工程施工难点
2.1 本工程是广州市第一条6m直径的电力隧道，始发井结构设计采取0.8m厚C30连续墙与0.4m厚C40侧墙共同受力的结构形式。常规地铁盾构施工的始发井主体结构度0.8m厚，大于盾构机刀盘长度（长约0.75m），本工程侧墙厚仅0.4m，不满足安装洞门密封圈的条件，必须采取辅助设施才能确保始发成功。
2.2 根据地质资料，加固地层的标贯击数均超过20击，搅拌深度为17.5m，单轴搅拌桩成桩质量难以保证。原加固方案桩成行列式布置，桩间不能很好咬合形成连续的止水帷幕。洞身及洞顶存在约7m厚的砂层，采用原加固方案难以达到止水和防止涌沙的效果，存在较大的安全风险。受现场条件限制，始发端无10米的加固长度空间，无法同时进行旋喷桩与搅拌桩施工，需要的施工工期长。需优化端头加固方案。
2.3 受始发井空间条件限制，需要分体进行盾构始发，分体始发工艺效率低，需要二次组装和调试，严重影响工程进度。
3 对策措施
3.1 将进洞洞门处的地下连续墙槽幅宽6m改为7m，将原本位于洞门范围内的接头钢板移至洞门范围外，始发井与盾构隧道接口处7m×7m范围所有钢筋采用玻璃纤维筋。始发时盾构机配全盘滚刀，利用刀盘直接破除洞门，避免人工凿除洞门的风险。
3.2 优化端头加固方案。通过对现场条件和工程地质的分析，结合广州地区的施工经验，设计院同意将端头加固方案变更为φ600@500梅花布置的密排三重管旋喷桩，加固范围见图2。考虑到土方开挖过程中连续墙位移，导致墙体与加固土体之间存在间隙，洞门破除时易发生涌水涌泥的风险，在洞门侧墙施工后、盾构始发前在洞门范围靠近连续墙0.5m布置5根袖阀管(间距1.5m、深17.5m)。
3.3 增加始发辅助措施――钢套筒。在侧墙预埋钢环外接0.9m长钢套筒，钢套筒在盾构组装刀盘就位后进行安装，在钢套筒的后面安装止水帘布，弥补0.4m厚侧墙结构导致止水帘布无法包裹盾体的问题。
4 钢套筒设计
采用钢套筒加长洞门，在国内使用的案例较少，从套筒设计、生产到投入使用都由施工单位自行完成。钢套筒设计是重点，需要考虑安装的可操作性、接头的止水性以及使用过程中套筒的稳定性。
洞门预埋钢环的环向翼板应由原有的150mm加宽至300mm，连接螺栓M20加大为M24。在钢套筒与侧墙预埋钢环之间用橡胶板压密止水，套筒的后方安装洞门密封（安装方式与常规洞门密封相同），盾构始发布置图见图1。
钢套筒分四块进行现场拼装，详见图2。下井前，先在套筒各连接面粘贴止水橡胶板。拼装时先在底板上摆上方木，再将底块（B块）下井与预埋钢环进行连接，B块安装就位后，用方木和钢板楔入B块与底板间空隙。再依次安装A、C、D块。整环就位后复紧套筒块间的螺栓及整环与预埋钢环的连接螺栓，并检查楔入钢板是否牢固，将钢板与B块上的牛腿焊接起来，确保有效支撑整个套筒。
盾构组装完成后，刀盘先进入钢套筒，刀盘接触连续墙时，止水帘布已经封闭盾体，满足始发密封要求，盾构掘进完4m加固体时，盾体已有6.1m进入钢套筒洞门密封，满足安全始发要求。
5 实施效果
5.1 最后一块套筒D块与预埋环现场较难安装。经现场调查，由于混凝土浇注施工振捣及混凝土收缩变形，导致预埋环板变形。现场采取对已安装的三块套筒位置进行调整，利用千斤顶顶入。
5.2 设计的套筒密封在安装过程中发生破坏，导致套筒的接缝不能密封。由于预埋环板变形，导致套筒间间隙增大，密封厚度不够，且安装中由于螺栓孔对位困难，造成了密封拉裂。现场采用速凝水泥对接缝进行封堵，对套筒内接缝采取焊接密封。
5.3 盾构机破除4m加固体后，套筒与预埋环接缝顶部出现少量的涌沙险情。通过原因分析，由于底层侧墙采取逆做法施工，侧墙顶部（环框梁下部）范围振捣困难，导致预埋环与侧墙间有空隙，盾构机突破加固体在水土压力下发生涌沙。施工单位及时启动应急措施，在套筒顶部与环框梁间焊接钢板形成封闭结构，然后塞棉被填充该处空隙，埋2根注浆管注聚氨酯堵水，同时地面对端头的5根袖阀管注双液浆，快速地控制住了险情。
6 小结
通过本工程的成功实施，玻璃纤维筋连续墙加钢套筒的始发工艺在侧墙厚度小于盾构机刀盘长度的隧道施工中是可行的，大大降低了盾构始发的安全风险，同时也降低了施工成本，节约了施工工期，此工艺不仅能用在电力隧道上，在地铁隧道及顶管始发也可以推广使用。由于首次使用钢套筒工艺，加上始发井结构空间狭小、工期紧、施工经验不足等原因，导致了安装困难和涌沙险情，始发后施工单位召开了专题讨论会，总结了经验教训。通过改进套筒结构设计，完善施工工艺，2011年12月份施工单位在“广州市220千伏犀牛电缆隧道工程”项目中继续采取玻璃纤维筋连续墙加钢套筒的始发工艺，盾构始发取得非常圆满的效果。