地鐵車站暗挖工程(PBA工法)施工技術控制要點

劉 澤 勝

(中鐵十二局集團第二工程有限公司，山西 太原 030015)

地鐵車站暗挖工程(PBA工法)施工技術控制要點

劉 澤 勝

(中鐵十二局集團第二工程有限公司，山西 太原 030015)

結合具體工程實例，介紹了PBA工法施工工藝流程和控制要點，著重闡述了其施工準備階段控制要點、施工過程中挖孔樁施工、土方開挖、臨時支撐拆除等關鍵工序控制要點，為今后類似地下車站工程施工提供參考和借鑒。

PBA法，工藝流程，關鍵工序，控制要點

1 概述及工藝特點

1)概述。作為軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分——車站，由于城市地面的快速發(fā)展，受到地面交通、建筑、地下管網(wǎng)等條件限制，越來越多的地鐵車站需要采用暗挖法施工。2)施工工序流程見圖1。第一步：先上后下開挖支護上下各4個導洞；第二步：開挖支護下面4個導洞的橫通道；第三步：施作下面4個導洞內(nèi)的條形基礎、中間立柱下的底縱梁、底板；施作中柱、邊樁；第四步：施工鋼管柱及頂縱梁、樁上梁；第五步：開挖支護中跨、邊跨的拱部；第六步：施作拱部二襯；第七步：從上向下開挖至站廳底板標高，施工中板、縱梁、內(nèi)二襯；第八步：向下開挖至底板標高，施作底板及內(nèi)襯墻。

2 施工準備階段控制要點

施工準備階段除仔細核對設計文件、進行設計交底，調(diào)查施工條件，編制暗挖工程的實施性施工組織設計等工作外，還應重點控制：

1)與當?shù)厥姓腥莶块T聯(lián)系，對車站施工區(qū)域(含附屬工程)內(nèi)及周邊進行勘探和調(diào)查，弄清正在使用和廢棄的管網(wǎng)布置情況(平面位置、埋深、用途)及狀態(tài)。繪制管網(wǎng)平面分布圖，結合地上地下施工與管線交叉、穿越、平行設置臨近預警段，編制詳盡的專項施工方案，明確在該段施工時的各種程序、步驟、措施以及各自的職責，并對所涉及的管理、技術及施工人員進行交底。一旦進入臨近預警段施工，應嚴格按專項方案實施，確保不出現(xiàn)管網(wǎng)被破壞，暗挖穿越管網(wǎng)時引起坍塌、沉陷導致管網(wǎng)斷裂。2)結合當?shù)匕倌曜畲蠼涤炅浚囌舅幍貏?，做好洞頂、洞口以及洞身四周截排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)與市政排水系統(tǒng)保持暢通，確保任何情況下水流不會流入洞內(nèi)，修建的排水溝不應滲漏。

3 施工過程主要控制要點

3.1 人工挖孔樁控制

PBA法施工，需要開挖導洞(上四、下四)，在導洞內(nèi)施作挖孔樁。挖孔樁施工的關鍵是安全問題，即人身安全。應編制詳盡的挖孔樁方案(包括安全措施)，同時要特別注意以下幾個方面：1)一定要做到先降水后施工，即在無水情況下進行挖孔樁作業(yè)，確保安全。2)在施工到下導洞的拱頂部位(即挖孔樁最底部)時，在土體四周要布置小導管進行預注漿加固地層，防止在挖孔過程中塌孔。3)在挖孔過程中做好混凝土護壁，不僅要保證護壁混凝土質(zhì)量，還要做好振搗，保證其密實性，以確?？妆诘姆€(wěn)定性。4)根據(jù)土質(zhì)情況每挖0.5 m～1.0 m，及時施作混凝土護壁支護。5)孔口設置水平推移的半活動半圓形鋼板安全蓋板，一半固定，當樁孔內(nèi)有人挖土時，應掩好安全蓋板，當取土吊桶上下運行時，孔內(nèi)作業(yè)人員在固定蓋板下面作業(yè)防止雜物掉下砸人。

3.2 開挖控制要點

1)加強地面沉降及洞內(nèi)收斂觀測，做好超前地質(zhì)探測，探查導洞掌子面前方有無水囊等隱患，開挖碼頭門之前做好條件驗收工作，檢查主控條件及一般條件是否準備到位；開挖應嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”18字方針要求。施工前應嚴格按設計施作超前小導管對開挖土體進行預注漿加固，待注漿漿液達到設計強度后且地下水已降至設計要求水位后按經(jīng)審批過的土方開挖方案進行開挖。

2)開挖時，應將初噴混凝土、噴錨機及噴錨所用的管線準備到位(注意：噴射混凝土存放時間不得超過其初凝時間)，待開挖一結束即進行初噴封閉(當掌子面土層穩(wěn)定性稍差，也可挖一部分噴一部分)，確保土體穩(wěn)固和作業(yè)面安全，在初噴結束前，支護用的格柵鋼架、錨桿、鎖腳管及焊機等應運進掌子面附近，當初噴結束立即進行格柵支護，支護人員應飽和安排，且不得除安全因素以外進行任何停頓，越快越好，同時進行二次噴錨的混凝土及人員到位待命，待格柵鋼架架設結束即進行二次噴錨封閉，使得初期支護及時進行，以達到挖、噴、支、噴四工序緊扣，下道工序人、料、機等上道工序作業(yè)面的原則，盡可能減少作業(yè)面土體裸露和噴錨滯后時間，及時封閉。

3)下臺階土方開挖應在上臺階初支基本穩(wěn)定后，噴射混凝土強度達到設計強度的70%及以上時，方可進行開挖，挖一榀，支護一榀。

4)無論是上臺階開挖，還是下臺階開挖，均應在無水條件下進行，堅持先加固后開挖土方的原則，堅決杜絕水位未降到位和不注漿加固就開挖的蠻干現(xiàn)象，同時，在開挖前根據(jù)經(jīng)審批的防坍塌、流砂、涌水、下沉過量等專項方案，備好搶險物質(zhì)，并在就近堆碼整齊。

5)開挖過程中，應及時準確的進行開挖面的地質(zhì)素描，并做好超前地質(zhì)預報和超前鉆孔結合紅外超前探水工作，做到不探不進，不明不進。

6)開挖一個循環(huán)后，在初噴支護時，應封閉掌子面，封閉厚度要滿足注漿施工及設計要求。

7)施工過程中，應將圍巖量測作為一道工序嚴格實施，對拱頂沉降，地面下沉和隆起、邊墻收斂及格柵鋼架受力加強監(jiān)測，及時對數(shù)據(jù)進行分析，出現(xiàn)異常情況應及時采取防治措施。

8)在土質(zhì)和破碎地層中應采用短臺階法開挖施工，留置核心土，核心土的長度不小于2.5 m，核心土體積在滿足施工空間要求的前提下盡可能保留最大值，每循環(huán)開挖長度不宜超過設計一榀拱架間距長度，臺階長度在滿足施工作業(yè)最低空間要求前提下越短越好，下導兩側應錯開施工，堅決杜絕上導兩側拱腳同時懸空現(xiàn)象，支護安裝拱架必須坐實，更不得懸空和被水浸泡。

9)開挖中出現(xiàn)的超挖部分應用同級混凝土回填并注漿充填密實，以穩(wěn)定圍巖變形。當?shù)装宓刭|(zhì)軟弱、下沉超限時，應及時對底板進行加固處理，欠挖部分，尤其是拱部風化球體、大塊體，應分塊處理，防止塌方。

3.3 臨時支撐拆除控制

初支扣拱完成后，在做二襯時，均存在拆除臨時支撐的問題，此步驟相當關鍵。處理不好存在很大的安全質(zhì)量隱患，是監(jiān)控重點，必須嚴格按方案進行拆除施工，未完成收斂的地段不得拆除，拆除前應對臨時支撐進行受力量測，根據(jù)支撐受力狀態(tài)和受力大小確定拆除順序、分段拆除長度、倒撐、二襯施工時機。

每次拆除應不超過一個二襯循環(huán)的長度,一個斷面一個斷面的次第拆除。應從節(jié)點開始，逐節(jié)地拆除。不得錘擊、硬拉硬拽，以免擾動圍巖。拆除過程中，加強地面沉降、洞內(nèi)拱頂沉降和周邊收斂的檢測，當檢測結果在設計允許方位內(nèi)，應迅速完成巖面處理、掛防水板、鋼筋綁扎、襯砌臺車組裝、灌注混凝土等工序施工，此循環(huán)時間越短越好。當檢測數(shù)據(jù)超出設計要求時，應及時采取措施，分析原因，調(diào)整施工方法，必要時采取加固措施，確保洞身穩(wěn)定和人身安全。

當車站上方存在多種市政管線，前期初支施工可能已造成一定量的沉降，要求臨時支撐破除時，應加強監(jiān)測，施工時還應采取如下措施：

1)施工過程中，加強動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)管線沉降監(jiān)測結果調(diào)整臨時支撐的破除方法，保證市政管線的安全。在管線沉降監(jiān)測速率過大時，應縮短每段破除的長度，在洞內(nèi)增加支撐，停止施工，研究應對措施。

2)如果沉降速率較大，可在地面對管線進行加固，或者在臨時支撐破除前，先行對其加固。

3)根據(jù)施工監(jiān)測結果，可以調(diào)整二襯施工方法，優(yōu)化施工方案。

4)過風險源地段臨時初支破除，嚴格分段破除，必要時在上一段二襯成環(huán)達到設計強度75%后，再破除下一段臨時支撐。

4 結語

由于車站暗挖采用PBA工法不僅使地面拆遷、管線改移和保護等費用相對較少，而且臨時支護結構拆除工程量相對較少，站廳施工時，中板及中縱梁施工可采用土模施工，降低了施工成本。在樁、梁、拱體系形成后，整個結構受力條件好，給施工作業(yè)提供了一個安全的環(huán)境，同時形成較大的施工空間，便于機械化作業(yè)，提高工作效率，加快施工進度等獨特優(yōu)勢，因此，在地鐵車站暗挖時被廣泛應用。但由于地鐵車站具有普遍埋深淺，采用暗挖的車站更是初期施工作業(yè)面狹窄，地面周邊環(huán)境復雜，地下管網(wǎng)密集等特點，充分做好施工前的準備工作和加強施工過程中幾個關鍵工序的控制，能有效避免破壞市政管網(wǎng)、洞體塌方、地面塌陷，汛期水倒灌車站等安全事故和社會不良事件的發(fā)生，減少施工過程中的安全隱患。

[1] 北京交通大學.地鐵工程施工安全管理與技術[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] JGJ 94—2008，建筑樁基技術規(guī)范[S].

[3] 王余良，許景昭.地鐵車站PBA工法施工技術及沉降分析[J].施工技術，2009(6)：57-58.

Construction technology control points of subway station excavation engineering(PBA mehtod)

Liu Zesheng

(ChinaRailway12thGroup2ndEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030015,China)

Combining with specific engineering examples, the paper introduces construction technology procedures and control points of PBA method, mainly describes control points at construction preparation phase, excavation pile construction, earthwork excavation and temporary support dismantle in construction process and other critical construction technology control points, which has provided some guidance for similar subway station engineering construction in future.

PBA method, technological procedures, critical construction procedures, control point

2015-03-29

劉澤勝(1974- )，男，工程師

1009-6825(2015)16-0097-02

U231.4

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