地鐵暗挖車站洞樁法施工技術(shù)初探

楊再興

【摘要】地鐵施工是一項(xiàng)任務(wù)量巨大的工作，對(duì)城市建設(shè)起著舉足輕重的作用。本文就地鐵暗挖車站洞樁法施工技術(shù)進(jìn)行了簡單的分析。

【關(guān)鍵詞】地鐵；暗挖；車站；洞樁法；施工技術(shù)

1、工程概況

1.1地質(zhì)水文狀況

經(jīng)勘測，雙井地形西高東低，自然地面標(biāo)高在 37～37.8 m 之間。底板埋深 32 m，車站開挖深度范圍主要包括以下土層：粉細(xì)砂④3 層、中粗砂④4層、圓礫亂石⑤層、中粗砂⑤1 層、粉細(xì)砂⑤2層、粉質(zhì)黏土⑥層、中粗砂⑦1 層及粉細(xì)砂⑦2層。站體施工范圍內(nèi)存在潛水和承壓水， 暗挖車站拱部處于潛水層中， 車站底部位于承壓水層，二層水對(duì)車站暗挖施工均造成較大影響。

1.2工程特點(diǎn)

1）雙井站周邊多為高層商業(yè)區(qū)和住宅區(qū)，車站臨時(shí)施工豎井以及附屬結(jié)構(gòu)緊鄰地上建筑物，在進(jìn)行明、暗挖作業(yè)時(shí)，需要采取有效措施確保車站主體及附屬結(jié)構(gòu)周圍建筑物的安全。 2）由于本站地下管線密集，需進(jìn)行保護(hù)管線較多，因此在進(jìn)行暗挖作業(yè)時(shí)，需采取措施控制沉降， 保證結(jié)構(gòu)以上地下管網(wǎng)的正常使用。 3）車站所處位置車流量大，交通十分繁忙，無法實(shí)現(xiàn)交通疏解而采用明挖作業(yè)，因此本工程采用了全暗挖法進(jìn)行施工。 4）結(jié)構(gòu)所處位置地下水位較高，工程地質(zhì)條件差，車站上、下層導(dǎo)洞拱部均位于粉細(xì)砂層、中粗砂層、砂卵石層中，自穩(wěn)性極差，暗挖施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

2、車站洞樁法施工技術(shù)概念解析

專業(yè)術(shù)語中大家常說的“PBA”洞樁法，具體的概念就是指的傳統(tǒng)的地面框架結(jié)構(gòu)施工的一種常見的工程方法。一般來說，就是在地面施工的時(shí)候，首先工作就是積極的做坑圍護(hù)樁為基石，作為修筑地鐵的根基。隨后按照一定的順序，從上而下進(jìn)行基坑上方土的開挖工作，為了防止基坑出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，還需要做一些必要的支撐工作，確保開挖的順利進(jìn)行。等地鐵在施工的過程中開挖到底部之后，需要從下而上施作框架結(jié)構(gòu)的支撐工作。配合以暗挖法統(tǒng)一結(jié)合起來，確保不會(huì)出現(xiàn)變形或者是塌方的現(xiàn)象?；A(chǔ)決定上層建筑，在進(jìn)行車站洞樁法施工技術(shù)操作的時(shí)候，要注意將構(gòu)成支撐框架地鐵建設(shè)框架的結(jié)構(gòu)合理規(guī)劃好，具備一定的承載能力，然后從施工的內(nèi)部抓起，一層一層進(jìn)行維護(hù)和支撐，最終形成由外層邊樁及頂拱的強(qiáng)大支撐，確保施工的順利進(jìn)行和后期地鐵系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前北京的地鐵建設(shè)都是采用的這種原理，根據(jù)地鐵所要通過的地表層次，做詳細(xì)的剖析。畢竟地鐵的建設(shè)不是一個(gè)簡單的工作。對(duì)施工的影響和造成的因素都比較大。

3、PBA 洞樁法施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 超前加固技術(shù)

1）難點(diǎn)分析：車站主體導(dǎo)洞處于粉細(xì)砂、中粗砂、砂卵石、粉土等地層中，地層較為復(fù)雜，且上層導(dǎo)洞處于潛水層中，下層導(dǎo)洞處于承壓水層中。不良的地質(zhì)狀態(tài)對(duì)導(dǎo)洞的開挖、支護(hù)影響很大，一旦超前支護(hù)工作做不好，極有可能發(fā)生涌砂、涌水、坍塌、塌方等事故發(fā)生。因此，車站導(dǎo)洞開挖前的超前支護(hù)加固是本工程的一大技術(shù)難點(diǎn)。 2）主要對(duì)策：第一，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)在開挖前做好大管棚及超前深孔注漿施工；第二，在開挖過程中若設(shè)計(jì)超前加固方案不理想，應(yīng)增加超前小導(dǎo)管注漿加固措施；第三，在導(dǎo)洞開挖施工過程中，若存在殘留水、承壓水滲漏情況，應(yīng)及時(shí)采取引排、真空降水等輔助措施，確保開挖安全。

3.2 導(dǎo)洞開挖技術(shù)

1）難點(diǎn)分析：車站主體 8 個(gè)導(dǎo)洞上下相距僅有 8 m，左右相距僅有 3.5 m，如何避免開挖中的相互影響， 合理確定導(dǎo)洞間的開挖順序，控制群洞效應(yīng)所引起的地面沉降，確保地下管線和周邊環(huán)境安全穩(wěn)定，是小導(dǎo)洞施工中的一大技術(shù)難點(diǎn)。 2）主要對(duì)策：第一，合理確定各導(dǎo)洞的開挖順序，按先下后上 （本工程因降水影響先上后下）、交叉錯(cuò)開順序進(jìn)行小導(dǎo)洞工程的開挖支護(hù)，其導(dǎo)洞相互之間錯(cuò)開距離應(yīng)不小于 10 m。第二，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果及時(shí)反饋信息指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工，以便調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方法，以此作為安全保證的主要手段。第三，上、下層導(dǎo)洞應(yīng)錯(cuò)開 15～20m 進(jìn)行開挖支護(hù)施工。各導(dǎo)洞之間橫、縱向均拉開一定距離，避免相互干擾。第四，小導(dǎo)洞分臺(tái)階快速開挖，減少對(duì)地層的擾動(dòng)，加強(qiáng)初期支護(hù)，盡早閉成環(huán)，限制導(dǎo)洞的沉降和變形。

3.3 鋼管柱安裝和柱內(nèi)混凝土施工技術(shù)

1）難點(diǎn)分析：鋼管混凝土柱是結(jié)構(gòu)中的主要承載構(gòu)件，鋼管柱混凝土的質(zhì)量，關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。因?qū)Ф磾嗝孑^小，受作業(yè)空間限制，鋼管柱的安裝精度和鋼管柱混凝土施工的質(zhì)量較難保證。導(dǎo)洞內(nèi)鋼管柱的安裝精度和鋼管柱混凝土的施工質(zhì)量是本工程的另一技術(shù)難點(diǎn)。 2）主要對(duì)策：第一，施工底縱梁時(shí)，采用全站儀、水平儀及前方交匯法，確定鋼管柱基礎(chǔ)的中心位置，預(yù)埋鋼管柱定位桿，安裝調(diào)平基板。第二，柱的鋼管分節(jié)吊裝，鋼管各節(jié)之間采用高強(qiáng)螺栓連接。柱下端與底縱梁預(yù)留調(diào)平基板連接，上端用設(shè)在柱上的定位器定位。第三，通過投點(diǎn)儀和激光測距儀確認(rèn)鋼管柱的垂直度，看柱基的中心和柱的中心是否重合，能否達(dá)到精度要求。第四，做好鋼管柱底部和頂部的鎖口，確保澆筑混凝土鋼管柱不發(fā)生變形；第五，采用導(dǎo)管灌注泵送混凝土。為確保鋼管柱混凝土的密實(shí)，在混凝土中摻微膨脹劑，嚴(yán)格控制水灰比，并加強(qiáng)搗固。

4、車站洞樁法施工所面臨的難題及其相關(guān)影響因素

4.1車站洞樁法施工所面臨的難題

地鐵在建設(shè)的過程中不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，而是一個(gè)跟周邊建筑物相互作用的統(tǒng)一體。因此不能孤立的看待問題。車站洞樁法施工所面臨的難題不僅僅是周邊建筑物的大型建設(shè)，大家也知道，隨著地鐵建設(shè)規(guī)模的整體擴(kuò)大，在修筑地鐵的過程中施工水平也在相應(yīng)提高。地鐵洞樁法就是在傳統(tǒng)淺埋暗挖法的基礎(chǔ)上創(chuàng)新地吸收蓋挖法的技術(shù)成果形成的新工法，目前地鐵施工面臨著巨大的難題主要有地鐵修建周邊地址狀況的因素，周邊環(huán)境因素，工程浩大量來決定的。一般來說，地鐵都是修建在繁華的地段，人多車多。在商業(yè)區(qū)或者是在世貿(mào)中心。建筑物比較多，因此考慮到地鐵周邊的建筑物因素和環(huán)境因素，地理位置因素等，這些方面都會(huì)修建地鐵帶來一定的難度，車站洞樁法施工所面臨的難題絕對(duì)是一個(gè)復(fù)雜性的概念。在修建地鐵之前，一定要將地下固定好，使用穩(wěn)固而健全的洞樁法施工才能確保地鐵周圍建筑物的安全性和日后地鐵的正常運(yùn)用情況。

4.2車站洞樁法施工的影響因素

近年來城市大刀闊斧的修建地鐵的現(xiàn)象越來越普遍，既然是在地下構(gòu)建交通系統(tǒng)，由于地鐵一般都是采取暗挖來進(jìn)行施工的，因此，便不可避免擾動(dòng)地下的土體，進(jìn)一步導(dǎo)致引起地鐵周圍地層的變形和建筑物出現(xiàn)一定程度的位移。大家都知道，從地理學(xué)的角度上來看，當(dāng)?shù)叵峦临|(zhì)發(fā)生變化之后，地層的變化又會(huì)反作用于對(duì)鄰近樁基，這種相互作用的關(guān)系，逐步導(dǎo)致樁出現(xiàn)不同程度的位移和變形。車站在開挖的時(shí)候，會(huì)受到地鐵開挖高度、深度、埋度、水文、地質(zhì)、施工技術(shù)等多方面的影響。若是車站洞樁法施工的過程中出現(xiàn)了大幅度的跨度，因此施工的時(shí)候一定要將這些不可避免的因素考慮在內(nèi)，盡量是做到從前人從試驗(yàn)、科學(xué)上的理論計(jì)算分析、工程對(duì)策等各個(gè)方面做全面徹底的研究和實(shí)驗(yàn)，爭取在和諧好各個(gè)因素之后，再開始安全施工，確保安全第一。

參考文獻(xiàn)

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[2] 宋建；樊赟赟；；復(fù)雜條件下地鐵車站施工關(guān)鍵技術(shù)[J]；現(xiàn)代隧道技術(shù)；2012年01期