淺談地鐵車站暗挖"PBA"工法的應(yīng)用

李程

摘 要： 西安地鐵六號線廣濟街站地處市中心地段，具有交通繁忙，周圍建筑密集，站間跨度大，埋深淺，地下管線較多，地下水位高，地層復(fù)雜等特點。主要是受交通影響、大跨度限制，采用“PBA”洞樁法能有效的解決此類問題。結(jié)合西安地鐵六號線廣濟街站工程實例，探討“PBA”工法關(guān)鍵工序的應(yīng)用及卡控要點。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;PBA工法;暗挖施工

近年來，大中型城市地鐵建設(shè)已成為城市建設(shè)的主流，它已成為緩解交通壓力的主要方式之一。而在地鐵建設(shè)期間因受周圍環(huán)境、道路及管線影響，是選擇施工方法的關(guān)鍵因素。地鐵車站暗挖工程“PBA”洞樁法是對地面與周圍環(huán)境影響較小，無法實現(xiàn)受環(huán)境條件限制的明挖法施工的地下暗挖工程。西安地鐵六號線廣濟街車站主體為單柱雙跨直墻雙聯(lián)拱結(jié)構(gòu)。“PBA”工法中的單柱雙跨直墻雙聯(lián)拱結(jié)構(gòu)解決了車站斷面尺寸大、地表沉降控制要求嚴格的問題，效果明顯;此結(jié)構(gòu)受力明確，工序轉(zhuǎn)換少，在施工環(huán)境與地質(zhì)條件受到限制的城市得到了廣泛應(yīng)用及推廣。

1 工程概況

廣濟街站為西安地鐵6號線二期工程的第4座車站，站臺寬度11m。車站為地下二層11m島式站臺車站，采用單柱雙跨拱頂直墻混凝土框架結(jié)構(gòu)，全長208m，標準段寬19.9m，高16.73m，中心里程處軌面埋深24.51m，頂板覆土約10.4m，總建筑面積12563.32m²。采用“PBA”法（洞柱法）施工，附屬采用明、暗挖結(jié)合施工。

2 工程特點及難點

2.1 本工程沿線重大管線多，站位線路埋深較大，進入承壓水深度大，施工期間降水難度相對加大，車站主體暗挖施工結(jié)構(gòu)斷面變化多，工序轉(zhuǎn)換相對復(fù)雜，施工中要對不同類別周邊建筑物及管線進行有效控制。

2.2 暗挖車站施工受到有限空間作業(yè)的限制，且自身施工工法多，工法之間轉(zhuǎn)換繁瑣復(fù)雜，材料吊裝運輸相對困難。要確保滿足業(yè)主盾構(gòu)過站的統(tǒng)籌安排，在要求的工期節(jié)點之前提供過站條件。

2.3 本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜工程界面與接口多，不同的結(jié)構(gòu)與防水材料有不同的工藝要求，任何環(huán)節(jié)的疏忽都將導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量與防水層出現(xiàn)缺陷。所以結(jié)構(gòu)防水是工程的一個重要環(huán)節(jié)。本工程施工場地均位于繁華區(qū)域，地面為交叉路口車流量大，周圍建筑物較多、地下管線密集，周邊環(huán)境復(fù)雜，同時存在施工場地協(xié)調(diào)難度大的問題。

3 施工方法的選擇

淺埋暗挖法：也叫松散地層的新奧法施工，充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用的松弛和變形，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，為圍巖加固，約束圍巖并通過對圍巖和支護的量測、監(jiān)控，指導(dǎo)地下工程的設(shè)計施工。淺埋暗挖法包含很多開挖方法，常見的有全斷面法、臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁（CD）法，交叉中隔壁（CRD）法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等，適合特大斷面的暗挖車站施工主要有中隔壁（CD）法，交叉中隔壁（CRD）法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、側(cè)洞法、柱洞法、樁柱法和洞樁（PBA）法。具有在不中斷路面交通下施工，減少路面管線改遷，對周邊高大建筑群影響較小。對于城市中心、人流量密集區(qū)域，施工空間緊張的局面，是最佳的施工選擇方法。缺點是施工復(fù)雜，對地質(zhì)、水文條件控制嚴格，造價高等。其中洞樁（PBA）法是結(jié)合明挖框架結(jié)構(gòu)施工和暗挖法施工進行有機結(jié)合。降低造價的同時，滿足了施工場地狹小制約、對繁忙道路交通的影響。適合廣濟街站做為西安市城市中心地段場地狹小、人流量密集、交通量大、建筑群多的特點。

中洞樁（PBA）簡稱“PBA”，工法的優(yōu)勢在通過（P-樁、B-梁、A-拱）邊樁、中樁、頂梁、底梁、頂拱共同構(gòu)成初期受力體系，承受施工過程荷載，再將蓋挖與暗挖法有機結(jié)合，再頂蓋的保護下逐層開挖土體，施作二次襯砌，形成由初期支護+二次襯砌組合而成的永久承載體系;適用地質(zhì)條件差、斷面大，多跨結(jié)構(gòu)，滿足廣濟街站單柱雙跨結(jié)構(gòu)要求，為最佳方案。

4 關(guān)鍵工序控制

4.1 結(jié)構(gòu)降水控制措施

4.1.1 車站降水為保證暗挖土體處于干作業(yè)區(qū)，提高土體自穩(wěn)性。降水井深度可跟實測水文情況確定，本項目（觀測井）深度為40m;其余區(qū)段降水井深度為45m，成井直徑 700mm。井管類型與規(guī)格：采用水泥井管（無砂水泥礫石濾水管及細?；炷粮羲埽瑑?nèi)徑 390mm，外徑 470mm，沉淀管長度取 5m，濾水管孔隙率不小于 15%;構(gòu)造要求：在第一層砂層頂部以上 2m 至井底的濾水管外包裹一層 60 目塑料濾網(wǎng)。井管固定與連接：井管采用竹片鐵絲綁扎固定。管外濾料規(guī)格：采用 3～5mm 之間磨圓度較好的天然礫石，不可采用石渣。

4.1.2 開始降水后，隨時監(jiān)測水位動態(tài)變化，監(jiān)測基坑周圍土體沉降量及對建筑物或管道等的影響必要時采取加固措施，防止發(fā)生事故。

4.1.3 在降水井井口或排水支管干線上安裝計量水表，并每日進行記錄。加強水位監(jiān)測，對水位、水量監(jiān)測記錄要及時整理，繪制水量、時間和水位降深曲線圖，分析水位水量下降趨勢，及時掌握水位下降規(guī)律。

4.1.4 當通過沉降監(jiān)測發(fā)現(xiàn)建筑物沉降已達到預(yù)警標準時，及時查明引起沉降的具體原因，當確認是因降水所引起時，馬上采取回灌措施。在沉降區(qū)域施工回灌井，回灌井與降水井之間的距離必須>5.0m，回灌方案的具體設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑物沉降的情況來定。如果確認降水井質(zhì)量問題是引起沉降的主因時，首先通知土建單位采取基坑保護措施，采取對問題進行停泵處理等相應(yīng)措施。

5 防水具體措施：

5.1 暗挖防水

5.1.1 采用礦山法施工的地下結(jié)構(gòu)迎水面均采用防水混凝土，防水混凝土的抗?jié)B等級根據(jù)結(jié)構(gòu)的埋設(shè)深度確定。

5.1.2 在初期支護與二次襯砌之間全封閉夾層防水層，主體采用預(yù)鋪高分子自粘膠膜防水卷材作為主防水層，出入口通道、風道采用預(yù)鋪高分子自粘膠膜防水卷材。

5.1.3 在防水層與初期支護之間設(shè)置防水層的緩沖層，緩沖層材料采用單位重量不小于400g/m²的無紡布。

5.1.4 二襯混凝土澆筑完畢后，應(yīng)對拱頂部位的防水層和二襯之間進行回填注漿處理。

5.2 特殊部位的防水設(shè)計

5.2.1 環(huán)向施工縫澆注混凝土前，應(yīng)將其表面鑿毛、清理干凈，涂刷混凝土界面處理劑或水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，并及時澆注混凝土?？v向施工縫澆注混凝土前，應(yīng)將其表面浮漿和雜物清除，然后鋪設(shè)凈漿或涂刷混凝土界面處理劑、水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料等材料，再鋪30～50mm厚的1∶1水泥砂漿，并及時澆注混凝土。

5.2.2 礦山法結(jié)構(gòu)變形縫均整環(huán)設(shè)置寬度為35cm的中孔型中埋式鋼邊橡膠止水帶和寬度為100cm的卷材防水加強層。單洞隧道頂拱和側(cè)墻變形縫部位結(jié)構(gòu)內(nèi)表面預(yù)留300×3cm的凹槽，槽內(nèi)安裝厚度1mm的不銹鋼板（或鍍鋅鋼板）接水盒。變形縫背水面縫內(nèi)整環(huán)采用聚硫密封膠進行嵌縫密封。

6 “PBA”工法在地鐵施工中的應(yīng)用

洞樁法施工暗挖車站為“PBA”工法的前身，最初由于機械化程度高，施工條件苛刻，不能滿足各個環(huán)境需要;隨著機械化的提高，鉆機反循環(huán)工藝不斷更新，再通過對洞樁法加以不斷改進、優(yōu)化，在城市地鐵施工中，對地表沉降控制越來越嚴格，而且因周邊環(huán)境限制，采用“PBA”工法施工在降水范圍、地表沉降控制、環(huán)境影響方面優(yōu)勢巨大，在一定程度可進行工廠化施工，封閉作業(yè)區(qū)，極大改善了施工環(huán)境，被越來越多的城市地鐵施工所借鑒。

參考文獻：

[1]GBJ108-87 地下工程防水技術(shù)規(guī)范.

[2]西安地鐵六號線“PBA”施工組織設(shè)計方案.

[3]林黎 地鐵車站洞樁法施工對地表沉降的影響研究.