PBA車站設(shè)計順序結(jié)合施工工序分析

姜昱彤

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司東北分院，黑龍江哈爾濱150000）

0 引言

伴隨著城市規(guī)模的不斷增大，城市人口流量還在增加，再加上機動車輛呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢，交通狀況變得不堪重負。為了改善交通環(huán)境，采取了各種措施，其中興建地下鐵道得到了普遍的認可。

1 車站基本情況

哈爾濱地鐵2 號線一期工程省政府站位于中山路與和平路和中宣街交叉口，大致呈南北向布置，周邊規(guī)劃已基本實現(xiàn)，為避免較多的占用主干道路及管線改遷，該站采用暗挖施工工法。車站所處地層由上向下依次為粉質(zhì)黏土、細中砂、粗砂，地下水為承壓水，穩(wěn)定水位在地下18.5m 左右。

該站主體結(jié)構(gòu)為全斷面暗挖PBA 工法施工，車站設(shè)置4 個出入口，為明暗結(jié)合形式，2 個風(fēng)道為全斷面暗挖形式，同時橫通道分別與風(fēng)道、出入口相結(jié)合設(shè)置，如圖1所示。

圖1 車站位置平面圖

該站所處的地層多數(shù)為粉質(zhì)黏土，自穩(wěn)能力強，暗挖施工較為安全，車站兩端的風(fēng)道設(shè)置均考慮到規(guī)模及造價影響，采用風(fēng)道包主體結(jié)構(gòu)形式（風(fēng)道高于主體結(jié)構(gòu)），此方案可以縮短車站、減少工程投資。風(fēng)道覆土高度在5.8m，可以采用雙側(cè)壁法進行施工，采用風(fēng)道結(jié)構(gòu)包主體結(jié)構(gòu)的形式，如圖2所示。

圖2 車站立面圖

暗挖工法應(yīng)遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則進行設(shè)計與施工，缺一不可。

2 設(shè)計順序結(jié)合施工介紹

暗挖車況施工前需對占用施工空間（豎井施工）的圍擋及管線進行改移，并對影響施工的地下水進行處理。

2.1 豎井施工

豎井施工是暗挖車站的重要開端，豎井設(shè)計的位置、豎井的尺寸等都決定著工期的長短與工程量的增減，豎井的主要作用為進料、出土。豎井開挖方法為倒掛井壁法，由地面設(shè)置梁（鎖扣圈梁）掛在基坑周圍，然后依次向下開挖完成整個豎井的開挖過程。開挖時采用初期支護加小導(dǎo)管注漿形式來保證開挖進洞安全，為盡量保證施工安全，向下開挖的高度宜為0.5～1m，隨后應(yīng)及時架設(shè)初期支護，初噴混凝土、掛鋼筋網(wǎng)片、掛鋼拱架（本站為鋼格柵加縮腳錨桿）、噴混，如豎井尺寸較大，需在不影響施工位置設(shè)置中隔壁及斜撐，如圖3所示。

圖3 豎井開挖施工現(xiàn)場

2.2 豎井側(cè)壁破除馬頭門及橫通道施工

豎井開挖至設(shè)計標高，做好井壁支護后，可以進行破除馬頭門和橫通道施工，由于施工會引起較大地面沉降，馬頭門破除環(huán)節(jié)為重中之重。破除前應(yīng)先做好超前注漿穩(wěn)定地層（該站處于黏土層，注漿效果一般），同時馬頭門進洞的前三榀鋼架盡量密排，拉近間距，開挖前做好超前注漿，單洞做好臺階及核心土的預(yù)留[1]。

馬頭門施工完成后，可進行橫通道進洞施工，該站橫通道寬度為4.5m，根據(jù)該站所處地層情況來看，寬度較適宜，由于橫通道較高，故分為5 層，4 道臨時仰拱，由上到下逐層開挖，每層高度約為3.7m，該站橫通道先施工兩層，上兩層橫通道已經(jīng)能夠滿足主體結(jié)構(gòu)導(dǎo)洞、主體初期支護、二襯施工及材料運輸與機械進場，余下三層等待主體結(jié)構(gòu)能夠施工前完成即可，如圖4所示。

圖4 豎井側(cè)壁破除馬頭門及橫通道施工現(xiàn)場

該站車站較長，又是暗挖施工，考慮到工期影響，除車站兩端設(shè)置豎井橫通道之外，還需要在車站中部選取一處合理位置設(shè)置豎井橫通道，豎井設(shè)置在3 號出入口轉(zhuǎn)角處，同時與之合建，橫通道按照90o轉(zhuǎn)彎開挖方向到車站約中部位置，橫通道形成對向開挖四個工作面，提高工作效率及盡早封閉[2]。

2.3 橫通道開馬頭門上導(dǎo)洞及主體上部結(jié)構(gòu)施工

由橫通道進洞施工主體小導(dǎo)洞初期支護結(jié)構(gòu)，采用?32 小導(dǎo)管超前預(yù)注漿加固地層，完成初支結(jié)構(gòu)后需進行初支背后注漿，補充空隙。小導(dǎo)洞為主體結(jié)構(gòu)頂縱梁、中柱、柱下樁基、邊樁及邊支座施工提供了空間，同時也滿足進出土及進出料通道需求，由于本站地下水穩(wěn)定水位在中板位置，故本站采用上方四導(dǎo)洞＋鋼管柱及柱下樁基形式，如圖5所示。

圖5 橫通道開馬頭門上導(dǎo)洞及主體上部結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場

2.4 邊樁、冠梁、柱下樁基、中柱及頂縱梁施工

本站中柱采用?0.8m 鋼管混凝土柱，中柱柱下樁基為?1.8m 鉆孔灌注樁，鋼管柱插入樁基約1m 深度，邊樁為?1m、間距1.4m 鉆孔灌注樁，鋼管柱安裝完成后，應(yīng)采用臨時支撐措施固定，以防鋼管柱偏移；施做冠梁，冠梁預(yù)留主體結(jié)構(gòu)初期支護格柵鋼架鋼筋接頭，主體結(jié)構(gòu)頂縱梁施做前應(yīng)鋪設(shè)防水層，同時預(yù)留防水接頭，如圖6所示。

圖6 邊樁、冠梁、柱下樁基施工現(xiàn)場

冠梁完成及邊導(dǎo)洞貫通后進行主體結(jié)構(gòu)初期支護架設(shè)、噴混，邊導(dǎo)洞完成后可進行導(dǎo)洞背后空隙回填，中導(dǎo)洞防水鋪設(shè)完成后可進行頂縱梁鋼筋幫扎、混凝土澆筑及空隙回填，如圖7所示。

圖7 頂縱梁及邊導(dǎo)洞邊跨初支施工現(xiàn)場

2.5 主體結(jié)構(gòu)防水層、扣拱的施工

主體結(jié)構(gòu)扣拱是關(guān)鍵步驟，開挖前應(yīng)進行管棚施工，保證結(jié)構(gòu)上方土體處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。二襯結(jié)構(gòu)整體受力需要結(jié)構(gòu)有效連接，此時需要破除導(dǎo)洞側(cè)壁，使二襯鋼筋及混凝土有效連接，由于導(dǎo)洞間跨度較大，導(dǎo)洞側(cè)壁不拆除，先進行洞間土開挖，然后架設(shè)格柵、噴混，待主體結(jié)構(gòu)施工前拆除即可[3]。4 個導(dǎo)洞間共為三跨主體拱，先進行中間洞室二襯扣拱，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，進行開挖步距調(diào)整，施工時應(yīng)保證對稱性，如圖8所示。

圖8 頂拱二襯結(jié)構(gòu)澆筑完成

2.6 側(cè)墻、側(cè)墻、底板施工

主體結(jié)構(gòu)扣拱完成后，基本已經(jīng)完成大部分復(fù)雜環(huán)節(jié)與關(guān)鍵風(fēng)險部位，拱頂、邊樁已經(jīng)為余下施工提供了一個有利的施工空間及安全施工環(huán)境，唯一需要注意的就是防水搭接質(zhì)量問題，如圖9所示。

圖9 車站主體結(jié)構(gòu)部分完成圖

2.7 監(jiān)控要點

開挖前應(yīng)做出系統(tǒng)的監(jiān)測方案，包括監(jiān)測項目、測點布置、監(jiān)測方法、監(jiān)控報警值、監(jiān)測頻率、報告制度等，及時收集、分析監(jiān)測信息，當數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，要組織專題分析會，動態(tài)地優(yōu)化施工參數(shù)甚至施工方案，達到信息化施工的目的。

3 結(jié)語

城市地鐵工程主要修建在城市內(nèi)交通壓力大的繁華地段，而地下工程的施工容易造成地表下沉的事故發(fā)生，開挖過程中也偶爾會收到預(yù)警信息，針對地下暗挖工程還存在不確定性，但設(shè)計方法與施工技術(shù)已經(jīng)隨著時間的推移與經(jīng)驗的積累在不斷更新與進步，隨著理論和技術(shù)的不斷完善，地層沉降理論也將會逐漸清晰，有關(guān)的沉降控制技術(shù)和應(yīng)急處理技術(shù)也會逐漸完善。