地铁车站暗挖工程(PBA工法)施工技术控制要点

刘 泽 胜

(中铁十二局集团第二工程有限公司，山西 太原 030015)

地铁车站暗挖工程(PBA工法)施工技术控制要点

刘 泽 胜

(中铁十二局集团第二工程有限公司，山西 太原 030015)

结合具体工程实例，介绍了PBA工法施工工艺流程和控制要点，着重阐述了其施工准备阶段控制要点、施工过程中挖孔桩施工、土方开挖、临时支撑拆除等关键工序控制要点，为今后类似地下车站工程施工提供参考和借鉴。

PBA法，工艺流程，关键工序，控制要点

1 概述及工艺特点

1)概述。作为轨道交通系统的重要组成部分——车站，由于城市地面的快速发展，受到地面交通、建筑、地下管网等条件限制，越来越多的地铁车站需要采用暗挖法施工。2)施工工序流程见图1。第一步：先上后下开挖支护上下各4个导洞；第二步：开挖支护下面4个导洞的横通道；第三步：施作下面4个导洞内的条形基础、中间立柱下的底纵梁、底板；施作中柱、边桩；第四步：施工钢管柱及顶纵梁、桩上梁；第五步：开挖支护中跨、边跨的拱部；第六步：施作拱部二衬；第七步：从上向下开挖至站厅底板标高，施工中板、纵梁、内二衬；第八步：向下开挖至底板标高，施作底板及内衬墙。

2 施工准备阶段控制要点

施工准备阶段除仔细核对设计文件、进行设计交底，调查施工条件，编制暗挖工程的实施性施工组织设计等工作外，还应重点控制：

1)与当地市政市容部门联系，对车站施工区域(含附属工程)内及周边进行勘探和调查，弄清正在使用和废弃的管网布置情况(平面位置、埋深、用途)及状态。绘制管网平面分布图，结合地上地下施工与管线交叉、穿越、平行设置临近预警段，编制详尽的专项施工方案，明确在该段施工时的各种程序、步骤、措施以及各自的职责，并对所涉及的管理、技术及施工人员进行交底。一旦进入临近预警段施工，应严格按专项方案实施，确保不出现管网被破坏，暗挖穿越管网时引起坍塌、沉陷导致管网断裂。2)结合当地百年最大降雨量，车站所处地势，做好洞顶、洞口以及洞身四周截排水系统，排水系统与市政排水系统保持畅通，确保任何情况下水流不会流入洞内，修建的排水沟不应渗漏。

3 施工过程主要控制要点

3.1 人工挖孔桩控制

PBA法施工，需要开挖导洞(上四、下四)，在导洞内施作挖孔桩。挖孔桩施工的关键是安全问题，即人身安全。应编制详尽的挖孔桩方案(包括安全措施)，同时要特别注意以下几个方面：1)一定要做到先降水后施工，即在无水情况下进行挖孔桩作业，确保安全。2)在施工到下导洞的拱顶部位(即挖孔桩最底部)时，在土体四周要布置小导管进行预注浆加固地层，防止在挖孔过程中塌孔。3)在挖孔过程中做好混凝土护壁，不仅要保证护壁混凝土质量，还要做好振捣，保证其密实性，以确保孔壁的稳定性。4)根据土质情况每挖0.5 m～1.0 m，及时施作混凝土护壁支护。5)孔口设置水平推移的半活动半圆形钢板安全盖板，一半固定，当桩孔内有人挖土时，应掩好安全盖板，当取土吊桶上下运行时，孔内作业人员在固定盖板下面作业防止杂物掉下砸人。

3.2 开挖控制要点

1)加强地面沉降及洞内收敛观测，做好超前地质探测，探查导洞掌子面前方有无水囊等隐患，开挖码头门之前做好条件验收工作，检查主控条件及一般条件是否准备到位；开挖应严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18字方针要求。施工前应严格按设计施作超前小导管对开挖土体进行预注浆加固，待注浆浆液达到设计强度后且地下水已降至设计要求水位后按经审批过的土方开挖方案进行开挖。

2)开挖时，应将初喷混凝土、喷锚机及喷锚所用的管线准备到位(注意：喷射混凝土存放时间不得超过其初凝时间)，待开挖一结束即进行初喷封闭(当掌子面土层稳定性稍差，也可挖一部分喷一部分)，确保土体稳固和作业面安全，在初喷结束前，支护用的格栅钢架、锚杆、锁脚管及焊机等应运进掌子面附近，当初喷结束立即进行格栅支护，支护人员应饱和安排，且不得除安全因素以外进行任何停顿，越快越好，同时进行二次喷锚的混凝土及人员到位待命，待格栅钢架架设结束即进行二次喷锚封闭，使得初期支护及时进行，以达到挖、喷、支、喷四工序紧扣，下道工序人、料、机等上道工序作业面的原则，尽可能减少作业面土体裸露和喷锚滞后时间，及时封闭。

3)下台阶土方开挖应在上台阶初支基本稳定后，喷射混凝土强度达到设计强度的70%及以上时，方可进行开挖，挖一榀，支护一榀。

4)无论是上台阶开挖，还是下台阶开挖，均应在无水条件下进行，坚持先加固后开挖土方的原则，坚决杜绝水位未降到位和不注浆加固就开挖的蛮干现象，同时，在开挖前根据经审批的防坍塌、流砂、涌水、下沉过量等专项方案，备好抢险物质，并在就近堆码整齐。

5)开挖过程中，应及时准确的进行开挖面的地质素描，并做好超前地质预报和超前钻孔结合红外超前探水工作，做到不探不进，不明不进。

6)开挖一个循环后，在初喷支护时，应封闭掌子面，封闭厚度要满足注浆施工及设计要求。

7)施工过程中，应将围岩量测作为一道工序严格实施，对拱顶沉降，地面下沉和隆起、边墙收敛及格栅钢架受力加强监测，及时对数据进行分析，出现异常情况应及时采取防治措施。

8)在土质和破碎地层中应采用短台阶法开挖施工，留置核心土，核心土的长度不小于2.5 m，核心土体积在满足施工空间要求的前提下尽可能保留最大值，每循环开挖长度不宜超过设计一榀拱架间距长度，台阶长度在满足施工作业最低空间要求前提下越短越好，下导两侧应错开施工，坚决杜绝上导两侧拱脚同时悬空现象，支护安装拱架必须坐实，更不得悬空和被水浸泡。

9)开挖中出现的超挖部分应用同级混凝土回填并注浆充填密实，以稳定围岩变形。当底板地质软弱、下沉超限时，应及时对底板进行加固处理，欠挖部分，尤其是拱部风化球体、大块体，应分块处理，防止塌方。

3.3 临时支撑拆除控制

初支扣拱完成后，在做二衬时，均存在拆除临时支撑的问题，此步骤相当关键。处理不好存在很大的安全质量隐患，是监控重点，必须严格按方案进行拆除施工，未完成收敛的地段不得拆除，拆除前应对临时支撑进行受力量测，根据支撑受力状态和受力大小确定拆除顺序、分段拆除长度、倒撑、二衬施工时机。

每次拆除应不超过一个二衬循环的长度,一个断面一个断面的次第拆除。应从节点开始，逐节地拆除。不得锤击、硬拉硬拽，以免扰动围岩。拆除过程中，加强地面沉降、洞内拱顶沉降和周边收敛的检测，当检测结果在设计允许方位内，应迅速完成岩面处理、挂防水板、钢筋绑扎、衬砌台车组装、灌注混凝土等工序施工，此循环时间越短越好。当检测数据超出设计要求时，应及时采取措施，分析原因，调整施工方法，必要时采取加固措施，确保洞身稳定和人身安全。

当车站上方存在多种市政管线，前期初支施工可能已造成一定量的沉降，要求临时支撑破除时，应加强监测，施工时还应采取如下措施：

1)施工过程中，加强动态监测，根据管线沉降监测结果调整临时支撑的破除方法，保证市政管线的安全。在管线沉降监测速率过大时，应缩短每段破除的长度，在洞内增加支撑，停止施工，研究应对措施。

2)如果沉降速率较大，可在地面对管线进行加固，或者在临时支撑破除前，先行对其加固。

3)根据施工监测结果，可以调整二衬施工方法，优化施工方案。

4)过风险源地段临时初支破除，严格分段破除，必要时在上一段二衬成环达到设计强度75%后，再破除下一段临时支撑。

4 结语

由于车站暗挖采用PBA工法不仅使地面拆迁、管线改移和保护等费用相对较少，而且临时支护结构拆除工程量相对较少，站厅施工时，中板及中纵梁施工可采用土模施工，降低了施工成本。在桩、梁、拱体系形成后，整个结构受力条件好，给施工作业提供了一个安全的环境，同时形成较大的施工空间，便于机械化作业，提高工作效率，加快施工进度等独特优势，因此，在地铁车站暗挖时被广泛应用。但由于地铁车站具有普遍埋深浅，采用暗挖的车站更是初期施工作业面狭窄，地面周边环境复杂，地下管网密集等特点，充分做好施工前的准备工作和加强施工过程中几个关键工序的控制，能有效避免破坏市政管网、洞体塌方、地面塌陷，汛期水倒灌车站等安全事故和社会不良事件的发生，减少施工过程中的安全隐患。

[1] 北京交通大学.地铁工程施工安全管理与技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[3] 王余良，许景昭.地铁车站PBA工法施工技术及沉降分析[J].施工技术，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

刘泽胜(1974- )，男，工程师

1009-6825(2015)16-0097-02

U231.4

A