地铁暗挖车站“PBA”洞桩法施工技术

闫书诚

中铁隧道局集团二处有限公司，北京 100000

随着我国经济的发展和城市化进程的推进，城市的规模在不断扩大，对于公共交通的需求也越来越高，因此在城市建设的过程中，很多地方采用了发展地铁的方式来缓解路面交通拥堵的问题，因此，其施工技术和施工质量都受到了社会公众的高度重视。与地面道路工程相比，建设地铁工程的施工难度比较大，对施工技术的要求也更高。特别是地铁工程往往遇到较为复杂的地质条件，进一步增加了施工的难度。随着洞桩法即PBA技术的出现，通过在导洞内进行中柱以及边桩的施工，并采取暗法施作拱顶的方式来解决在比较松软的地质条件下开挖的问题，提高了横向框架对外部载荷的承载能力，有了拱顶以及边桩的共同保护，车站主体的开挖作业的安全性大大提高。而且这种施工技术能够灵活的适应各种复杂的施工环境和地质条件，将成为地铁施工技术中的主要发展方向之一。

1 地铁暗挖车站PBA洞桩法施工技术的特点

PBA洞桩法施工技术的主要特点体现在以下几个方面：先期形成的拱柱梁桩体系构成了主要的受力框架，为后期的开挖作业提供了有效的保护，提高了施工的安全性。后期在进行土方作业时，施工规模被拆分成各相对独立的导洞，可以对变形进行有效的控制，且尽可能减少对周边环境的影响，能够适应复杂地质条件下的大跨度暗挖车站的施工要求。这种技术的施工比较灵活，适应性强，受跨度或层数的影响比较小；同时，可以按照地层的实际条件选择其底部采用桩基或者纵梁等承载结构。开挖小导洞的施工技术比较成熟可靠，且安全性比较高。而且各个导洞间均保持了一定距离，这样不仅可以对各导洞的纵梁、柱等同时进行施工作业，而且相互的干扰也比较少。边桩可以提高对土体所带来的侧向压力的承载能力，同时对地表的沉降也起到了一定的控制作用。该技术的施工空间比较大，便于机械作业，从而提高了施工的效率和质量。

2 地铁车站工程中洞桩法PBA施工技术分析

2.1 施工中需要进行超前探测，保证施工的安全

在施工时应采取超前钻孔的方式来对作业前方的地下水等地质水位情况进行探测。钻孔时控域利用风钻进行打孔，钻孔深度应达到5m，并且钻孔的数量应在3个以上。布设探孔时应尽量选择在拱腰或者拱顶进行钻设。如果在拱腰或拱顶的探孔内发现有明水存在时，要在下半断面以及拱脚出增加探孔数量，以探测情况为依据，并充分考虑开挖作业面的地质条件有针对性采取辅助防护措施，从而为施工的安全性提供可靠的保障。

2.2 在导洞内引排残留水

如果在车站的横向施工通道内和小导洞的下半断面内都有残留水存在时，一般的降水方式难以将这些残留水完全排出。因此，需要根据实际的地质条件来设置引水管线，并利用竖井集水坑来汇集引出的残留水。施工时要按照施工现场的实际水量和地质水文等环境条件来选择相应的引水管的具体型号。

2.3 开展竖井以及横向通道的施工作业

采用PBA施工技术近施工时通常都需要设置竖井，竖井既可以作为风井，也可以作为车站主体工程的施工竖井。竖井的规格大小应根据工程的实际需要来确定。在施工时可以通过钢筋格栅结合网喷法来进行施工作业，并利用龙门架来出土。利用模注混凝土进行二次衬砌时要为横向通道的开口预留出位置。在井口处应设置圈梁进行锁口，另外还需要设置各种管线以及相关设施。

施工时还要设置横向通道，横通道既可以作为风道，也可以在进行车站主体工程的施工时利用横通道开展桩顶纵梁、小导洞以及挖孔桩的施工作业。进行风道的转正洞及其马头门的施工时，在开挖风道并进行支护的同时就应该开始马头门的施工作业。在马头门的外围风道内应设置一排超前导管，通过导管进行注浆对地层进行加固。完成地层加固后再对马头门以及风道采取临时性的支护措施。对风道的初支完成拆除后，就可以在马头门安装格栅等支护设施了。

2.4 开展边桩的施工作业

在开展边桩的施工作业时可以采用人工挖孔桩或者钻孔灌注桩这两种方式。一般来说如果在导洞内利用机械成孔，并开展灌注桩的施工作业时，由于导洞内的施工空间相对有限，洞内的施工环境也比较差，成孔的时间会延长，而且难以完成清孔作业，这些问题会进一步增加焊接钢筋以及灌注桩的施工困难，无法有效保证成桩的质量。而采取人工挖孔则可以在一定程度上克服这些问题，然而由于地下施工受地下水的影响比较大，人工挖孔不仅工作强度大，桩长也会受到一定的限制，而且施工安全也难以得到保障。因此，在施工时要根据工程的实际情况来选择成桩工艺，并综合通过适当缩短桩长或增加桩径等方式来对地层进行加固，从而增强桩底的受力能力，保证施工的安全。

2.5 开展开挖导洞的施工作业

进行导洞的开挖作业时要做好相关的准备工作，喷锚的管线和机械设备以及混凝土等都应及时准备就绪，而且要对混凝土进行检查，其存放时间应控制在初凝时间以内。完成开挖作业后要应立即喷射混凝土进行封闭。如果掌子面的土层较不稳定时，则应采取开挖一部分就进行部分喷射的方式来保证施工作业的安全以及土体的稳定性。完成初喷之前就应将锚杆、格栅钢架以及锁脚管和焊机等设备运送至作业面，这样可以在完成初喷后立即开展支护作业，保证施工的时效性。施工时应配备充足的作业人员，如无安全危险则应连续施工，且应在最短时间内完成支护作业。与此同时，二次喷锚的施工人员以及相关的设备材料应准备就绪，并在完成格栅钢架的支护作业后立即开展二次喷锚作业，从而完成初期的支护防护；各道工序应紧密连接，保证喷锚支护的时效性和连续性，从而避免作业面的土体长时间裸露，以保证施工的安全，提高支护的效果。

2.6 采用注浆法加固地层

开挖隧道的作业面前方与周边建筑的距离比较近或者存在重要的管线设施时，如果隧道拱部有漏水的情况发生，或者该地层条件比较差时，为了保证周边环境和施工作业的安全，应对前面地层进行加固，通常可以采取通过超前深孔进行注浆的方式来加固地层。在确定注浆的范围时，可以根据实际情况来选择进行局部注浆或在半断面进行注浆。加固时应保证其厚度能够达到3m。

如果导洞内发生冒浆问题时要对浆液进行调整，改变其凝固时间，也可以改用间歇法进行注浆作业，对串浆或者冒浆的位置可以用棉纱来堵塞。施工时对地表也要加强巡视检查，避免地表发生冒浆问题。一旦发现地表发生冒浆情况，要立即对浆液的凝固时间进行调整，并在注浆时采取间歇作业的方式，如冒浆仍未解决应立即停止注浆。如果发现地层吸收的浆液量过多，而造成注浆压力在较长时间内都未上升时应对浆液进行调整，改变浆液的配比，使浆液凝固的时间缩短，并改用低压力的大泵量作业方式进行注浆，这样可以增加浆液停留在地层中的时间，为凝胶创造条件，以实现注浆控域的目的。

2.7 对初期的导洞支护结构进行拆除

对导洞以及拱顶的初期支护结构进行拆除时要注意其结构通常已经出现了变化。特别是在对小导洞的边墙支护结构进行拆除时会发生卸载的现象，改变了其原有的受力结构，因此需要根据二次应力对结构进行相应的调整，避免应力的释放造成其支护结构出现变形弯曲。

3 结语

地铁暗挖车站PBA洞桩法施工技术通过拱、桩及梁的综合体系来提高结构的整体受力能力，不仅为地铁车站主体部分的施工提供了更加安全可靠的施工保障，而且其所形成的空间较大，便于机械化施工作业的展开，可以有效提高施工的效率和质量，促进施工进度的加速。而且PBA技术具有较强的可操作性，其施工工艺十分便捷，安全性也比较高，在成本投入上也更加经济合理，能够更好地满足地铁工程对于施工工期以及施工质量上的要求。这一技术是我国国内比较先进的地铁施工技术，可以有效缓解我国城市空间日益紧张、城市建设用地匮乏与社会公众对公共交通的需求不断增加之间的矛盾，对于地下空间的有效开发利用具有十分重要的意义。但是，在施工过程中还要在施工前做好充分的准备，在施工中对于关键工序也要加强控制和管理，防止施工中对市政管网设施造成破坏，或引起地面塌陷、洞体塌方等问题。特别在汛期施工时要采取有效措施避免出现倒灌等重大安全事故，确保施工的安全和质量。

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