劉 澤 勝

(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030015)

地鐵車站暗挖工程(PBA工法)施工技術(shù)控制要點(diǎn)

劉 澤 勝

(中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030015)

結(jié)合具體工程實(shí)例，介紹了PBA工法施工工藝流程和控制要點(diǎn)，著重闡述了其施工準(zhǔn)備階段控制要點(diǎn)、施工過(guò)程中挖孔樁施工、土方開挖、臨時(shí)支撐拆除等關(guān)鍵工序控制要點(diǎn)，為今后類似地下車站工程施工提供參考和借鑒。

PBA法，工藝流程，關(guān)鍵工序，控制要點(diǎn)

1 概述及工藝特點(diǎn)

1)概述。作為軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分——車站，由于城市地面的快速發(fā)展，受到地面交通、建筑、地下管網(wǎng)等條件限制，越來(lái)越多的地鐵車站需要采用暗挖法施工。2)施工工序流程見圖1。第一步：先上后下開挖支護(hù)上下各4個(gè)導(dǎo)洞；第二步：開挖支護(hù)下面4個(gè)導(dǎo)洞的橫通道；第三步：施作下面4個(gè)導(dǎo)洞內(nèi)的條形基礎(chǔ)、中間立柱下的底縱梁、底板；施作中柱、邊樁；第四步：施工鋼管柱及頂縱梁、樁上梁；第五步：開挖支護(hù)中跨、邊跨的拱部；第六步：施作拱部二襯；第七步：從上向下開挖至站廳底板標(biāo)高，施工中板、縱梁、內(nèi)二襯；第八步：向下開挖至底板標(biāo)高，施作底板及內(nèi)襯墻。

2 施工準(zhǔn)備階段控制要點(diǎn)

施工準(zhǔn)備階段除仔細(xì)核對(duì)設(shè)計(jì)文件、進(jìn)行設(shè)計(jì)交底，調(diào)查施工條件，編制暗挖工程的實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)等工作外，還應(yīng)重點(diǎn)控制：

1)與當(dāng)?shù)厥姓腥莶块T聯(lián)系，對(duì)車站施工區(qū)域(含附屬工程)內(nèi)及周邊進(jìn)行勘探和調(diào)查，弄清正在使用和廢棄的管網(wǎng)布置情況(平面位置、埋深、用途)及狀態(tài)。繪制管網(wǎng)平面分布圖，結(jié)合地上地下施工與管線交叉、穿越、平行設(shè)置臨近預(yù)警段，編制詳盡的專項(xiàng)施工方案，明確在該段施工時(shí)的各種程序、步驟、措施以及各自的職責(zé)，并對(duì)所涉及的管理、技術(shù)及施工人員進(jìn)行交底。一旦進(jìn)入臨近預(yù)警段施工，應(yīng)嚴(yán)格按專項(xiàng)方案實(shí)施，確保不出現(xiàn)管網(wǎng)被破壞，暗挖穿越管網(wǎng)時(shí)引起坍塌、沉陷導(dǎo)致管網(wǎng)斷裂。2)結(jié)合當(dāng)?shù)匕倌曜畲蠼涤炅?，車站所處地?shì)，做好洞頂、洞口以及洞身四周截排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)與市政排水系統(tǒng)保持暢通，確保任何情況下水流不會(huì)流入洞內(nèi)，修建的排水溝不應(yīng)滲漏。

3 施工過(guò)程主要控制要點(diǎn)

3.1 人工挖孔樁控制

PBA法施工，需要開挖導(dǎo)洞(上四、下四)，在導(dǎo)洞內(nèi)施作挖孔樁。挖孔樁施工的關(guān)鍵是安全問題，即人身安全。應(yīng)編制詳盡的挖孔樁方案(包括安全措施)，同時(shí)要特別注意以下幾個(gè)方面：1)一定要做到先降水后施工，即在無(wú)水情況下進(jìn)行挖孔樁作業(yè)，確保安全。2)在施工到下導(dǎo)洞的拱頂部位(即挖孔樁最底部)時(shí)，在土體四周要布置小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)注漿加固地層，防止在挖孔過(guò)程中塌孔。3)在挖孔過(guò)程中做好混凝土護(hù)壁，不僅要保證護(hù)壁混凝土質(zhì)量，還要做好振搗，保證其密實(shí)性，以確保孔壁的穩(wěn)定性。4)根據(jù)土質(zhì)情況每挖0.5 m～1.0 m，及時(shí)施作混凝土護(hù)壁支護(hù)。5)孔口設(shè)置水平推移的半活動(dòng)半圓形鋼板安全蓋板，一半固定，當(dāng)樁孔內(nèi)有人挖土?xí)r，應(yīng)掩好安全蓋板，當(dāng)取土吊桶上下運(yùn)行時(shí)，孔內(nèi)作業(yè)人員在固定蓋板下面作業(yè)防止雜物掉下砸人。

3.2 開挖控制要點(diǎn)

1)加強(qiáng)地面沉降及洞內(nèi)收斂觀測(cè)，做好超前地質(zhì)探測(cè)，探查導(dǎo)洞掌子面前方有無(wú)水囊等隱患，開挖碼頭門之前做好條件驗(yàn)收工作，檢查主控條件及一般條件是否準(zhǔn)備到位；開挖應(yīng)嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”18字方針要求。施工前應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施作超前小導(dǎo)管對(duì)開挖土體進(jìn)行預(yù)注漿加固，待注漿漿液達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后且地下水已降至設(shè)計(jì)要求水位后按經(jīng)審批過(guò)的土方開挖方案進(jìn)行開挖。

2)開挖時(shí)，應(yīng)將初噴混凝土、噴錨機(jī)及噴錨所用的管線準(zhǔn)備到位(注意：噴射混凝土存放時(shí)間不得超過(guò)其初凝時(shí)間)，待開挖一結(jié)束即進(jìn)行初噴封閉(當(dāng)掌子面土層穩(wěn)定性稍差，也可挖一部分噴一部分)，確保土體穩(wěn)固和作業(yè)面安全，在初噴結(jié)束前，支護(hù)用的格柵鋼架、錨桿、鎖腳管及焊機(jī)等應(yīng)運(yùn)進(jìn)掌子面附近，當(dāng)初噴結(jié)束立即進(jìn)行格柵支護(hù)，支護(hù)人員應(yīng)飽和安排，且不得除安全因素以外進(jìn)行任何停頓，越快越好，同時(shí)進(jìn)行二次噴錨的混凝土及人員到位待命，待格柵鋼架架設(shè)結(jié)束即進(jìn)行二次噴錨封閉，使得初期支護(hù)及時(shí)進(jìn)行，以達(dá)到挖、噴、支、噴四工序緊扣，下道工序人、料、機(jī)等上道工序作業(yè)面的原則，盡可能減少作業(yè)面土體裸露和噴錨滯后時(shí)間，及時(shí)封閉。

3)下臺(tái)階土方開挖應(yīng)在上臺(tái)階初支基本穩(wěn)定后，噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%及以上時(shí)，方可進(jìn)行開挖，挖一榀，支護(hù)一榀。

4)無(wú)論是上臺(tái)階開挖，還是下臺(tái)階開挖，均應(yīng)在無(wú)水條件下進(jìn)行，堅(jiān)持先加固后開挖土方的原則，堅(jiān)決杜絕水位未降到位和不注漿加固就開挖的蠻干現(xiàn)象，同時(shí)，在開挖前根據(jù)經(jīng)審批的防坍塌、流砂、涌水、下沉過(guò)量等專項(xiàng)方案，備好搶險(xiǎn)物質(zhì)，并在就近堆碼整齊。

5)開挖過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行開挖面的地質(zhì)素描，并做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和超前鉆孔結(jié)合紅外超前探水工作，做到不探不進(jìn)，不明不進(jìn)。

6)開挖一個(gè)循環(huán)后，在初噴支護(hù)時(shí)，應(yīng)封閉掌子面，封閉厚度要滿足注漿施工及設(shè)計(jì)要求。

7)施工過(guò)程中，應(yīng)將圍巖量測(cè)作為一道工序嚴(yán)格實(shí)施，對(duì)拱頂沉降，地面下沉和隆起、邊墻收斂及格柵鋼架受力加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)采取防治措施。

8)在土質(zhì)和破碎地層中應(yīng)采用短臺(tái)階法開挖施工，留置核心土，核心土的長(zhǎng)度不小于2.5 m，核心土體積在滿足施工空間要求的前提下盡可能保留最大值，每循環(huán)開挖長(zhǎng)度不宜超過(guò)設(shè)計(jì)一榀拱架間距長(zhǎng)度，臺(tái)階長(zhǎng)度在滿足施工作業(yè)最低空間要求前提下越短越好，下導(dǎo)兩側(cè)應(yīng)錯(cuò)開施工，堅(jiān)決杜絕上導(dǎo)兩側(cè)拱腳同時(shí)懸空現(xiàn)象，支護(hù)安裝拱架必須坐實(shí)，更不得懸空和被水浸泡。

9)開挖中出現(xiàn)的超挖部分應(yīng)用同級(jí)混凝土回填并注漿充填密實(shí)，以穩(wěn)定圍巖變形。當(dāng)?shù)装宓刭|(zhì)軟弱、下沉超限時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)底板進(jìn)行加固處理，欠挖部分，尤其是拱部風(fēng)化球體、大塊體，應(yīng)分塊處理，防止塌方。

3.3 臨時(shí)支撐拆除控制

初支扣拱完成后，在做二襯時(shí)，均存在拆除臨時(shí)支撐的問題，此步驟相當(dāng)關(guān)鍵。處理不好存在很大的安全質(zhì)量隱患，是監(jiān)控重點(diǎn)，必須嚴(yán)格按方案進(jìn)行拆除施工，未完成收斂的地段不得拆除，拆除前應(yīng)對(duì)臨時(shí)支撐進(jìn)行受力量測(cè)，根據(jù)支撐受力狀態(tài)和受力大小確定拆除順序、分段拆除長(zhǎng)度、倒撐、二襯施工時(shí)機(jī)。

每次拆除應(yīng)不超過(guò)一個(gè)二襯循環(huán)的長(zhǎng)度,一個(gè)斷面一個(gè)斷面的次第拆除。應(yīng)從節(jié)點(diǎn)開始，逐節(jié)地拆除。不得錘擊、硬拉硬拽，以免擾動(dòng)圍巖。拆除過(guò)程中，加強(qiáng)地面沉降、洞內(nèi)拱頂沉降和周邊收斂的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果在設(shè)計(jì)允許方位內(nèi)，應(yīng)迅速完成巖面處理、掛防水板、鋼筋綁扎、襯砌臺(tái)車組裝、灌注混凝土等工序施工，此循環(huán)時(shí)間越短越好。當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)超出設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，分析原因，調(diào)整施工方法，必要時(shí)采取加固措施，確保洞身穩(wěn)定和人身安全。

當(dāng)車站上方存在多種市政管線，前期初支施工可能已造成一定量的沉降，要求臨時(shí)支撐破除時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，施工時(shí)還應(yīng)采取如下措施：

1)施工過(guò)程中，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)管線沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整臨時(shí)支撐的破除方法，保證市政管線的安全。在管線沉降監(jiān)測(cè)速率過(guò)大時(shí)，應(yīng)縮短每段破除的長(zhǎng)度，在洞內(nèi)增加支撐，停止施工，研究應(yīng)對(duì)措施。

2)如果沉降速率較大，可在地面對(duì)管線進(jìn)行加固，或者在臨時(shí)支撐破除前，先行對(duì)其加固。

3)根據(jù)施工監(jiān)測(cè)結(jié)果，可以調(diào)整二襯施工方法，優(yōu)化施工方案。

4)過(guò)風(fēng)險(xiǎn)源地段臨時(shí)初支破除，嚴(yán)格分段破除，必要時(shí)在上一段二襯成環(huán)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%后，再破除下一段臨時(shí)支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

由于車站暗挖采用PBA工法不僅使地面拆遷、管線改移和保護(hù)等費(fèi)用相對(duì)較少，而且臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)拆除工程量相對(duì)較少，站廳施工時(shí)，中板及中縱梁施工可采用土模施工，降低了施工成本。在樁、梁、拱體系形成后，整個(gè)結(jié)構(gòu)受力條件好，給施工作業(yè)提供了一個(gè)安全的環(huán)境，同時(shí)形成較大的施工空間，便于機(jī)械化作業(yè)，提高工作效率，加快施工進(jìn)度等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此，在地鐵車站暗挖時(shí)被廣泛應(yīng)用。但由于地鐵車站具有普遍埋深淺，采用暗挖的車站更是初期施工作業(yè)面狹窄，地面周邊環(huán)境復(fù)雜，地下管網(wǎng)密集等特點(diǎn)，充分做好施工前的準(zhǔn)備工作和加強(qiáng)施工過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵工序的控制，能有效避免破壞市政管網(wǎng)、洞體塌方、地面塌陷，汛期水倒灌車站等安全事故和社會(huì)不良事件的發(fā)生，減少施工過(guò)程中的安全隱患。

[1] 北京交通大學(xué).地鐵工程施工安全管理與技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 王余良，許景昭.地鐵車站PBA工法施工技術(shù)及沉降分析[J].施工技術(shù)，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

劉澤勝(1974- )，男，工程師

1009-6825(2015)16-0097-02

U231.4

A