地鐵暗挖車站洞樁法施工技術初探

楊再興

【摘要】地鐵施工是一項任務量巨大的工作，對城市建設起著舉足輕重的作用。本文就地鐵暗挖車站洞樁法施工技術進行了簡單的分析。

【關鍵詞】地鐵；暗挖；車站；洞樁法；施工技術

1、工程概況

1.1地質水文狀況

經勘測，雙井地形西高東低，自然地面標高在 37～37.8 m 之間。底板埋深 32 m，車站開挖深度范圍主要包括以下土層：粉細砂④3 層、中粗砂④4層、圓礫亂石⑤層、中粗砂⑤1 層、粉細砂⑤2層、粉質黏土⑥層、中粗砂⑦1 層及粉細砂⑦2層。站體施工范圍內存在潛水和承壓水， 暗挖車站拱部處于潛水層中， 車站底部位于承壓水層，二層水對車站暗挖施工均造成較大影響。

1.2工程特點

1）雙井站周邊多為高層商業區和住宅區，車站臨時施工豎井以及附屬結構緊鄰地上建筑物，在進行明、暗挖作業時，需要采取有效措施確保車站主體及附屬結構周圍建筑物的安全。 2）由于本站地下管線密集，需進行保護管線較多，因此在進行暗挖作業時，需采取措施控制沉降， 保證結構以上地下管網的正常使用。 3）車站所處位置車流量大，交通十分繁忙，無法實現交通疏解而采用明挖作業，因此本工程采用了全暗挖法進行施工。 4）結構所處位置地下水位較高，工程地質條件差，車站上、下層導洞拱部均位于粉細砂層、中粗砂層、砂卵石層中，自穩性極差，暗挖施工風險較大。

2、車站洞樁法施工技術概念解析

專業術語中大家常說的“PBA”洞樁法，具體的概念就是指的傳統的地面框架結構施工的一種常見的工程方法。一般來說，就是在地面施工的時候，首先工作就是積極的做坑圍護樁為基石，作為修筑地鐵的根基。隨后按照一定的順序，從上而下進行基坑上方土的開挖工作，為了防止基坑出現變形的現象，還需要做一些必要的支撐工作，確保開挖的順利進行。等地鐵在施工的過程中開挖到底部之后，需要從下而上施作框架結構的支撐工作。配合以暗挖法統一結合起來，確保不會出現變形或者是塌方的現象。基礎決定上層建筑，在進行車站洞樁法施工技術操作的時候，要注意將構成支撐框架地鐵建設框架的結構合理規劃好，具備一定的承載能力，然后從施工的內部抓起，一層一層進行維護和支撐，最終形成由外層邊樁及頂拱的強大支撐，確保施工的順利進行和后期地鐵系統的正常運行。目前北京的地鐵建設都是采用的這種原理，根據地鐵所要通過的地表層次，做詳細的剖析。畢竟地鐵的建設不是一個簡單的工作。對施工的影響和造成的因素都比較大。

3、PBA 洞樁法施工關鍵技術

3.1 超前加固技術

1）難點分析：車站主體導洞處于粉細砂、中粗砂、砂卵石、粉土等地層中，地層較為復雜，且上層導洞處于潛水層中，下層導洞處于承壓水層中。不良的地質狀態對導洞的開挖、支護影響很大，一旦超前支護工作做不好，極有可能發生涌砂、涌水、坍塌、塌方等事故發生。因此，車站導洞開挖前的超前支護加固是本工程的一大技術難點。 2）主要對策：第一，嚴格按照設計在開挖前做好大管棚及超前深孔注漿施工；第二，在開挖過程中若設計超前加固方案不理想，應增加超前小導管注漿加固措施；第三，在導洞開挖施工過程中，若存在殘留水、承壓水滲漏情況，應及時采取引排、真空降水等輔助措施，確保開挖安全。

3.2 導洞開挖技術

1）難點分析：車站主體 8 個導洞上下相距僅有 8 m，左右相距僅有 3.5 m，如何避免開挖中的相互影響， 合理確定導洞間的開挖順序，控制群洞效應所引起的地面沉降，確保地下管線和周邊環境安全穩定，是小導洞施工中的一大技術難點。 2）主要對策：第一，合理確定各導洞的開挖順序，按先下后上 （本工程因降水影響先上后下）、交叉錯開順序進行小導洞工程的開挖支護，其導洞相互之間錯開距離應不小于 10 m。第二，根據監控量測結果及時反饋信息指導設計施工，以便調整支護參數和施工方法，以此作為安全保證的主要手段。第三，上、下層導洞應錯開 15～20m 進行開挖支護施工。各導洞之間橫、縱向均拉開一定距離，避免相互干擾。第四，小導洞分臺階快速開挖，減少對地層的擾動，加強初期支護，盡早閉成環，限制導洞的沉降和變形。

3.3 鋼管柱安裝和柱內混凝土施工技術

1）難點分析：鋼管混凝土柱是結構中的主要承載構件，鋼管柱混凝土的質量，關系到整個結構的安全與穩定。因導洞斷面較小，受作業空間限制，鋼管柱的安裝精度和鋼管柱混凝土施工的質量較難保證。導洞內鋼管柱的安裝精度和鋼管柱混凝土的施工質量是本工程的另一技術難點。 2）主要對策：第一，施工底縱梁時，采用全站儀、水平儀及前方交匯法，確定鋼管柱基礎的中心位置，預埋鋼管柱定位桿，安裝調平基板。第二，柱的鋼管分節吊裝，鋼管各節之間采用高強螺栓連接。柱下端與底縱梁預留調平基板連接，上端用設在柱上的定位器定位。第三，通過投點儀和激光測距儀確認鋼管柱的垂直度，看柱基的中心和柱的中心是否重合，能否達到精度要求。第四，做好鋼管柱底部和頂部的鎖口，確保澆筑混凝土鋼管柱不發生變形；第五，采用導管灌注泵送混凝土。為確保鋼管柱混凝土的密實，在混凝土中摻微膨脹劑，嚴格控制水灰比，并加強搗固。

4、車站洞樁法施工所面臨的難題及其相關影響因素

4.1車站洞樁法施工所面臨的難題

地鐵在建設的過程中不是一個獨立的系統，而是一個跟周邊建筑物相互作用的統一體。因此不能孤立的看待問題。車站洞樁法施工所面臨的難題不僅僅是周邊建筑物的大型建設，大家也知道，隨著地鐵建設規模的整體擴大，在修筑地鐵的過程中施工水平也在相應提高。地鐵洞樁法就是在傳統淺埋暗挖法的基礎上創新地吸收蓋挖法的技術成果形成的新工法，目前地鐵施工面臨著巨大的難題主要有地鐵修建周邊地址狀況的因素，周邊環境因素，工程浩大量來決定的。一般來說，地鐵都是修建在繁華的地段，人多車多。在商業區或者是在世貿中心。建筑物比較多，因此考慮到地鐵周邊的建筑物因素和環境因素，地理位置因素等，這些方面都會修建地鐵帶來一定的難度，車站洞樁法施工所面臨的難題絕對是一個復雜性的概念。在修建地鐵之前，一定要將地下固定好，使用穩固而健全的洞樁法施工才能確保地鐵周圍建筑物的安全性和日后地鐵的正常運用情況。

4.2車站洞樁法施工的影響因素

近年來城市大刀闊斧的修建地鐵的現象越來越普遍，既然是在地下構建交通系統，由于地鐵一般都是采取暗挖來進行施工的，因此，便不可避免擾動地下的土體，進一步導致引起地鐵周圍地層的變形和建筑物出現一定程度的位移。大家都知道，從地理學的角度上來看，當地下土質發生變化之后，地層的變化又會反作用于對鄰近樁基，這種相互作用的關系，逐步導致樁出現不同程度的位移和變形。車站在開挖的時候，會受到地鐵開挖高度、深度、埋度、水文、地質、施工技術等多方面的影響。若是車站洞樁法施工的過程中出現了大幅度的跨度，因此施工的時候一定要將這些不可避免的因素考慮在內，盡量是做到從前人從試驗、科學上的理論計算分析、工程對策等各個方面做全面徹底的研究和實驗，爭取在和諧好各個因素之后，再開始安全施工，確保安全第一。

參考文獻

[1] 夏治國；；洞樁法施工對周邊建構筑物的專項保護技術[J]；鐵路技術創新；2010年04期

[2] 宋建；樊赟赟；；復雜條件下地鐵車站施工關鍵技術[J]；現代隧道技術；2012年01期