地鐵暗挖車站PBA工法關鍵技術研究

齊曉明

文章編號：2095-6835（2016）17-0147-01

摘 要：PBA工法也被稱之為洞樁法，是北京興建地鐵過程中出現的一項新興技術。PBA法在車站暗挖工程中的成功應用，解決了松散軟弱地層大面積地下開挖興建工程的技術難題，對于促進地下工程的發展具有十分重要的意義。簡要探討了PBA工法中的幾項關鍵技術，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：地鐵；暗挖車站；PBA工法；松散軟弱地層

中圖分類號：U231.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.147

PBA工法是Caven-Pile Beam Arch工法的縮寫，即洞樁法。該技術的工作原理是，在盡量減小對地層干擾的基礎上，利用梁技術、孔樁和小導洞等，在地下空間構建小框架支護體系。當大弧拱口拱建成之后，地下大框架支護體系就成功完成。工作人員在大小框架支護體系的保障下，就可以在地下空間內安全作業。PBA工法不僅攻克了地鐵施工的技術難題，對于地下工程的發展也有重要意義，具有廣闊的應用前景。下面簡要介紹PBA工法的關鍵技術。

1 導洞開挖技術

導洞開挖的難點在于克服各個開挖導洞之間的相互影響，并合理安排導洞開挖順序，有效預防群洞效應所引發的地面塌陷，保障導洞周邊環境的穩定性。導洞開挖技術如下：①開挖之前，工程人員應當明確安排導洞的開挖順序，嚴格按照“先上后下，先外后內”的原則進行導洞開挖作業；②要利用監控系統實時監測導洞開挖現狀和參數，工程技術人員利用監控系統反饋的信息，及時調整作業參數和施工方法，以便更好地指導施工作業；③下導洞超前上導洞的距離應控制在15 m左右，無論各導洞間是橫向還是縱向，都應拉開一定的差距，預防相互干擾；④小導洞臺階的開發應當快捷迅速，盡量減輕低地層的干擾度，并快速建立支護形成閉環，避免導洞變形或沉降。

2 導洞鉆孔樁技術

導洞轉孔樁的施工難點在于如何在小導洞狹小的空間內對大粒徑卵石進行深鉆孔灌注樁作業。當前，在導洞鉆孔樁施工時，要注意以下問題。

依據現場作業條件，選擇恰當的鉆機，并改良現有鉆機，以提高成孔質量和成孔效率。通常情況下，鉆孔樁的孔徑為φ1 000 mm和φ800 mm，鉆孔間距為1.5 m和1.2 m，鉆孔樁的高度在18～25 m之間。在某次使用作業中，小導洞有效空間僅為2.5 m，而且需要穿透的卵石粒徑在20 cm以上。因此，工作人員先后選用并改進了多種鉆機作業，其成孔時間分別為：GPS -Ⅱ型泵吸反循環機械鉆機33 ～45 h（φ1 000 mm），GSD -50改型大口徑液壓鉆機7～16 h（φ800 mm）。

合理確定鉆樁順序，重視對水下混泥土施工質量的控制。鉆孔樁采用擊鉆成孔的方式，如果樁間距過小，在擊鉆成孔的過程中，就可能會影響臨近已成孔的質量。因此，有必要利用改型鉆機，按照由內而外跳開施工的順序進行鉆孔樁作業。此外，由于水下混泥土灌注作業需要分節吊裝并連接鋼筋籠，施工時間長，容易出現沉碴過厚或坍孔等問題，所以，可以采用高壓風或者泵清孔的手段處理。

科學、合理地布置現場，文明施工。導洞內空間本就狹小，在作業過程中，還需要鋪設道路、安置管線、各類鉆機設備和泥漿箱等設施設備。因此，要縱向分布作業設施設備，并劃分道路與作業區。樁成孔后和混凝土灌注后，要及時清除積水、浮漿和剩余的混凝土。

3 逆作結構防水和混凝土澆筑技術

在縫隙處進行逆作結構施工時，受作業空間的限制，很容易出現縫隙防水質量差、防水板保護困難和防水板位置預留困難等問題。此外，縫隙位置下部的混泥土由于凝固收縮的緣故，如果施工時不嚴格作業，就會出現澆筑空隙，帶來嚴重的安全隱患。對于逆作結構的混泥土澆筑和防水問題，可以采取以下措施解決：①留出足的夠施工縫隙，縫隙形狀最好呈斜縫或臺階狀，以便混泥土澆筑作業的澆灌和搗振，確保混泥土筑實；②按照“多道設防”原則防水，利用預埋注漿管和遇水膨脹嵌縫膠等手段對逆結構進行防水處理。

4 主體結構扣拱技術

主拱地層富水松散破碎，大跨度開挖施工存在坍塌的危險。在地鐵車站暗挖工程中，單個主拱的開挖跨度就在10 m以上，雙側主拱對稱開挖跨度則在20 m之上，主拱中間的位置缺乏有力的支撐點，這直接導致中上位置導洞受主拱開挖影響明顯。此外，主體結構上方有很多與車站并行的管線，其中，雨污水管容易發生滲漏，主體結構扣拱施工時，要注意不要破壞雨污水管，確保防滲防漏。主體結構扣拱技術是：采取分部開挖法進行主拱施工，以此控制扣拱跨度，有效縮短作業時間，使開挖地層盡快閉合成環。扣拱施工接近主體結構頂部管線時，需要進行超前水平探孔施工，以掌握施工前方位置的水文地質情況。如果前方位置有殘留水，就需要利用水平探孔排水。另外，要高度重視施工安全和質量監測，重點監測主體結構頂部拱頂和管沉降距離，一旦發現沉降高度超過最低限值，就必須采取超前支護，增設臨時支撐，優化施工方案等緊急措施，避免施工安全事故的發生。

5 交叉口施工技術

交叉口施工是地鐵修建中經常會遇到的問題，施工難點在于該位置荷載轉換復雜，結構容易失穩；開口跨度大，操作空間小，對車站整體的施工組織和工期影響大。在實際作業中，采用的施工技術是：①交叉口采用組合拱梁結構，鋼筋混凝土拱腳支承在縱梁上，水平梁連接初期支護格柵，并分配荷載；主拱開挖設置側向開口加強環與臨時豎撐，側向開口加強環拱腳支承在縱梁上。②采用5 m以上的管棚對側向開口注漿和加固。開挖主拱時，要安設兩排臨時豎撐于導洞壁上，主拱支護開挖15 m左右即可進行交叉口組合拱梁結構施工。

6 結束語

車站暗挖工程PBA工法作為當前地下工程的主要工藝技術之一，具有十分廣闊的應用前景和市場前景。背景地鐵修建中，PBA工法的成功應用克服了地下工程施工受水文地質條件、車站埋深等多因素的影響，成功解決了地下暗挖工程的難點，值得類似工程借鑒和參考。

參考文獻

[1]王文濤.PBA工法地鐵車站導洞施工方案優化研究[D].北京：北京交通大學，2015.

[2]徐凌，劉軍，荀桂富，等.PBA工法中導洞尺寸優化分析研究[J].市政技術，2015（02）：90-93.

[3]房旭.地鐵車站PBA洞樁法及車站交叉結構施工力學行為研究[D].成都：西南交通大學，2013.

〔編輯：白潔〕