PBA車站設計順序結合施工工序分析

姜昱彤

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司東北分院，黑龍江哈爾濱150000）

0 引言

伴隨著城市規模的不斷增大，城市人口流量還在增加，再加上機動車輛呈現逐年上漲的趨勢，交通狀況變得不堪重負。為了改善交通環境，采取了各種措施，其中興建地下鐵道得到了普遍的認可。

1 車站基本情況

哈爾濱地鐵2 號線一期工程省政府站位于中山路與和平路和中宣街交叉口，大致呈南北向布置，周邊規劃已基本實現，為避免較多的占用主干道路及管線改遷，該站采用暗挖施工工法。車站所處地層由上向下依次為粉質黏土、細中砂、粗砂，地下水為承壓水，穩定水位在地下18.5m 左右。

該站主體結構為全斷面暗挖PBA 工法施工，車站設置4 個出入口，為明暗結合形式，2 個風道為全斷面暗挖形式，同時橫通道分別與風道、出入口相結合設置，如圖1所示。

圖1 車站位置平面圖

該站所處的地層多數為粉質黏土，自穩能力強，暗挖施工較為安全，車站兩端的風道設置均考慮到規模及造價影響，采用風道包主體結構形式（風道高于主體結構），此方案可以縮短車站、減少工程投資。風道覆土高度在5.8m，可以采用雙側壁法進行施工，采用風道結構包主體結構的形式，如圖2所示。

圖2 車站立面圖

暗挖工法應遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則進行設計與施工，缺一不可。

2 設計順序結合施工介紹

暗挖車況施工前需對占用施工空間（豎井施工）的圍擋及管線進行改移，并對影響施工的地下水進行處理。

2.1 豎井施工

豎井施工是暗挖車站的重要開端，豎井設計的位置、豎井的尺寸等都決定著工期的長短與工程量的增減，豎井的主要作用為進料、出土。豎井開挖方法為倒掛井壁法，由地面設置梁（鎖扣圈梁）掛在基坑周圍，然后依次向下開挖完成整個豎井的開挖過程。開挖時采用初期支護加小導管注漿形式來保證開挖進洞安全，為盡量保證施工安全，向下開挖的高度宜為0.5～1m，隨后應及時架設初期支護，初噴混凝土、掛鋼筋網片、掛鋼拱架（本站為鋼格柵加縮腳錨桿）、噴混，如豎井尺寸較大，需在不影響施工位置設置中隔壁及斜撐，如圖3所示。

圖3 豎井開挖施工現場

2.2 豎井側壁破除馬頭門及橫通道施工

豎井開挖至設計標高，做好井壁支護后，可以進行破除馬頭門和橫通道施工，由于施工會引起較大地面沉降，馬頭門破除環節為重中之重。破除前應先做好超前注漿穩定地層（該站處于黏土層，注漿效果一般），同時馬頭門進洞的前三榀鋼架盡量密排，拉近間距，開挖前做好超前注漿，單洞做好臺階及核心土的預留[1]。

馬頭門施工完成后，可進行橫通道進洞施工，該站橫通道寬度為4.5m，根據該站所處地層情況來看，寬度較適宜，由于橫通道較高，故分為5 層，4 道臨時仰拱，由上到下逐層開挖，每層高度約為3.7m，該站橫通道先施工兩層，上兩層橫通道已經能夠滿足主體結構導洞、主體初期支護、二襯施工及材料運輸與機械進場，余下三層等待主體結構能夠施工前完成即可，如圖4所示。

圖4 豎井側壁破除馬頭門及橫通道施工現場

該站車站較長，又是暗挖施工，考慮到工期影響，除車站兩端設置豎井橫通道之外，還需要在車站中部選取一處合理位置設置豎井橫通道，豎井設置在3 號出入口轉角處，同時與之合建，橫通道按照90o轉彎開挖方向到車站約中部位置，橫通道形成對向開挖四個工作面，提高工作效率及盡早封閉[2]。

2.3 橫通道開馬頭門上導洞及主體上部結構施工

由橫通道進洞施工主體小導洞初期支護結構，采用?32 小導管超前預注漿加固地層，完成初支結構后需進行初支背后注漿，補充空隙。小導洞為主體結構頂縱梁、中柱、柱下樁基、邊樁及邊支座施工提供了空間，同時也滿足進出土及進出料通道需求，由于本站地下水穩定水位在中板位置，故本站采用上方四導洞＋鋼管柱及柱下樁基形式，如圖5所示。

圖5 橫通道開馬頭門上導洞及主體上部結構施工現場

2.4 邊樁、冠梁、柱下樁基、中柱及頂縱梁施工

本站中柱采用?0.8m 鋼管混凝土柱，中柱柱下樁基為?1.8m 鉆孔灌注樁，鋼管柱插入樁基約1m 深度，邊樁為?1m、間距1.4m 鉆孔灌注樁，鋼管柱安裝完成后，應采用臨時支撐措施固定，以防鋼管柱偏移；施做冠梁，冠梁預留主體結構初期支護格柵鋼架鋼筋接頭，主體結構頂縱梁施做前應鋪設防水層，同時預留防水接頭，如圖6所示。

圖6 邊樁、冠梁、柱下樁基施工現場

冠梁完成及邊導洞貫通后進行主體結構初期支護架設、噴混，邊導洞完成后可進行導洞背后空隙回填，中導洞防水鋪設完成后可進行頂縱梁鋼筋幫扎、混凝土澆筑及空隙回填，如圖7所示。

圖7 頂縱梁及邊導洞邊跨初支施工現場

2.5 主體結構防水層、扣拱的施工

主體結構扣拱是關鍵步驟，開挖前應進行管棚施工，保證結構上方土體處于相對穩定狀態。二襯結構整體受力需要結構有效連接，此時需要破除導洞側壁，使二襯鋼筋及混凝土有效連接，由于導洞間跨度較大，導洞側壁不拆除，先進行洞間土開挖，然后架設格柵、噴混，待主體結構施工前拆除即可[3]。4 個導洞間共為三跨主體拱，先進行中間洞室二襯扣拱，根據監控量測結果，進行開挖步距調整，施工時應保證對稱性，如圖8所示。

圖8 頂拱二襯結構澆筑完成

2.6 側墻、側墻、底板施工

主體結構扣拱完成后，基本已經完成大部分復雜環節與關鍵風險部位，拱頂、邊樁已經為余下施工提供了一個有利的施工空間及安全施工環境，唯一需要注意的就是防水搭接質量問題，如圖9所示。

圖9 車站主體結構部分完成圖

2.7 監控要點

開挖前應做出系統的監測方案，包括監測項目、測點布置、監測方法、監控報警值、監測頻率、報告制度等，及時收集、分析監測信息，當數據出現異常，要組織專題分析會，動態地優化施工參數甚至施工方案，達到信息化施工的目的。

3 結語

城市地鐵工程主要修建在城市內交通壓力大的繁華地段，而地下工程的施工容易造成地表下沉的事故發生，開挖過程中也偶爾會收到預警信息，針對地下暗挖工程還存在不確定性，但設計方法與施工技術已經隨著時間的推移與經驗的積累在不斷更新與進步，隨著理論和技術的不斷完善，地層沉降理論也將會逐漸清晰，有關的沉降控制技術和應急處理技術也會逐漸完善。