“PBA”暗挖逆作工法在城市地铁车站工程中的应用

论文简介：扣住拱顶初支采行两边扣住拱顶初支平面先行、中间初支紧后，上下、左右初支一段距离不少于15m的安全性距离展开施工。本文通过PBA工法在大横跨城市地铁车站的实际应用于，具体了在施工过程中严控小导洞和扣住拱顶初支开凿顺序和腾出安全性距离、及时展开天梁背后小导洞混凝土开挖和掌控初支格栅割除长度，是以防地表下陷的有效地方法。

关键词：PBA工法，地铁车站，安全性，应用于　　1工程概况　　1.1平面方位及标准断面　　宣武门车站坐落于宣武门内、外大街与东、西大街交叉路口下，呈圆形南北南北，与既有2号环线成十字交叉；环线在上，两条线使用站厅-站台十字换乘方式。车站为两端双层中间单层岛式站台回填车站。车站总长187.9m，总长22.9m。　　1.2工程地质与水文地质　　1.2.1工程地质　　车站所处地地质从上至下依序为杂填土、粉土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、卵石圆砾层等。

车站顶部坐落于粉细砂层，中部坐落于卵石圆砾层、砂层，底部坐落于卵石圆砾层。　　1.2.2水文地质　　该段地下水科层间水，含水层为卵石圆砾⑦层，中粗砂填充，渗透系数大，为强透水层，水位标高为24.19～26.38m，（水位挖出心怀20.50～24.30m），地下层间水转入车站4m左右，对车站施工影响相当大。施工期间采行管井叛灌溉。

　　2.PBA工法原理及施工工艺流程　　工法原理：PBA工法即洞桩法。其原理就是将清凿框架结构施工方法和暗挖法展开有机融合，核心思想是在施工过程中，首先开凿小导洞并在导洞里面施做钻孔桩，施工两排桩之间的拱顶结构，然后在拱顶和排桩的维护下展开洞室开凿的施工模式。

即地面不具备施工基坑围护结构条件时，再行施工小导洞，然后在导洞内施作围护边桩、桩覆以纵梁，使围护桩、桩覆以纵梁、覆以拱顶联合包含桩(Pile)、梁(Beam)、拱顶(Arc)承托框架体系(PBA即Pile、Beam、Arc三个英文单词的首位字母组合)，忍受施工过程的外部荷载；然后在覆以拱顶和边桩的维护下，逐级向上开凿(适当时另设实涡轮纵向承托)，施工内部结构，最后构成由外层边桩及覆以拱顶初期支护和内层：二次衬砌组合而成的永久支撑体系。　　3主要施工方法和技术确保措施　　3.1小导洞初支施工　　合理安排施工顺序，防止群洞效应和反复下陷。

小导洞初支施工时采行上导洞先行、下导洞紧后；扣住拱顶初支采行两边扣住拱顶初支平面先行、中间初支紧后，上下、左右初支一段距离不少于15m的安全性距离展开施工。　　拱部以上地层大型管线和构筑物较多，开凿前在拱顶预设落后大管棚或小导管、拱脚设锁脚锚杆，初支背后开挖注浆、上层小导洞天梁背后开挖砼及注浆等对掌控拱部下陷都是切实有效的方法。　　3.2钻孔桩施工　　3.2.1设计参数　　边桩使用钢套管护壁钻孔灌注桩，桩径800mm、桩长12.1m、桩间距1.2m，为C30钢筋砼桩。

　　3.2.2钻孔桩成孔　　由于洞内操作者空间小，地层变化大（有粉细砂、中粗砂、粉土、粘土等）,故使用制做冲击锤+卷扬机成孔设备，成孔深度7.2m，护壁为6mm薄钢套管，使用跳跃孔钻入，间隔2孔为一组的组织施工。成孔过程中冲击钻钻入，抓斗抓土，边钻入边捉土，液压千斤顶断裂接长套管。

　　为确保结构的受力，上下导洞的初支结构使用人工扫除，孔口用钢筋展开修整。　　使用钢护筒+冲击锤+卷扬机法施工的优点：　　（1）根据地质情况和场地情况，可以充分发挥冲捉设备施工的聪明才智。

　　（2）冲抓斗开凿效率高，可延长施工时间；使用钢护筒对成孔侧壁的平稳更加不利。　　（3）土层用抓斗开凿，不产生泥浆，增加对环境的污染。

　　3.2.3钢筋、模板及砼施工　　钢筋笼采行洞内现场分三节绑扎，每节之间钢套筒机械相连；下导洞施工已完成后，吊装边桩条基梁且作好边桩连接器钢筋腾出；上导洞施工已完成后，定位放线，而后施工边桩；边桩作好顶梁连接器钢筋腾出。　　上下漏洞内的边桩模板使用钢模板因应胶木板构成井字型，背后衬型钢支撑，使用槽钢和对拉螺栓相同，土体内部分利用钢套管不作模板。

　　砼使用泵送商品砼，导管吊装、人工振捣的施工工艺。砼载运到施工现场的坍落度确保在18cm～22cm，灌入不应尽可能延长时间，倒数作业。　　3.3天、地梁和扣住拱顶施工　　4条天梁使用土模法、2条地梁使用人组钢模板施工，钢筋现场绑扎，整体焊砼；扣住拱顶使用型钢台架+满堂红脚手架+固定式圆弧钢模板支撑体系，钢筋现场绑扎，分段焊砼。　　3.3.1天梁施工　　（1）土模　　①施工工序流程：土方开挖夯实表面修整砂浆抹面表面水土保持脱模剂涂刷（适当时铺设PVC板）钢筋绑扎、结构施工。

　　②施工工艺拒绝：把开凿的土方加到白灰构成三七灰土分层必要开挖到漏洞内夯机夯实，每层厚度不小于500mm。对于腾出侧墙和堵头部位砌筑24砖墙，作为挡土墙用于。

　　根据天梁的结构形式，释放出施工控制线，使用定型的模具对回填土方展开修面，人工局部夯填修整使用施工现场开凿的中细砂拌制砂浆，人工抹面。土模表面拒绝三次成型，总厚度不多达100mm。　　③施工质量拒绝：掌控中线标高时使用钢卷尺和铝合金水平尺因应检查，误差0～+5mm，且相临点误差不得小于2mm。标高使用混凝土试饼法，利用水准仪每2m制作一组水准基点，展开找平施工。

　　（2）钢筋及砼　　①钢筋连接器的腾出：由于不受小导洞空间的容许，施工缝处受力钢筋连接器一段距离距离无法符合涉及规范拒绝，为此施工中采行腾出平螺纹相连连接器和断裂套筒相连连接器方式解决问题这一难题，为确保受力效果，邻接平螺纹连接器和断裂套筒连接器不应互相一段距离。　　②钢筋连接器的维护：为避免砼焊以及小导洞背后开挖砼时挖出腾出的钢筋连接器，采行细砂覆盖面积方式对腾出钢筋连接器展开维护，以便于绑扎扣住拱顶钢筋时的有效地相连。

　　③钢筋以横向沉降缝为界，重复使用绑扎成形，竣工验收后整体焊砼，增加横向施工针，有利于透气和结构整体受力。3.3.2地梁施工　　2条地梁(底中纵梁)使用人组钢模板+方木支撑体系；2条边条基梁宽度为两下边小导洞宽度，不须要模板和支撑体系。地梁钢筋绑扎不应腾出底板钢筋连接器，条基梁钢筋不应腾出边桩钢筋连接器。

钢筋重复使用绑扎成形，竣工验收后整体焊砼。　　3.3.3扣住拱顶施工　　（1）施工顺序及施工节段的区分　　根据边扣住拱结构薄(700mm)、弧度大（R=3773mm）而陡峭，受力性能好；而中扣拱结构厚(600mm)、弧度小（R=3250mm）而倾斜，受力性能较好的特点，施工顺序按照再行平面施工两边横跨二衬，待两边横跨二衬施工已完成25m后，立刻施工中横跨扣住拱顶的初支和二衬（25m）。而后展开下一施工循环段。

　　施工节段按每段8m长度的组织衬砌，实际施工时，通过现场监控量测数据对长度及时展开调整。　　（2）扣住拱顶施工以防下陷控制措施　　①临时承托的加装　　为了避免拱部下陷对初支结构导致影响，小导洞砼扫除前即对拱顶部展开临时承托修整。承托系统使用150150mm方木。竖撑上、下皆设置一根横向方木梁，竖撑横向间距1.5m、且使用50mm薄木板将竖撑连为一体，竖撑撑于小导洞中心线方位。

　　②小导洞砼扫除及格栅的割除　　小导洞外侧墙初支砼采行分段扫除，每段长度远超过二衬长度2m，格栅割除跳跃仓分两批展开，第一批割除已完成后，应待变形平稳后再行展开下批的割除。　　③格栅连接板的修补焊　　格栅割除后，对扣住拱顶与小导洞相连的连接板经常出现相连质量很差的地方及时展开修补焊，保证相连质量。　　④监控量测　　从小导洞外侧墙砼扫除开始，必需强化拱顶下陷变形监测，监测频率是：速率小于0.2mm/3h时，每3小时监测一次；大于0.2mm/3h且小于0.1mm/3h时，每6小时监测一次；大于0.1mm/3h时，每12小时监测一次。

　　（3）钢筋及砼　　拱部钢筋为圆弧形，且不受两侧天梁腾出钢筋长度的容许，扣住拱顶钢筋不能是弧形以定宽钢筋。根据天梁连接器腾出形式，适当采行一旁正反丝平螺纹套筒、另一边冷挤压机械相连方式。　　砼通过拱部模板上的腾出口展开焊，腾出口设在附近焊段端头2m一处，以确保通过泵压断裂砼使砼密实，同时使用敲打模板背面法破鉴砼。

免费论文网。　　（4）扣住拱顶背后开挖注浆　　拱部二衬施工已完成且砼强度超过100%后，通过腾出注浆管对二衬背后展开开挖注浆，以填满由于砼膨胀而产生的空隙，注浆浆液使用单液水泥浆+XPM微膨胀剂，用料为：水：水泥：XPM=1：1：0.1（质量比）。　　3.4站厅、站台层结构施工　　扣住拱顶施工已完成后，使用逆作法施工车站站厅、站台层结构。

车站厅层中板采行土模不作底模、站台、车站厅层外侧墙使用使用人组钢模+固定式高度型钢台架方案，钢筋现场绑扎、泵送焊砼。　　3.4.1中板及中纵梁施工　　（1）土模施工　　中板及中纵梁使用土模，方法是再行挖土至中板底下100mm左右，并掌控挖土标高误差大于20mm，整平压实后焊C10砼垫层（100mm薄），土模施工设置预拱度20mm；在找平层上放线，按中纵梁的方位埋梁的土模，靠土外侧砖120mm薄砖墙；在侧墙方位的局部凿浅方位，使用砖120mm薄砖墙作为侧模。

在土模表面刷隔绝剂1～2遍。土模转身闻图3右图。　　（2）钢筋及砼施工　　钢筋在与上边天梁腾出接头处通过平螺纹套筒机械相连，并在中板以下侧墙方位处腾出平螺纹连接器，以便于施工站台层外侧墙钢筋时的有效地相连。

免费论文网。对腾出的钢筋连接器使用细砂开挖维护。

砼施工采行泵送焊砼法。　　3.4.2站厅、站台层边墙施工　　（1）模板施工　　①模板自由选择　　使用人组钢模+固定式高度型钢台架承托方案，解决问题承托及模板刚性过于问题　　标准模板面板幅宽为1.2*1.2m（为适应环境站台、车站厅层有所不同高度的必须，另外加工有0.65*1.2m和1.35*1.2m两种异型板）、使用5mm钢板加工而出；纵、斜肋为6mm厚钢板、间距300mm，模板边框使用8mm扁钢制作；模板之间使用螺栓相连。　　承托台架使用工钢加工焊制而出，长9.6米，低4.25m和4.95m两种，斜、横龙骨皆使用双排22工钢焊而出，横龙骨间距1.2m，斜龙骨平均值布置4根。

　　　②模板上腾出振捣口，超过可实现内部插入式振捣的目标　　台架上、下层各另设2块600*600mm活动振捣窗口，通过窗口对砼展开插入式振捣。窗口之间振捣将近的地方，使用表面振动器振捣。

砼焊至窗口标高方位时，重开窗口，再继续焊，这样既保证了振捣质量，也解决问题了砼焊低2m时砼离析的有利状况。　　③采行在施工反缝标高方位的模板上加装簸箕口的方法，确保施工针处砼的焊密实　　在拱部与车站厅层边墙及中板与站台层边墙交会的偏移施工针方位，自由选择一块模板，其上加装簸箕口（与焊口距离尽量近），簸箕口长40cm，高度低于施工针方位30cm。砼焊过程中，砼如从簸箕口往外溢也，即回应砼早已浇满，为避免砼大自然膨胀，在砼暂停焊20分钟后，利用振捣棒振捣簸箕口砼，使其利用自身重力补足有可能因砼膨胀构成的缝隙，超过密实效果。

　　（2）钢筋及砼施工　　车站厅层外侧墙钢筋在施工车站厅层中板时已绑扎已完成，站台层外侧墙钢筋上部与车站厅层外侧墙腾出钢筋平螺纹套筒相连，下部与施作底板时腾出侧墙钢筋焊相连。　　砼采行一端砼地下通道模板上的腾出口泵送焊，由于泵送距离很远且输送泵管弯头较多，为防止出现堵管情况，砼进模坍落度掌控在20～22cm，并严格控制砼用料和和易性。

　　4监控量测及下陷掌控结果　　PBA法在施工车站结构过程中，需对每道工序展开监控量测，以便及时理解车站支护结构、周围建筑以及地下管线和构筑物的安全性状况和受力情况，依据监测结果对系统的数据，可随时调整施工参数来指导施工，同时累积原始精确的地下工程开凿与支护监测结果，对于总结工程经验，完备设计分析理论是很有价值的。　　宣武门车站主体结构施工完结后地表仅次于下陷值：76.01mm，大于下陷值：38.35mm，对周围建筑和地下市政管网的安全性没导致不良影响。　　5结束语　　本文通过PBA工法在大横跨城市地铁车站的实际应用于，具体了在施工过程中严控小导洞和扣住拱顶初支开凿顺序和腾出安全性距离、及时展开天梁背后小导洞混凝土开挖和掌控初支格栅割除长度，是以防地表下陷的有效地方法；土模法施工天梁结构，不仅构建了结构整体受力，而且替代了传统型钢拉压杆件，对防治结构裂开起着了不利确保起到；使用改装成异型冲捉钻机解决问题了大型钻机在狭小漏洞内无法施工钻孔桩的弊端；回填逆作法施工大横跨车站结构，防止了大型吊装设备在小空间内加装钢支撑所带给的不便，同时节省了工程造价。　　　　人组钢模+固定式高度型钢台架支撑体系+簸箕口方案，解决问题了站台、车站厅外侧墙断面变化多和逆向施工缝处混凝土容易焊密实的难题。

【参考文献】［1］建筑地基基础规范(GBJ7-89),1990.北京:中国建筑工业出版社.［2］江正荣.地基与基础施工手册.北京:中国建筑工业出版社.1997.［3］江正荣.建筑施工手册(第四版)1册.北京:中国建筑工业出版社.2003.［4］彭振斌.注浆工程设计计算出来与施工,1997.武汉:中国地质大学出版社.［5］施仲衡主编，张弥,王新杰,沈子钧副主编.地下铁道设计与施工.陕西：陕西科学出版社，1997,(6)..。

本文来源：开云app官网下载安卓-www.huigugjg.com