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摘要：随着现代城市不断的发展及建设，我国的城市轨道交通建设事业同样也得到了快速的发展，为了缓和城市交通拥挤的状况，国内很多大城市相继修建了地铁。地铁作为城市的地下工程，具有工程量大、建设工期紧、参建单位多，地层以及周边构筑物复杂、技术要求高、施工工序多等一些特点。本文主要对地铁车站暗挖工艺的PBA工法进行分析讲解。
关键词：地铁车站 暗挖施工 pba工法
1 PBA工法概述
该工法实际上是将盖挖法施工的桩、梁、柱等转入地下进行，构成一个桩、梁、拱支撑 框架体系，共同承受施工过程中的外部荷载，它是盖挖法、浅埋暗挖法和传统的框架形式的 有机结合。在分类上，PBA 工法可与全断面法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、CRD 工法、侧洞法、中洞法等施工方法平行，归入浅埋暗挖法范畴。
PBA 工法有顺作法和逆作法之分，PBA 顺作法即利用小导洞施工钻孔围护桩及中柱，再 建立起桩、梁、柱支撑体系，然后扣拱，在顶拱的保护下由上而下逐层开挖土方，按设计部位 架设钢支撑至设计标高。再由下而上修筑内部 主体结构。PBA 逆作法，即在建立起桩、梁、柱支撑体系并扣拱后，在拱、桩、柱支护结构 下逐层向下开挖土体，边开挖边自上而下施作 内部结构。
2PBA工法施工原理
工法原理：PBA 工法即洞桩法。其原理 就是将明挖框架结构施工方法和暗挖法进行有 机结合，核心思想是在施过程中，首先开挖小 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保护下进 行洞室开挖的施工模式。即地面不具备施工基 坑围护结构条件时，先施工小导洞，然后在导 洞内施工围护边桩、中柱、底梁和顶梁，梁柱 完成后，再施工拱顶结构，形成类似传统框架 结构的桩、梁、拱支撑体系，承受施工过程的 外部荷载；然后在顶拱和边桩的保护下，逐层 向下开挖（必要时设预加力横向支撑），施工内 部结构，最终形成由外层边桩及顶拱初期支护和内层，二次衬砌组合而成的永久承载体系。
3 PBA 工法施工步骤
施工总原则是少分块、快封闭，尽量减少 荷载转换次数和地层被扰动的次数。导洞掘进 和主拱施工遵循 “ 管超前、严注浆、短开挖、强 支护、快封闭、勤量测 ” 及 “ 先护后挖，及时支 撑 ” 的原则。从竖井进入两侧导洞施工，导洞贯通后施作灌 注桩。适时凿除桩头后施作桩顶钢筋混凝土纵 梁。以此在导洞内施作主体结构拱边段，回填 支护后背与导洞初期支护之间空间。以注浆小 导管加固拱部地层，开挖上部土体，施作车站 主体上部初期支护（以下简称主拱），并与两侧 拱边段联成整体。在主拱的保护下开挖土体并 施作中板和上部拱墙二次衬砌结构。分层实施 下部开挖，分层架设横撑和实施桩间初期支护，然后进行下部主体结构施作。施工步序如图。具体做法如下：第 1步：超前注浆小导管加固地层，先开 挖近桥桩侧导洞，导洞台阶法施工，格栅喷混 凝土支护。第 2步：导洞开挖支护完成后，用特制和 改进 的钻 机由 内向 外跳 孔施 工钻 孔桩（桩径 Φ800 mm、Φ1000mm，间距 1.2m、1.5m），导 管法灌注水下混凝土，凿除桩头后，施作桩顶 纵梁。第 3步：在导洞内施作主拱格栅钢架拱脚（即拱边段），与导洞格栅钢架预留接头相连。
图 1 洞桩法施工步序图
第 4步：浇筑拱边段后再进行背后回填。第 5步：超前注浆小导管加固地层后弧形 导坑法开挖导洞间的拱部土体、施作初期支护，必要时设置临时竖撑。
第 6步：拆除临时竖撑后向下开挖至中板 下一定距离，拆除永久结构断面内导洞格栅钢 架，拆除长度应根据监控量测严格控制。
图 4 洞桩法施工步序图
4PBA工法主要施工方法和技术保证措施
4.1 降水施工
PBA 工法施工时，保证无水作业是工程施工中的关键控制点。由于受地面条件及车站布 局等影响，采用基坑外管井降水，车站交叉节点部位是降水的薄弱环节，为保证工程顺利施工，采用了在基坑外适当位置增设深井降水的措施，另外，也可根据降水情况在必要时增加 洞内轻型井点辅助降水。
4.2 地下管线保护
由于存在雨、污水地下管线，管线年久失修，管线渗漏具有不确定性，存在局部坍塌和 管线断裂的潜在风险。因此对地下管线采取了 地面措施和洞内措施两种针对性的措施保证安全：（1）地面措施。地面上通过地面注浆保护、管线导流和对管线进行防水处理，降低风险。（2）洞内措施。洞内通过针对性的辅助技术措施（超前预探、超前支护、掌子面及抑拱注浆加固、回填注浆、径向跟踪注浆、洞内监测等）防止坍塌、控制沉降，确保管线、周边建筑物 及地面交通安全。
4.3 横通道马头门破除与竖井施工时机选择
根据竖井与横通道的设计特点，现场应科学合理选择横通道马头门破除与竖井施工时机，以利于提高施工进度，保证施工安全。施工时可将竖井分两次开挖，第一次开挖至上部第二层横通道仰拱位置下50cm，对竖井进行临时封底；搭设横通道马头门破除施工平台，破除横通道马头门，并将横通道开挖至距马头门位置约5m，临时进行掌子面封闭。然后继续开挖剩余部分竖井土方，待竖井施工完成后，搭设横通道马头门破除施工平台，破除剩余横通道马头门。采取分次施工竖井可降低搭设横通道马头门破除平台，减少平台搭设难道，降低高空作业风险，加快施工进度。
4.4 多导洞施工
采用PBA工法施工一般小导洞数量较多，在如此多的小导洞工况下施工，必然存在较为明显的群洞效应，在粉细砂层中较容易出现坍塌现象。应根据时空效合理组织导洞开挖顺序及步距，减小群洞效应，防止坍塌；在导洞施工时，可先施工上层导洞，后施工下层导洞，一般应让上导洞超前下导洞10-20m；同层导洞施工时，不宜边导洞同中导洞同时施工，诺左右相邻导洞均需施工应错开一定距离，一般为3-5倍导洞开挖净宽。
4.5 洞内灌注桩施工
根据施工现场条件的不同，PBA 工法洞内 灌注桩一般采用机械成孔灌注桩或人工挖孔灌 注桩，当采用人工挖孔桩施工时，应做好孔内通 风、孔口防护等安全防护工作。在导洞内施工 灌注桩，最显著的特征是操作空间狭小，钢筋笼长度受到限制，一般采用多节钢筋笼、机械 连接的处理方式，采用机械成孔时，一般只能采用改装的冲抓钻机或小型循环钻机。为防止 塌孔和保证成孔质量，灌注桩施工应采用跳桩法施工。
结束语
地铁由于受工程地质和水文条件、环境条件（地面建筑物和地下构筑物的现状、道路交通状况等）、车站埋深及开挖宽度等多种因素的制约，施工中采用了“PBA”洞桩法进行暗挖施工，在施工中我们采取分部扣拱施工方法，降低了施工风险，有效地控制了地层沉降变形，保证了工程施工期间的地面交通和地下管线的安全，为今后类似工程和工法的施工提供了借鉴和参考。
参考文献
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[2]马明瑜，王兴杰，李峰.“PBA”洞桩法在地铁车站施工中的应用[J].低温建筑技术，2010，32（4）：84-86.
[3]王学理."PBA"洞桩法在地铁暗挖车站中的应用[J].现代城市轨道交通，2006（1）：35-37.
论文作者:仇青山
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/19
标签：竖井论文; 管线论文; 工法论文; 马头论文; 洞内论文; 结构论文; 车站论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;