天津市市政工程设计研究院 天津市 300051
摘要：PBA施工技术能够适应复杂的地质条件，其工序相对简单，工期比较短，对周围环境所造成的影响也很小，具有较高的应用价值。目前国内地铁车站型式丰富多样，有很多大跨度车站。针对采用PBA工法施工的大跨度地铁车站，导洞的设置方案至关重要。
关键词：PBA工法；导洞；群洞效应；
引言
随着我国经济的快速发展，城市的建设速度也在加快。为了解决公共交通需求的增加，缓解地上交通的压力，很多城市都开展了地铁建设。地铁施工中广泛的应用PBA工法进行暗挖车站施工，能够很好的保证施工的质量与安全。
PBA 工法即洞桩法，其工作原理是利用小导洞和桩、梁技术在对地层不产生较大干扰的情况下，在地下形成的一种小框架支护体系。完成大弧拱扣拱，就可以形成大框架支护体系，在支护体系的保护下就可以顺利开展地下工程施工。
随着城市地铁的快速建设，换乘站在轨道交通线网中越来越多。换乘站相对于标准站跨度更大，针对采用PBA工法施工的大跨度地铁车站，对如何设置导洞，形成完整的受力体系的研究非常重要。本文将根据具体工程实例，对比分析导洞设置的方案对工程的影响，为后期实际工程的设计及施工指导和参考。
1、工程概况
八楼站是乌鲁木齐城市轨道交通1号线的中间站，与3号线换乘。布设于新医路与鲤鱼山南路、友好北路交口处，1号线沿新医路东西向布置。车站小里程上方为BRT-医学院站，下穿“回”字形过街通道，受周边环境的制约，八楼站1号线车站采用暗挖与明挖工法相结合施工。 暗挖工法采用PBA工法施工。
图2 方案二
八楼站暗挖段为地下二层岛式站台车站，两柱三跨框架式结构，采用14m岛式站台，有效站台长度为140m，车站标准段宽度为宽23.3米。
本工程范围内的地层主要有杂填土、卵石、强风化泥岩砂岩、中风化泥岩砂岩。其中暗挖段拱顶位于卵石层以下2m土层，底板位于中风化泥岩和砂岩层中。
八楼站PBA工法方案一采用上层设置3个导洞，其中左右各1个小导洞，中间为1个大导洞，下导洞设置为1个中间大导洞，两侧采用人工挖孔桩，与冠梁和纵梁形成完整的受力体系。中间大导洞方案，导洞尺寸为宽9.4m，高5.6m，开挖面面积为46.6m2，中间导洞距边导洞距离为4.25m。
八楼站PBA工法方案二采用上层设置4个导洞，其中左右各1个小导洞，中间为2个小导洞，下导洞设置为2个中间小导洞，两侧采用人工挖孔桩，与冠梁和纵梁形成完整的受力体系。中间两个小导洞方案，每个小导洞尺寸为宽4.6m，高5.1m，开挖面面积为21.2m2，中间小导洞距边导洞距离为3.5m，两个小导洞之间距离为1.7m。
2、方案对比
2.1有限元计算
通过采用GTS设计软件，对两个方案进行计算，从计算结果对方案进行分析。
方案一：
图5 车站结构竖向位移
整个施工结束后，方案一地表最大下沉量为3.449mm；车站结构最大沉降量为3.720mm，最大隆起量为2.460mm。
方案二：
图7 计算模型竖向位移
图8 车站结构竖向位移
整个施工结束后，方案二地表最大下沉量为2.612mm；车站结构最大沉降量为3.265mm，最大隆起量为2.401mm。
4.2理论分析
开挖隧洞所引起的地表沉降问题在国内外都有研究，对地层沉降和变形规律的认识也不断深入，比较成熟的经验公式法最早有美国的Peck教授提出的。他认为隧道开挖所形成的地表沉降槽的体积应等于地层损失的体积。八楼中间大导洞方案，横截面开挖面积为46.6m2，两个小导洞方案开挖面积为42.4m2，方案二比方案一开挖体积略小，但对沉降的影响差别不大。
洞室开挖面的大小对洞周围岩的影响是不同的，大断面开挖比小断面开挖对洞周岩体扰动强度比较大。方案一导洞断面尺寸虽然比方案二尺寸大，但是方案一施工时采用了CRD法分层分块开挖，减小了开挖过程对洞周围岩大范围的扰动，对控制沉降也是有利的。
方案二两导洞之间的距离仅为1.7m，与边导洞的距离也从4.25m减到3.5m，会产生严重的群洞效应。群洞系统施工时，由于洞室间距很小，两洞室的沉降与变形因相邻洞室施工而相互影响叠加。与方案一相比，对地层扰动次数增加，这对地表沉降有更不利的影响。
3、结论
通过对两种导洞设置方案计算结果的对比分析可知，在相同的计算参数下，方案二的地面沉降、车站结构沉降和车站结构隆起值均优于方案一，但差别较小。
方案二与方案一相比，群洞效应更为不利。
综合比较，两个方案各有利弊。采用何种导洞布置方案，还应根据具体情况进行确定。八楼站地层相对较好，位移较好控制，故采用方案一中间大导洞方案，能够加快工期、降低造价，同时安全性也得到了保证。
参考文献
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作者简介
李育林 (1986.07--) 性别，男 辽宁省葫芦岛市人，学历：硕士，专业：桥梁与隧道工程。
论文作者:李育林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
标签：方案论文; 车站论文; 地层论文; 工法论文; 地铁论文; 地表论文; 八楼论文; 《基层建设》2019年第5期论文;