摘要：近几年来，我国的城市建设进程逐步加快，为地铁工程的发展提供了良好的契机。但是我国的地铁建设技术与西方国家相比还存在巨大的差距，在地铁车站结构设计、PBA施工法方面还存在一定的问题和不足，制约了我国地铁工程的进一步发展。在这样的时代背景下，通过对地铁车站双跨PBA工法扣拱施工技术的发展现状进行系统全面地分析研究，通过数据分析法对该施工方法的风险进行科学合理的评估；然后提出针对性的风险预防措施，对我国地铁工程的进一步发展具有良好的指导意义。
关键词：地铁车站；双跨；PBA工法扣拱；风险控制
随着市场经济和科学技术的飞速发展，地铁工程呈现出爆炸式增长，地铁的出现极大地方便了人们的出行，促进了社会经济的蓬勃发展。地下工程具有建设周期长、建设成本高、技术含量高、风险较高等特性，使得地下工程与其它工程有着本质的区别，因此地铁车站施工风险管理成为众多专家学者的关注话题，对地铁车站双跨PBA工法施工的结构、发展现状进行系统全面地分析研究，深入分析地铁车站双跨PBA工法扣拱施工可能存在的风险，并提出针对性的建议措施，具有极大的现实意义。
一、地铁车站双跨PBA应用现状
PBA工法是地铁工程施工中最为常用的施工方法，将传统的浅埋暗挖法和挖盖法相结合，根据小导洞和桩技术扰动小的特点，在地下形成桩、梁、拱结构，便于后期的内部施工。自从上世纪90年代PBA工法扣拱施工方法问世以来，以其投资成本小、施工方便等特点，在地铁施工过程中得到了广泛的应用，经过二十多年的发展，PBA工法扣拱施工方式已经演变成多种施工形式，可以在多种环境、多种地质中应用。
截止到目前为止，双跨PBA工法根据初支扣拱后二衬的作业顺序不同，可以分为两种：一种是逆作法，一种是顺作法；根据边桩形式不同，可以分为两种：一种是2导洞双跨PBA施工法，另一种是4导洞双跨PBA施工法。在实际运作过程中，4导洞PBA逆作法的施工方法最为常用，以北京市美术馆地铁车站为例，从结构设计、数据分析等两个角度对地铁车站双跨PBA工法扣拱的施工风险进行分析研究就显得尤为重要。
二、地铁车站双跨PBA工法结构和数据分析
（一）地铁车站双跨PBA工法结构
双跨是地铁车站建筑结构的一种，在建筑空间内由一根柱子支撑，形成两个连续跨度的建筑结构形式。随着我国地铁工程的快速发展，地铁线路越来越复杂，因此单柱双跨的应用越来越广泛。
北京地铁的建设发展起步较早，地铁线路四通八达，结构设计也更加多样化，例如中国美术馆地铁站是一个典型的双跨PBA工法扣拱结构，该车站位于王府井大街东侧，是8号地铁线路的终点站，该车站全长292.4m，车站南侧PBA工法暗挖双层段顶板覆土厚度达到7.86m。地板深度约23.6m，扣拱跨度约15.3m。施工顺序依次为：下层小导洞施工、上层小导洞施工、扣拱导洞施工、站厅站台施工等。该地铁站两侧布置有多种填充物，从上到下依次为：杂填土、粉土、中等砂砾、卵石砂砾、粉质黏土以及大块砂砾等。
（二）地铁车站双跨PBA工法结构数据分析
利用现代化数据分析软件模拟出中国美术管地铁站的施工状况，对整体结构进行建模分析，发现其中的薄弱环节，进而采取相应的预防措施，进而降低地铁施工过程和使用过程中的风险，是一种行之有效的手段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
采用Midas——GTS有限元分析软件进行建模分析，通过对中国美术管地铁站的实际尺寸测量得出，车站水平方向长度为150m，纵向长度为50m，垂直方向长度为45m，假设填充材料满足M—C准则，初期支护、二衬均采用实体单元模拟，材料按照线弹性材料计算，不考虑地下水对建筑结构的影响。
三、双跨PBA工法施工风险控制措施
（一）结构设计阶段
众所周知，地铁车站的结构设计对车站的性能和安全起着至关重要的作用，因此在结构设计阶段，必须对车站结构进行系统全面地分析研究，反复修改，进而设计出更加科学合理的地铁车站双跨结构。例如单柱双跨扣拱结构的重力大都集中在中间的竖梁上，因此要对中间竖梁的力学性能进行优化，采用更加坚固的钢筋格栅与型钢格栅相结合的结构，并根据模拟中的力学计算确定出竖梁的厚度，进而保障单柱双跨结构的稳定性，确保扣拱施工过程的顺利进行。在另一方面，由于单柱双跨结构跨度较大，力学承载点的布局尤为重要，因此在关键性力学承载点上，采用更加牢固的焊接结构，使得节点的强度更高，力学性能更好。
（二）施工阶段
在实际运作过程中，很多地铁工程会因为各种各样的原因而停工，这样不但加长了施工周期，而且会使结构的力学性能大打折扣。因此在地铁车站双跨PBA工法扣拱施工过程中必须保证施工进程的连续性，在临时竖板拆除之后，二衬施工也应该及时跟进，确保建筑结构拥有更加良好的力学性能。如果在拆除竖板过程中出现异常状况，应该及时找出其中的问题并妥善解决。在施工前期应该对施工场所的地质特征进行全面细致地分析，避免出现土层结构不稳、塌方、地基不牢固等现象，尽可能降低单柱双跨PBA工法扣拱施工风险的概率。
（三）建立完善的风险管理机制
风险管理是地铁车站PBA工法扣拱施工过程中的重要环节，直接影响着地铁的施工进程和工程质量，因此领导层和员工都应该提高风险管理的重视力度，始终将风险管理工作放在首要位置。地铁施工单位应该设立一个专业的风险管理部门，针对地铁车站双跨PBA 扣拱施工可能存在的风险和问题进行系统全面地分析研究，预测出风险可能对工程施工带来的损失，并制定出一系列行之有效的预防措施。除此之外，地铁工程施工单位还应该建立一个完善合理的风险预警机制，一旦地铁车站双跨PBA工法扣拱施工过程中出现异常，预警机制就会立即发出指示，并由设计部门、施工部门、风险管理部门进行针对性的探讨交流，制定出完善的应对措施，尽可能将风险带来的损失降到最小。
四、总结
首先对地铁双跨PBA工法扣拱施工法的应用现状进行简单地分析阐述；然后以中国美术馆为主要研究对象，利用科学合理的数据模型计算出该地铁站双跨PBA工法扣拱施工过程中可能发生的沉降量，认识到该施工方面可能存在的风险；最后利用系统分析法，提出了地铁车站施工单位在结构设计阶段，应该尽可能设计出更加完善合理的双跨结构；在施工阶段应确保车站结构的力学性能；同时地铁施工单位还应该建立完善合理的风险管理机制，尽可能降低地铁车站双跨PBA工法扣拱施工可能存在的风险。
参考文献
[1]李晓霖.地铁车站PBA工法的数值模拟研究[J].地下空间与工程学报,2015,3(5):92-93.
[2]罗富荣,王霆,刘维宁.地铁车站洞桩法施工引起的地表沉降[J].土木工程,2015,(01).
[3]汪玉华,赫志宏.地铁车站洞桩法设计与施工关键技术[M].北京：中国铁道出版社,2016,(02).
作者简介
杨亚松（1991-05-02），男，汉族，籍贯：河北省保定市定州，当前职务：技术主管，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：土木工程。
论文作者:杨亚松
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
标签：地铁论文; 车站论文; 工法论文; 风险论文; 结构论文; 过程中论文; 结构设计论文; 《基层建设》2018年第7期论文;