浅谈地铁车站暗挖"PBA"工法的应用

李程

摘 要： 西安地铁六号线广济街站地处市中心地段，具有交通繁忙，周围建筑密集，站间跨度大，埋深浅，地下管线较多，地下水位高，地层复杂等特点。主要是受交通影响、大跨度限制，采用“PBA”洞桩法能有效的解决此类问题。结合西安地铁六号线广济街站工程实例，探讨“PBA”工法关键工序的应用及卡控要点。

关键词：地铁车站;PBA工法;暗挖施工

近年来，大中型城市地铁建设已成为城市建设的主流，它已成为缓解交通压力的主要方式之一。而在地铁建设期间因受周围环境、道路及管線影响，是选择施工方法的关键因素。地铁车站暗挖工程“PBA”洞桩法是对地面与周围环境影响较小，无法实现受环境条件限制的明挖法施工的地下暗挖工程。西安地铁六号线广济街车站主体为单柱双跨直墙双联拱结构。“PBA”工法中的单柱双跨直墙双联拱结构解决了车站断面尺寸大、地表沉降控制要求严格的问题，效果明显;此结构受力明确，工序转换少，在施工环境与地质条件受到限制的城市得到了广泛应用及推广。

1 工程概况

广济街站为西安地铁6号线二期工程的第4座车站，站台宽度11m。车站为地下二层11m岛式站台车站，采用单柱双跨拱顶直墙混凝土框架结构，全长208m，标准段宽19.9m，高16.73m，中心里程处轨面埋深24.51m，顶板覆土约10.4m，总建筑面积12563.32m²。采用“PBA”法（洞柱法）施工，附属采用明、暗挖结合施工。

2 工程特点及难点

2.1 本工程沿线重大管线多，站位线路埋深较大，进入承压水深度大，施工期间降水难度相对加大，车站主体暗挖施工结构断面变化多，工序转换相对复杂，施工中要对不同类别周边建筑物及管线进行有效控制。

2.2 暗挖车站施工受到有限空间作业的限制，且自身施工工法多，工法之间转换繁琐复杂，材料吊装运输相对困难。要确保满足业主盾构过站的统筹安排，在要求的工期节点之前提供过站条件。

2.3 本工程结构复杂工程界面与接口多，不同的结构与防水材料有不同的工艺要求，任何环节的疏忽都将导致工程结构质量与防水层出现缺陷。所以结构防水是工程的一个重要环节。本工程施工场地均位于繁华区域，地面为交叉路口车流量大，周围建筑物较多、地下管线密集，周边环境复杂，同时存在施工场地协调难度大的问题。

3 施工方法的选择

浅埋暗挖法：也叫松散地层的新奥法施工，充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用的松弛和变形，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，为围岩加固，约束围岩并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法包含很多开挖方法，常见的有全断面法、台阶法、单侧壁导坑法、中隔壁（CD）法，交叉中隔壁（CRD）法、双侧壁导坑法等，适合特大断面的暗挖车站施工主要有中隔壁（CD）法，交叉中隔壁（CRD）法、双侧壁导坑法、中洞法、侧洞法、柱洞法、桩柱法和洞桩（PBA）法。具有在不中断路面交通下施工，减少路面管线改迁，对周边高大建筑群影响较小。对于城市中心、人流量密集区域，施工空间紧张的局面，是最佳的施工选择方法。缺点是施工复杂，对地质、水文条件控制严格，造价高等。其中洞桩（PBA）法是结合明挖框架结构施工和暗挖法施工进行有机结合。降低造价的同时，满足了施工场地狭小制约、对繁忙道路交通的影响。适合广济街站做为西安市城市中心地段场地狭小、人流量密集、交通量大、建筑群多的特点。

中洞桩（PBA）简称“PBA”，工法的优势在通过（P-桩、B-梁、A-拱）边桩、中桩、顶梁、底梁、顶拱共同构成初期受力体系，承受施工过程荷载，再将盖挖与暗挖法有机结合，再顶盖的保护下逐层开挖土体，施作二次衬砌，形成由初期支护+二次衬砌组合而成的永久承载体系;适用地质条件差、断面大，多跨结构，满足广济街站单柱双跨结构要求，为最佳方案。

4 关键工序控制

4.1 结构降水控制措施

4.1.1 车站降水为保证暗挖土体处于干作业区，提高土体自稳性。降水井深度可跟实测水文情况确定，本项目（观测井）深度为40m;其余区段降水井深度为45m，成井直径 700mm。井管类型与规格：采用水泥井管（无砂水泥砾石滤水管及细粒混凝土隔水管），内径 390mm，外径 470mm，沉淀管长度取 5m，滤水管孔隙率不小于 15%;构造要求：在第一层砂层顶部以上 2m 至井底的滤水管外包裹一层 60 目塑料滤网。井管固定与连接：井管采用竹片铁丝绑扎固定。管外滤料规格：采用 3～5mm 之间磨圆度较好的天然砾石，不可采用石渣。

4.1.2 开始降水后，随时监测水位动态变化，监测基坑周围土体沉降量及对建筑物或管道等的影响必要时采取加固措施，防止发生事故。

4.1.3 在降水井井口或排水支管干线上安装计量水表，并每日进行记录。加强水位监测，对水位、水量监测记录要及时整理，绘制水量、时间和水位降深曲线图，分析水位水量下降趋势，及时掌握水位下降规律。

4.1.4 当通过沉降监测发现建筑物沉降已达到预警标准时，及时查明引起沉降的具体原因，当确认是因降水所引起时，马上采取回灌措施。在沉降区域施工回灌井，回灌井与降水井之间的距离必须>5.0m，回灌方案的具体设计应根据建筑物沉降的情况来定。如果确认降水井质量问题是引起沉降的主因时，首先通知土建单位采取基坑保护措施，采取对问题进行停泵处理等相应措施。

5 防水具体措施：

5.1 暗挖防水

5.1.1 采用矿山法施工的地下结构迎水面均采用防水混凝土，防水混凝土的抗渗等级根据结构的埋设深度确定。

5.1.2 在初期支护与二次衬砌之间全封闭夹层防水层，主体采用预铺高分子自粘胶膜防水卷材作为主防水层，出入口通道、风道采用预铺高分子自粘胶膜防水卷材。

5.1.3 在防水层与初期支护之间设置防水层的缓冲层，缓冲层材料采用单位重量不小于400g/m²的无纺布。

5.1.4 二衬混凝土浇筑完毕后，应对拱顶部位的防水层和二衬之间进行回填注浆处理。

5.2 特殊部位的防水设计

5.2.1 环向施工缝浇注混凝土前，应将其表面凿毛、清理干净，涂刷混凝土界面处理剂或水泥基渗透结晶型防水涂料，并及时浇注混凝土。纵向施工缝浇注混凝土前，应将其表面浮浆和杂物清除，然后铺设净浆或涂刷混凝土界面处理剂、水泥基渗透结晶型防水涂料等材料，再铺30～50mm厚的1∶1水泥砂浆，并及时浇注混凝土。

5.2.2 矿山法结构变形缝均整环设置宽度为35cm的中孔型中埋式钢边橡胶止水带和宽度为100cm的卷材防水加强层。单洞隧道顶拱和侧墙变形缝部位结构内表面预留300×3cm的凹槽，槽内安装厚度1mm的不锈钢板（或镀锌钢板）接水盒。变形缝背水面缝内整环采用聚硫密封胶进行嵌缝密封。

6 “PBA”工法在地铁施工中的应用

洞桩法施工暗挖车站为“PBA”工法的前身，最初由于机械化程度高，施工条件苛刻，不能满足各个环境需要;随着机械化的提高，钻机反循环工艺不断更新，再通过对洞桩法加以不断改进、优化，在城市地铁施工中，对地表沉降控制越来越严格，而且因周边环境限制，采用“PBA”工法施工在降水范围、地表沉降控制、环境影响方面优势巨大，在一定程度可进行工厂化施工，封闭作业区，极大改善了施工环境，被越来越多的城市地铁施工所借鉴。

参考文献：

[1]GBJ108-87 地下工程防水技术规范.

[2]西安地铁六号线“PBA”施工组织设计方案.

[3]林黎 地铁车站洞桩法施工对地表沉降的影响研究.