PBA车站设计顺序结合施工工序分析

姜昱彤

（中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院，黑龙江哈尔滨150000）

0 引言

伴随着城市规模的不断增大，城市人口流量还在增加，再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势，交通状况变得不堪重负。为了改善交通环境，采取了各种措施，其中兴建地下铁道得到了普遍的认可。

1 车站基本情况

哈尔滨地铁2 号线一期工程省政府站位于中山路与和平路和中宣街交叉口，大致呈南北向布置，周边规划已基本实现，为避免较多的占用主干道路及管线改迁，该站采用暗挖施工工法。车站所处地层由上向下依次为粉质黏土、细中砂、粗砂，地下水为承压水，稳定水位在地下18.5m 左右。

该站主体结构为全断面暗挖PBA 工法施工，车站设置4 个出入口，为明暗结合形式，2 个风道为全断面暗挖形式，同时横通道分别与风道、出入口相结合设置，如图1所示。

图1 车站位置平面图

该站所处的地层多数为粉质黏土，自稳能力强，暗挖施工较为安全，车站两端的风道设置均考虑到规模及造价影响，采用风道包主体结构形式（风道高于主体结构），此方案可以缩短车站、减少工程投资。风道覆土高度在5.8m，可以采用双侧壁法进行施工，采用风道结构包主体结构的形式，如图2所示。

图2 车站立面图

暗挖工法应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行设计与施工，缺一不可。

2 设计顺序结合施工介绍

暗挖车况施工前需对占用施工空间（竖井施工）的围挡及管线进行改移，并对影响施工的地下水进行处理。

2.1 竖井施工

竖井施工是暗挖车站的重要开端，竖井设计的位置、竖井的尺寸等都决定着工期的长短与工程量的增减，竖井的主要作用为进料、出土。竖井开挖方法为倒挂井壁法，由地面设置梁（锁扣圈梁）挂在基坑周围，然后依次向下开挖完成整个竖井的开挖过程。开挖时采用初期支护加小导管注浆形式来保证开挖进洞安全，为尽量保证施工安全，向下开挖的高度宜为0.5～1m，随后应及时架设初期支护，初喷混凝土、挂钢筋网片、挂钢拱架（本站为钢格栅加缩脚锚杆）、喷混，如竖井尺寸较大，需在不影响施工位置设置中隔壁及斜撑，如图3所示。

图3 竖井开挖施工现场

2.2 竖井侧壁破除马头门及横通道施工

竖井开挖至设计标高，做好井壁支护后，可以进行破除马头门和横通道施工，由于施工会引起较大地面沉降，马头门破除环节为重中之重。破除前应先做好超前注浆稳定地层（该站处于黏土层，注浆效果一般），同时马头门进洞的前三榀钢架尽量密排，拉近间距，开挖前做好超前注浆，单洞做好台阶及核心土的预留[1]。

马头门施工完成后，可进行横通道进洞施工，该站横通道宽度为4.5m，根据该站所处地层情况来看，宽度较适宜，由于横通道较高，故分为5 层，4 道临时仰拱，由上到下逐层开挖，每层高度约为3.7m，该站横通道先施工两层，上两层横通道已经能够满足主体结构导洞、主体初期支护、二衬施工及材料运输与机械进场，余下三层等待主体结构能够施工前完成即可，如图4所示。

图4 竖井侧壁破除马头门及横通道施工现场

该站车站较长，又是暗挖施工，考虑到工期影响，除车站两端设置竖井横通道之外，还需要在车站中部选取一处合理位置设置竖井横通道，竖井设置在3 号出入口转角处，同时与之合建，横通道按照90o转弯开挖方向到车站约中部位置，横通道形成对向开挖四个工作面，提高工作效率及尽早封闭[2]。

2.3 横通道开马头门上导洞及主体上部结构施工

由横通道进洞施工主体小导洞初期支护结构，采用∅32 小导管超前预注浆加固地层，完成初支结构后需进行初支背后注浆，补充空隙。小导洞为主体结构顶纵梁、中柱、柱下桩基、边桩及边支座施工提供了空间，同时也满足进出土及进出料通道需求，由于本站地下水稳定水位在中板位置，故本站采用上方四导洞＋钢管柱及柱下桩基形式，如图5所示。

图5 横通道开马头门上导洞及主体上部结构施工现场

2.4 边桩、冠梁、柱下桩基、中柱及顶纵梁施工

本站中柱采用∅0.8m 钢管混凝土柱，中柱柱下桩基为∅1.8m 钻孔灌注桩，钢管柱插入桩基约1m 深度，边桩为∅1m、间距1.4m 钻孔灌注桩，钢管柱安装完成后，应采用临时支撑措施固定，以防钢管柱偏移；施做冠梁，冠梁预留主体结构初期支护格栅钢架钢筋接头，主体结构顶纵梁施做前应铺设防水层，同时预留防水接头，如图6所示。

图6 边桩、冠梁、柱下桩基施工现场

冠梁完成及边导洞贯通后进行主体结构初期支护架设、喷混，边导洞完成后可进行导洞背后空隙回填，中导洞防水铺设完成后可进行顶纵梁钢筋帮扎、混凝土浇筑及空隙回填，如图7所示。

图7 顶纵梁及边导洞边跨初支施工现场

2.5 主体结构防水层、扣拱的施工

主体结构扣拱是关键步骤，开挖前应进行管棚施工，保证结构上方土体处于相对稳定状态。二衬结构整体受力需要结构有效连接，此时需要破除导洞侧壁，使二衬钢筋及混凝土有效连接，由于导洞间跨度较大，导洞侧壁不拆除，先进行洞间土开挖，然后架设格栅、喷混，待主体结构施工前拆除即可[3]。4 个导洞间共为三跨主体拱，先进行中间洞室二衬扣拱，根据监控量测结果，进行开挖步距调整，施工时应保证对称性，如图8所示。

图8 顶拱二衬结构浇筑完成

2.6 侧墙、侧墙、底板施工

主体结构扣拱完成后，基本已经完成大部分复杂环节与关键风险部位，拱顶、边桩已经为余下施工提供了一个有利的施工空间及安全施工环境，唯一需要注意的就是防水搭接质量问题，如图9所示。

图9 车站主体结构部分完成图

2.7 监控要点

开挖前应做出系统的监测方案，包括监测项目、测点布置、监测方法、监控报警值、监测频率、报告制度等，及时收集、分析监测信息，当数据出现异常，要组织专题分析会，动态地优化施工参数甚至施工方案，达到信息化施工的目的。

3 结语

城市地铁工程主要修建在城市内交通压力大的繁华地段，而地下工程的施工容易造成地表下沉的事故发生，开挖过程中也偶尔会收到预警信息，针对地下暗挖工程还存在不确定性，但设计方法与施工技术已经随着时间的推移与经验的积累在不断更新与进步，随着理论和技术的不断完善，地层沉降理论也将会逐渐清晰，有关的沉降控制技术和应急处理技术也会逐渐完善。