PBA工法施工技術在地鐵車站暗挖工程中的應用

袁保山

（中鐵二十三局集團軌道交通工程有限公司，上海 200000）

1 工程概況

本文選取某實際項目進行分析，該車站結構為兩層三跨地下島式，長209 m，呈南北分布，施工決定主體部位選用PBA法進行施工。設計主體結構寬、高分別為23.3、16.2 m。地鐵站所處位置地基主要是卵石層，水位約20.4～21.7 m，滲透性能較強。

2 工程重難點

2.1 土方開挖施工

項目周邊覆蓋大量建筑物，地基下包含大量雨水、電力、污水、燃氣等市政管線。為了保障周邊環境不受施工的干擾，施工前需要使用超前小導管地基進行加固，確保地基結構性能穩定，控制施工引起的地基沉降等問題。

2.2 樁、柱體系施工

在PBA施工法中，樁、柱體系是一項非常關鍵的支撐結構，該結構受力狀況會因施工進度的推進有所不同。導洞空間有限，施工人員不易在有限的空間內完成孔樁挖孔、吊放以及澆筑，施工難度極大。

2.3 二襯施工

施工過程中，施工人員應注意將二襯施工和土方開挖施工交替同時開展，在開展二襯施工前需要先將前期所做的所有支護全部拆除，施工過程中應實時進行監控，確保施工質量達到設計標準。

3 PBA工藝的原理、特點

3.1 原理

在PBA施工法中，P表示樁體、B表示梁體、A表示拱。該技術打造一個包含樁體、梁體、頂拱的支護結構，分擔地基所承載的上方荷載。施工過程中，施工人員合理分配蓋挖法和分步暗挖法的施工，由上往下進行開挖，開挖過程中配合進行二次襯砌，確保整體結構的穩定兼顧。該技術屬于一類典型的淺埋暗挖法施工，目前已被廣泛使用在地鐵車站項目中。

3.2 特點

通過制造樁體、梁體、拱形結構，將其穩固連接起來，提升整體結構的受力能力，便于后續開挖過程中起到支護效果，該施工方法安全性能強、不易引發安全隱患。該技術施工方法靈活，能夠避免來自跨數、層數等因素的干擾，考慮地基的復雜性，可以根據實際需求確定具體的底部結構。

施工人員在小導洞內施工時，該技術能夠提升施工的安全性能，節省施工時間。對于扣拱后內部，施工過程中無須加固地層，施工現場空間開闊，便于設備的駛入，更快捷地進行排水、防水工作。通過直墻式法進行施工時，能夠有效節省施工成本。使用該方法施工需要在環境中鋪設鋼筋進行澆筑，會造成環境惡劣等不利影響。

3.3 適用范圍

項目所處地質環境復雜，特別不同位置地層承載能力存在明顯差異，或地基下包含大量水資源、暗挖跨度較大；項目所處位置在道路主干道周邊，或項目周邊覆蓋大量建筑設施，施工易對周圍環境產生影響。

4 PBA法施工關鍵環節

4.1 超前小導管注漿

安裝拱頂前，需要借助超前小導管對地層進行加固。根據項目實際情況，項目選用DN25普通焊管作為注漿管，管道長2 m，縱向按每3 m間隔擺放。施工過程中，施工人員必須確保不破壞周邊環境，依照邊注漿、邊開挖的方式向前有序推進。

4.2 導洞施工

該項目中，車站主體結構主要包含三大塊，即L1、L2、L3，同時包含三個豎井，通過豎井實現各個通道間的連接。施工時，施工人員從橫向通道內進入導洞開展工作，依照兩側臺階法進行開挖，每階長度控制在3～5 m間。開挖時依照由上自下、由四周向中間的順序有序進行，相鄰與上下導洞間的開挖必須交錯開，交錯距離控制在15 m左右，保障施工環境的安全。

（1）洞土方開挖。

該項目中，主體結構部位共計包含8個導洞，分兩層分布，上層處于卵石層區域，該區域易出現群洞效應等問題。施工過程中，應盡可能降低地表沉降發生的可能性，施工人員嚴格依照設計方案的規定開展施工，科學把控各項指標。

施工至導洞斷面部位后，每次向前開挖的長度都應控制在0.5 m左右，開挖過程中，施工人員需要提前預留核心土，核心土縱向長度控制在2 m左右。上下臺階之間的開挖應交錯開，交錯量為1倍洞徑左右。

（2）初支背后回填注漿。

初支背后回填過程可選用3.25 mm×42 mm的導管，導管分布在起拱線上方3 m、邊墻3 m，縱向間距控制在3 m，灌注漿液選擇水泥漿液。

施工人員在導洞內開挖一個環狀后，以0.1～0.3 MPa的壓力進行注漿，直至漿液流出開挖面，結束注漿。

4.3 樁、柱體系施工

（1）人工挖孔樁施工。

邊項目中共計包含377根邊樁，進行施工時借助跳樁施工的方法，相鄰三個樁體間開挖一次，直至所有樁體混凝土強度大小相等后，開始進行下一個樁體的開挖，能夠更好地控制開挖的最終質量。在導洞內挖孔時，應將前期所做的支護全部拆除，添加鎖口圈。

洞孔口加強措施如圖1所示。

圖1 人工挖孔孔口處加強措施（單位：mm）

（2）鋼管柱施工。

項目共計包含92根Φ900鋼管柱，長度約12 m，施工人員當對中洞進行二襯時，嚴格依照自下而上、分層分段施工的方法有序進行。鋼管柱是關鍵的承載結構之一，安裝過程中應嚴格控制質量，例如柱腳、柱帽、頂縱梁連接節點、柱體整體垂直度等是否滿足設計標準。在施工過程中，施工人員借助專門的吊裝設備進行吊裝，各個鋼管柱拼接完成后，應嚴格檢測其位置、垂直度能否滿足設計標準。

（3）頂縱梁施工。

對于暗挖逆作法而言，頂縱梁是結構中最關鍵的承載構件，其主要由人工挖孔樁、鋼管柱組合而成。施工人員可借助提前預留的鋼筋將其與拱部二襯鋼筋緊密連接起來，借助預埋的鋼板、螺栓和下端的鋼管柱緊密連接起來。

①施工人員需要為頂縱梁兩端提前埋設鋼筋，將其與拱部鋼筋、鋼筋接駁器相連，起到全面支護的效果，保護防水層結構完整[1]。

②頂縱梁的斷面屬于花籃式斷面結構，結構復雜、密度高，澆筑前要按照隔孔澆筑的方法，充分振搗，確保各個部位混凝土灌注均勻。

（4）底縱梁及條形基礎施工。

下層、橫向導洞施工結束后，可開始對邊洞、橫導洞進行施工。相較之前的施工工序，底縱梁與底板的施工難度較低，施工人員需要提前埋設定位桿，調節基板的精度等，保障施工有序進行。

4.4 扣拱施工

（1）初支扣拱土方開挖。

扣拱施工在PBA法中是較核心的施工工序之一，上側小導洞頂縱梁、樁頂冠梁和邊拱梁全部回填結構，所有參數指標滿足設計標準后，開始該項施工。施工過程中采取臺階法，為了確保土體結構穩定、避免出現群洞效應，開挖前應預留核心土、先進行中拱部位的開挖，再向兩側開挖。

（2）初支扣拱細部節點。

使用PBA施工法進行施工過程中，格柵鋼架連接部位節點的處理狀況，決定初期支護的質量。

格柵鋼架的結構如圖2、圖3所示。

圖2 主拱鋼架E節點構造（單位：mm）

圖3 主拱鋼架G節點構造（單位：mm）

（3）二襯扣拱施工。

施工人員進行二襯施工時，可借助跳槽逐段施工的方法進行施工，施工前將導洞周邊的墻體全部拆卸，在其周邊鋪設防水層，對二襯結構進行澆筑，按照先中跨頂拱后中拱的順序依次開展。施工過程中，施工人員需要在頂縱梁間安設鋼拉桿，以便后續施工的開展。暗挖法二襯施工與土方開挖需要交替進行，即待拱部開挖完成后先對其部位進行二襯，待其強度達到設計標準后，才能開始中板底、中縱梁等部位的施工與二襯。

5 結語

綜上所述，隨著城市軌道交通項目不斷增多，PBA施工法的使用頻率增加，特別是在大跨度雙層暗挖地鐵站項目中，該方法能夠優化內部結構布置，打造穩定的支護結構，相較其他施工方法具有更顯著的優勢。