地铁暗挖车站洞桩法(PBA)施工技术

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1、摘要：介绍北京地铁10号线工体北路暗挖车站洞桩法(PBA)施工技术，包括该方法的原理和特点、施工步序，分析总结了PBA法的关键技术。：PBA法在当前地铁施工中有一定的应用前景，可为今后类似工程施工提供借鉴和参考。　　关键词：北京地铁暗挖车站洞桩法施工技术　　中图分类号：U231+．3；U455．4          文献标识码：B 　　1 工程概况　　1.1 车站概况　　北京地铁10号线工体北路站位于工体北路和东三环交叉路口，车站纵轴与东三环路平行，呈南北走向，与规划的东西走向的M16线形成“十”字换乘关系。　　工体北路站全长187m，受三环路长虹高架立交桥的限制而采用分离岛式暗挖结构，左右

2、线均为单拱单跨断面，净跨10m，分别位于高架桥两侧的辅路下，线间距45．5m；线间设联络通道、迂回风道各两条及4个出入口；预留与M16线换乘接口、通道接口及站厅预留接口。为满足工期要求，在车站东北、西南侧各设施工竖井1座。车站平面布置如图1。　　1.2地质状况　　车站范围主要地层由上至下依次为：人工杂填土和粉土填土层、粉土层和粉质粘土层、粉细砂层和中粗砂层、圆砾卵石层、粉质粘土和粘土及粉土层、中粗砂层、卵石圆砾层。　　车站顶部位于粉细砂层中，底部结构位于卵石圆砾层中。施工范围内存在上层滞水、潜水、承压水，顶板位于潜水位以下0．4m，底板位于承压水位以下6m。土层具中～低压缩性，地层透水性较好

3、，施工时易发生涌水、涌砂，开挖后的稳定性差。图1 车站平面布置示意图 　　1.3周边环境　　车站站体分置长虹高架桥两侧，桥桩距车站主体边墙仅5.0m，距迂回风道、横通道边墙仅3.2m。路面交通繁忙；周边有中国文联、中信实业银行、外交公寓、兆龙饭店、交通部住宅楼等办公、商业及住宅高层建筑物；地下各种管线密布，雨水管、污水管、上水管、电力管沟、热力管沟、通信管线等地下管线33条，个别管线距车站结构仅0.7m。　　1.4工程特点　　周边环境复杂，地下水位高且补给性强，沉降量控制要求严，防渗漏要求高。　　2施工方法——PBA法　　为控制地面沉降变形，确保长虹桥、周边高层建筑物和地下管线的安全稳定，通

4、过比选，车站采用了对地层和周边环境影响均较小的洞桩法(以下简称“PBA法”)施工。　　2.1 原理　　PBA法的原理就是将明挖框架结构施工方法和暗挖法进行有机结合，即地面不具备施工基坑围护结构条件时，改在地下先行暗挖的导洞内施作围护边桩、桩顶纵梁，使围护桩、桩顶纵梁、顶拱共同构成桩(Pile)、梁(Beam)、拱(Arc)支撑框架体系(PBA即Pile、：Beam、如c三个英文单词的首位字母组合)，承受施工过程的外部荷载；然后在顶拱和边桩的保护下，逐层向下开挖(必要时设预加力横向支撑)，施工内部结构，最终形成由外层边桩及顶拱初期支护和内层二次衬砌组合而成的永久承载体系。　　2.2特点　　①在

5、非强透水地层中，将有水地层的施工变为无水、少水施工，避免因长期大量降水引起的地表沉降和费用增大，有利于保护地下水资源和降低施工措施费。　　②以桩作支护，稳妥、安全，也利于控制地层沉降，避免中洞法、CD、CRD、双侧壁导坑法多次开挖引起地面沉降量过大的缺陷和对初期支护的刚度弱化。　　③与CRD、双侧壁导坑法等相比，拆除临时工程量相对较少；结构受力条件也好，相对经济合理。　　④对结构层数限制少，对保护暗挖结构附近的地下构筑物和周边建筑物的安全有利。　　⑤在桩、梁、拱承载体系形成后，有较大的施工空间，便于机械化作业，从而加快进度。　　⑥在水位线以上的地层中开设的导}同内施工孔桩，利用其“排桩效应”

6、对两侧土体起到了支挡作用，可减少因流沙、地下水带来的施工安全隐患。　　3 工体北路站的施工方法和步骤　　施工总原则是少分块、快封闭，尽量减少荷载转换次数和地层被扰动的次数。导洞掘进和主拱施工遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”及“先护后挖，及时支撑”的原则。　　从竖井进入两侧导洞施工，导洞贯通后施作灌注桩。适时凿除桩头后施作桩顶钢筋混凝土纵梁。以此在导洞内施作主体结构拱边段，回填支护后背与导洞初期支护之间空间。以注浆小导管加固拱部地层，开挖上部土体，施作车站主体上部初期支护(以下简称主拱)，并与两侧拱边段联成整体。在主拱的保护下开挖土体并施作中板和上部拱墙二次衬砌结构。分层

7、实施下部开挖，分层架设横撑和实施桩间初期支护，然后进行下部主体结构施作。施工步序如图2。图2洞桩法施工步序图 　　具体做法如下：　　第1步：超前注浆小导管加固地层，先开挖近桥桩侧导洞，导洞台阶法施工，格栅喷混凝土支护。　　第2步：导洞开挖支护完成后，用特制和改进的钻机由内向外跳孔施工钻孔桩(桩径Φ800mm、Φ1000mm，间距1.2m、1.5m)，导管法灌注水下混凝土，凿除桩头后，施作桩顶纵梁。　　第3步：