PBA洞樁法在地鐵車站施工中的應(yīng)用探述

夏 勇

中鐵二局集團(tuán)有限公司，四川成都 610031

在現(xiàn)代城市的發(fā)展建設(shè)過程中，由于地鐵具有運(yùn)力大、效率高的特點(diǎn)，因此，成為了很多城市解決城市路面交通擁擠、提供高效公共出行方式的有效途徑。地鐵車站是地鐵工程的核心部分之一，由于其在施工中經(jīng)常需要面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)水文環(huán)境，施工難度相應(yīng)的增加，對(duì)于施工的技術(shù)要求也比較高。目前在地鐵車站的施工中廣泛應(yīng)用的是PBA洞樁法施工技術(shù)，這種新型技術(shù)利用導(dǎo)洞來開展邊樁和中柱的施工作業(yè)，解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下施工的技術(shù)難題，同時(shí)使橫向框架的承載力得到了有效的增強(qiáng)，從而有效利用邊樁和拱頂形成安全性更高的保護(hù)結(jié)構(gòu)，為地鐵車站主體工程的施工提供了更加可靠的保障。由于PBA洞樁法的這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其在地鐵車站施工中得到了迅速的推廣和應(yīng)用，并且成為了地鐵車站施工技術(shù)發(fā)展的主要方向，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化城市的公共交通設(shè)施建設(shè)具有十分重要的意義。

1 PBA洞樁法在地鐵車站施工中的技術(shù)應(yīng)用

1.1 在地鐵車站施工準(zhǔn)備階段的超前探測(cè)技術(shù)應(yīng)用

應(yīng)用PBA洞樁法施工前應(yīng)首先通過超前鉆孔等探測(cè)方式來了解施工前方的地質(zhì)水文情況。施工時(shí)可以通過風(fēng)鉆來打三個(gè)以上的鉆孔，且鉆孔深度不能小于5m。鉆孔位置應(yīng)選擇在拱頂或拱腰處，一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)存在明水，則應(yīng)增加在拱腳和下半截面位置的鉆孔數(shù)。鉆孔探測(cè)的結(jié)果將為后續(xù)的施工提供重要的參考依據(jù)。

1.2 引排施工導(dǎo)洞內(nèi)的殘留降水

當(dāng)?shù)罔F車站的小導(dǎo)洞斷面下半部分以及施工的橫向通道內(nèi)存在殘留水時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程的地質(zhì)水文情況采用布設(shè)引水管線的方式，同時(shí)結(jié)合豎井集水坑將殘留水引出。在選擇引水管型號(hào)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程的具體地質(zhì)水文特點(diǎn)以及殘留水量來確定。

1.3 橫向通道和豎井施工

地鐵車站在應(yīng)用PBA洞樁法施工時(shí)一般要進(jìn)行豎井的布設(shè)，施工豎井一方面可以為地鐵車站主體施工提供便利，另一方面也可以將其作為風(fēng)井使用。施工時(shí)應(yīng)結(jié)合工程具體的作業(yè)量來確定豎井的具體大小規(guī)格，并利用鋼筋格柵與網(wǎng)噴法相互配合以提高施工的質(zhì)量，出土?xí)r則可以通過龍門架來進(jìn)行。二次襯砌時(shí)可以采用混凝土模注方式進(jìn)行施工，并要為橫向施工通道預(yù)留出開口位置。豎井的井口要布設(shè)圈梁來鎖口。

橫向施工通道可以為地鐵車站的挖孔樁、樁頂縱梁以及小導(dǎo)洞等主體工程的施工創(chuàng)造便利條件，同時(shí)也同樣可以將其作為風(fēng)道來使用。對(duì)開展橫向通道的馬頭門和轉(zhuǎn)正洞的施工作業(yè)時(shí)，馬頭門應(yīng)與風(fēng)道的開挖及支護(hù)作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，并在馬頭門外部的風(fēng)道里進(jìn)行超前導(dǎo)管的布設(shè)施工，這樣就可以利用導(dǎo)管注漿來加固地層。地層加固施工結(jié)束后，還要對(duì)風(fēng)道和馬頭門進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。拆除風(fēng)道初支后應(yīng)立即對(duì)馬頭門進(jìn)行支護(hù)，可以采取安裝格柵等支護(hù)方式。

1.4 邊樁施工

邊樁施工可以采取機(jī)械鉆孔或者人工作業(yè)的方式來進(jìn)行。在采取機(jī)械成孔灌注的施工方式時(shí)，導(dǎo)洞內(nèi)由于施工空間比較狹小，施工環(huán)境相對(duì)惡劣，會(huì)造成成孔時(shí)間比較長(zhǎng)，同時(shí)清孔作業(yè)也難以進(jìn)行，這會(huì)給灌注樁以及鋼筋焊接等作業(yè)增加難度，進(jìn)而對(duì)成樁質(zhì)量造成不利影響。通過人工方式進(jìn)行挖孔雖然能夠避免上述問題的產(chǎn)生，但是施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度會(huì)比較大，同時(shí)也會(huì)限制成樁長(zhǎng)度，更重要的是存在安全隱患。所以，施工單位要結(jié)合地鐵車站工程的具體特點(diǎn)合理地選擇成樁工藝，同時(shí)要根據(jù)地層的實(shí)際情況來對(duì)樁長(zhǎng)和樁徑進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以提高樁底的承載能力，達(dá)到加固地層的目的，為施工安全提供保障。

1.5 導(dǎo)洞開挖施工

應(yīng)用PBA洞樁法開挖導(dǎo)洞時(shí)應(yīng)在施工前確認(rèn)混凝土、噴錨管線以及相關(guān)的機(jī)械設(shè)備等各項(xiàng)準(zhǔn)備全部到位，還要檢查混凝土的質(zhì)量，并嚴(yán)格控制存放時(shí)間不能超過其初凝時(shí)間。開挖施工完成后要隨即用混凝土噴射對(duì)開挖作業(yè)面進(jìn)行封閉。當(dāng)掌子面出現(xiàn)土層不穩(wěn)的情況時(shí)應(yīng)采取隨挖隨噴的施工方式來進(jìn)行作業(yè)，使土體能夠保持穩(wěn)定，以確保施工的安全。初噴施工過程中應(yīng)及時(shí)將焊機(jī)、錨桿、鎖角管以及格柵鋼架等運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)，為后續(xù)的支護(hù)作業(yè)的及時(shí)展開創(chuàng)造條件，以提高施工的連貫性。在施工過程中應(yīng)保證施工人員充足，在確認(rèn)無安全隱患的情況下應(yīng)保持施工的連續(xù)性，從而盡快完成支護(hù)，以確保作業(yè)的安全。另外，施工人員和二次噴錨所需要的材料設(shè)備也應(yīng)完成準(zhǔn)備，以便在格柵鋼架支護(hù)完成后能夠即刻開始施工。施工時(shí)應(yīng)保證各道工序的連接緊密，以提高噴錨支護(hù)作業(yè)的時(shí)效性，減少土體裸露的時(shí)間。

1.6 通過注漿法對(duì)地層進(jìn)行加固

如果隧道開挖作業(yè)面臨近綜合管線或者周邊存在建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)利用超前深孔注漿的方式來加固其前方地層，以確保施工的安全。注漿時(shí)應(yīng)根據(jù)工程情況來確定注漿的具體范圍和方法。

1.7 拆除導(dǎo)洞的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)

拆除拱頂或?qū)Ф闯跗谥ёo(hù)時(shí)應(yīng)密切關(guān)注其結(jié)構(gòu)變化情況，并及時(shí)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)，以免其在應(yīng)力作用下發(fā)生彎曲變形。

2 PBA洞樁法在地鐵車站施工中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 基本工程概況

以某工程為例，分析PBA洞樁法在地鐵車站施工中的具體應(yīng)用。該地鐵車站工程主體結(jié)構(gòu)采用了雙跨島式的二層單柱結(jié)構(gòu)，其總長(zhǎng)約為177m。地鐵車站的地層包括了細(xì)砂、粗砂、中砂、礫砂、雜填土等成分。地下水屬于孔隙潛水，同時(shí)在局部位置有上層滯水以及承壓水存在。

2.2 施工方法的選擇確定

由于該工程處于商業(yè)區(qū)，其周邊商業(yè)活動(dòng)以及交通比較頻繁，因此為了避免影響周圍環(huán)境，并使地表能夠保持較好的穩(wěn)定性，決定地鐵車站工程采用PBA洞樁法進(jìn)行施工建設(shè)。

2.3 在地鐵車站施工中PBA洞樁法的具體施工應(yīng)用

2.3.1 開挖導(dǎo)洞并處理沉降

在施工中首先根據(jù)工程特點(diǎn)制定先邊后中和先上后下的開挖導(dǎo)洞的施工順序，并根據(jù)測(cè)量結(jié)構(gòu)確定施工工藝和支護(hù)參數(shù)。在導(dǎo)洞的超前施工中，橫向施工與縱向保持一定的距離，以減少開挖施工的影響。另外，采取了分段施工的方法開挖小導(dǎo)洞，以提高施工的速度，并減少對(duì)地層的影響，同時(shí)加快了早期支護(hù)的施工進(jìn)度，使閉環(huán)結(jié)構(gòu)盡快形成，以防止沉降以及導(dǎo)洞變形情況的發(fā)生。

2.3.2 地鐵車站的主體結(jié)構(gòu)施工

在地鐵車站的主體工程施工中采取了分步開挖主拱的施工方式，以減少循環(huán)作業(yè)，并對(duì)開挖跨度進(jìn)行有效的控制，從而使作業(yè)面能夠迅速形成閉合。施工臨近地下管線時(shí)選擇了探空方式排出滯水，同時(shí)采用了注漿回填的方式加固地層。對(duì)管線和拱頂?shù)某两登闆r進(jìn)行了密切的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，并制定了完善的應(yīng)急處置方案應(yīng)對(duì)其變形量以及變形速率超出極值的情況。在車站主體工程的施工中嚴(yán)格按照施工原則以及施工流程開展超前和初期的支護(hù)施工、開挖作業(yè)以及根據(jù)實(shí)際情況對(duì)施工方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.3.3 對(duì)松散地層進(jìn)行加固

由于該工程的地層土質(zhì)中主要屬于中粗砂，因此在注漿時(shí)選擇了長(zhǎng)度比較短、直徑比較小的注漿導(dǎo)管。另外，對(duì)注漿材料以及配比進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。在注漿施工中采用了改性水玻璃等漿液進(jìn)行注漿作業(yè)。同時(shí)對(duì)注漿的范圍以及注漿孔位置進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，注漿的范圍保持在200～300mm之間，并將中隔壁和拱部布設(shè)注漿孔。在注漿過程中則按照地層實(shí)際的密集程度對(duì)注漿壓力進(jìn)行了精確的控制，以保證注漿的效果。

2.3.4 澆筑混凝土

施工中選擇在結(jié)構(gòu)剪力相對(duì)比較小，且便于施工操作的位置預(yù)留施工縫，以便有足夠的空間來進(jìn)行混凝土的澆筑施工。另外，在該工程的施工中采用了臺(tái)階樣式的預(yù)留施工縫，以提高下部混凝土的密實(shí)度，保證澆筑的質(zhì)量。在澆筑過程中主要通過逆作結(jié)構(gòu)，也就是澆筑的下部結(jié)構(gòu)超出施工縫高度的方式來促使混凝土減少孔隙，提高密實(shí)程度。并采取同步澆筑混凝土的方式來進(jìn)行主拱的二襯施工，以保證頂縱梁以及鋼管柱的均衡受力。完成澆筑后則采用了預(yù)埋注漿管以及遇水膨脹式的嵌縫膠來進(jìn)行防水處理。

3 結(jié)語(yǔ)

在地鐵車站的施工建設(shè)中應(yīng)用PBA洞樁法，利用樁、梁以及拱頂形成綜合性的結(jié)構(gòu)體系，從而提高其承載能力，為車站主體工程的施工創(chuàng)造了更加安全可靠的施工環(huán)境。同時(shí)采用PBA洞樁法還能夠形成比較寬敞的施工空間，為機(jī)械化作業(yè)提供了便利條件，有利于施工質(zhì)量以及效率的提高。PBA洞樁法由于其可操作性比較好，施工工藝比較簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)性和安全性優(yōu)點(diǎn)也十分突出，因此，能夠滿足地鐵工程對(duì)于工藝技術(shù)以及施工質(zhì)量、進(jìn)度等多方面的要求，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。