地铁车站PBA施工工法

哈尔滨轨道交通2号线第六标段,哈尔滨轨道交通2号线第六标段项目经理部二0一五年七月,PBA工法参观汇报材料,一、PBA工法概述,“PBA”工法是：P桩（pile）、B梁（beam）、A拱（arc），即由边桩、中桩（柱）、顶梁、底梁、顶拱共同构成初期受力体系，承受施工过程的荷载；其主要思想是将盖挖及分步暗挖法有机结合起来，发挥各自的优势，在顶盖的保护下可以逐层向下开挖土体，施作二次衬砌，可采用顺作和逆作两种方法施工，最终形成由初期支护二次衬砌组合而成的永久承载体系。“PBA”工法是浅埋暗法方法的一种，用于地铁暗挖车站，当地质条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间、有梁、柱连接。比如常见的三跨两柱的大型地铁站。,“PBA”工法施工车站的结构型式为直墙多层多跨拱形结构，采用复合衬砌支护型式。拱部初期支护为格栅+喷射混凝土结构，利用大管棚、超前小导管及注浆等辅助措施对前方土体进行预加固、支护，侧墙初期支护为灌注桩，中柱多采用钢管柱型式。,二、PBA工法施工流程,“PBA”常采用桩柱法施工，就是先开挖导洞，在洞内制作挖孔桩或钻孔桩，梁、中柱完成后，再施作顶拱结构，然后在其保护下施工，实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行，因此也称做地下式盖挖法。,三、PBA工法的特点,“PBA”工法的核心思想在于设法形成由侧壁支撑结构和拱部初期支护组成的整体支护体系，代替传统的预支护和初期支护结构，以保证在进行洞室主体部分开挖时具有足够的安全度，并有效地控制地层沉降。该工法具有以下特点：1)桩、梁、拱、柱先期形成，首先形成了主受力的空间框架体系，后面的开挖都是在顶盖的保护下进行，支护转换单一，不但安全，而且大大减小了对地面沉降的影响，同时节省了大量的圬工；2)施工灵活，施工基本不受层数、跨数的影响，底部承载结构可根据地层条件做成底纵梁（条基）或桩基；,3)小导洞施工技术成熟、安全可靠，由于各导洞间具有一定距离，故可同步进行导洞施工，施工干扰小，各导洞内的柱、纵梁也可同时作业；4)扣拱后内部一般无需进行地层加固等辅助措施，施工空间开阔，可采用机械开挖，作业效率高，整体施工速度快，精度高，施工中也便于地下水的处理；5)直墙式结构内有效净空大，节省了曲墙及仰拱结构工程投入。6）“PBA”工法因需在两侧施作灌注桩而提高了造价，且在一个十分狭窄的小导洞内完成一系列的钢筋、立模、浇注、吊装等操作，作业环境恶劣。,四、PBA工法施工步序,一、首先在车站周边选择合理位置开挖临时竖井，通过横通道，进入车站主体。,苏州桥站设3个竖井，通过4个横通道进入车站主体施工，车站主体分5段施工。,L1施工竖井,L2施工竖井,L3施工竖井,64.4m,29.3m,53.45m,39.35m,27.8m,1号通道,2号通道,车站主体结构轮廓,3号通道,4号通道,8,北京地铁16号线苏州桥站平面示意图,项目部,L3竖井,施工场地俯瞰图,L2竖井,L1竖井,车站结构轮廓线,竖井、横通道剖面示意图,横通道,竖井,施工竖井,施工横通道台阶法施工，分层开挖初支闭合后破除临时仰拱,临时仰拱,小导洞,横通道,二、小导洞施工,第一步：根据地质情况超前注浆加固地层，台阶法开挖下导洞，并施做初期支护。开挖导洞时，相邻导洞纵向错开距离不小于20米，南直路站地层以粉质粘土为主，开挖中注意做到短进尺、强支护、早封闭、勤测量。,第二步：待下导洞开挖长度均不小于30m后，超前注浆加固地层，台阶法开挖上导洞并施做初期支护，相邻导洞错开开挖，错开距离不小于20米。,导洞,第三步：小导洞完成以后，进行基底承载力检验合格后，在下导洞内施做底纵梁，上导洞内进行边桩、钢管柱施工，然后进行冠梁、边导洞拱架预埋、回填及顶纵梁施工。,三、边桩、钢管柱、冠梁、顶梁的施工,边桩,钢管桩,顶梁,冠梁,边桩施工，机械成孔,钢管桩施工，机械成孔,钢管桩施工，人工挖孔,下钢管桩,挖孔完成,钢管桩施工完成,冠梁、边导洞施工施工,边导洞初支施工时，预埋钢拱架，连接拱架形成整体。,正在施做冠梁钢筋,边导洞背后回填初支钢筋绑扎,冠梁,边导洞回填完毕,顶纵梁施工,黄线位置为初支以及二衬的施工缝，易漏水，需重点处理，为防止后期破除导洞初支时，破坏防水板，在铺设防水之前，沿黄线铺30cm宽木板或薄钢板。,搭设脚手架平台，进行顶纵梁施工,钢管柱凿毛,防水铺设,顶纵梁钢筋绑扎,浇筑完成顶纵梁,预留接驳器，后期连接拱顶钢筋，为便于凿出，在浇筑前塞一层袋子。,顶部空洞区域在施做两侧扣拱前用低强度混凝土回填,在施工缝中间预埋遇水膨胀止水条,预埋接驳器,施工完成顶纵梁,第四步：中跨拱部超前支护，进行中跨扣拱施工，并在顶纵梁间设置钢拉杆，钢拉杆纵向间距3米。,四、顶拱、边跨施工,拱顶,第五步：纵向分段拆除中导洞侧墙，施做中跨拱顶防水及二衬混凝土；同进施做两侧边跨超前支护，等中跨混凝土达到设计强的80%后，两边对称施做两边跨初期支护。,边跨,第六步：纵向分段对称拆除部分边导洞侧墙，施做边跨拱顶防水层及二衬混凝土,做中纵梁时，在防水板后铺设的钢板，在铺设扣拱防水前取下,扣拱初支完成，等初支达到一定强度后，开始分段破除导洞初支边墙，准备施做二衬，在顶纵梁间设置间距3m的钢拉杆。,扣拱初支,施做顶拱二衬，首先铺设防水，然后帮扎钢筋，拱顶钢筋与顶纵梁预埋的接驳器相连接。,预留接驳器,顶拱钢筋绑扎,施工完成的顶拱,顶纵梁间间距3m设置钢拉杆,施做顶纵梁时预埋接驳器,边跨拱顶施做完成,第七步：纵向分段开挖站厅层中板以上土体，桩间喷射混凝土，施做站厅层防水层、二衬，中纵梁、中板,五、中板、边墙施工,中板,边墙,纵向分段开挖站厅层中板以上土体,与中板连接，增加锚固力,开挖时留下两侧土体，构筑作业平台，用于顶板凿毛、破除边桩侵线部分、清除桩间土。,边墙凿毛,挂网喷混,清理完毕后，挂网片喷混，喷混同时找平基面,边墙需要预留钢筋，开挖时，两侧开挖面要比中板低。待边墙钢筋施做完成后，回填至中板底，顶板两侧施工也是同样的工序。,中纵梁施工,边墙钢筋,中板施工,中板完成效果图,第八步：纵向分段开挖至站台层小导洞顶部土体，桩间喷射混凝土，待中板混凝土强度达到设计强度后，拆除顶梁之间钢拉杆。,六、底板、边墙施工,土方开挖,第九步：开挖中跨土体至底板底，施做封底结构，并拆除部分下导洞结构，施做底板防水层及结构。,下导洞破除,第十步：待中跨混凝土达到设计强度的80%后，开挖边跨土体到底板底，施做封