PBA工法概述簡介

PBA工法概述簡介PBA工法概述一、淺埋暗挖法概述淺埋暗挖法的首次應(yīng)用是修建北京地鐵復(fù)興門折返線。其隧道斷面有單線、雙線和渡線，還有不同的加寬斷面和曲線斷面?？缍葟?m到14.46m。結(jié)構(gòu)項部覆蓋層最小厚度約10m，完成復(fù)興門折返線工程后，采用淺埋暗挖法相繼完成了“復(fù)興門一西單”區(qū)間隧道和西單站折返線和西單車站等工程。二、淺埋暗挖法特點1.淺埋暗挖法的避免了大量拆遷、改建工作，減少了對周圍環(huán)境影響，對交通的干擾小。2.淺埋暗挖法最大的不足就在于受地下水的影響很大。采用淺埋暗挖法要求開挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性，以便為隨后進行的臨時支護的施作提供必要的時間。地下水的存在將導(dǎo)致洞周土體的強度被極大地削弱，無法維持足夠時間的穩(wěn)定，很難順利施工的。3.在淺埋松散軟弱地層條件下，大斷面的洞室自穩(wěn)能力差，常需將大斷面洞室以多分部形式分割成相對較小斷面的洞室，即形成眾多中隔壁、仰拱等臨時支護，施工工序復(fù)雜，臨時支護拆除浪費工程量大。多分部形式施工對地層多次擾動，臨時支護拆除時仍導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)受力再分配，故常導(dǎo)致地層的較大變形和地表的較大沉降，甚至不能滿足地表建筑物和地中埋設(shè)物對地層不均勻沉降的要求。中洞法側(cè)洞法蓋挖法是在明挖法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的基本意圖是針對明挖法長期占用路面，影響交通的不足，利用蓋板及時恢復(fù)路面，最大限度地減少了對地面交通的干擾。蓋挖法的另一大優(yōu)點在于，垂直受力體系形成以后，自上而下進行的開挖土方、綁扎鋼筋和灌注混凝土的工作，便可在安全度較高、施工空間較大的條件下進行。因此采用蓋挖法施工，可以加快施工進度，縮短工期。三、蓋挖法概述按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)修建順序的不同，蓋挖法又可分為順筑法和逆筑法兩種。順筑法即在由擋墻和頂板組成的垂直受力體系形成以后，邊開挖邊架設(shè)臨時支撐，直至預(yù)定深度，并開始澆筑基礎(chǔ)底板，接著依次由下至上，邊拆除臨時支撐邊澆筑地下結(jié)構(gòu)主體。逆筑法的施工順序與順筑法相反，在地下結(jié)構(gòu)施工時不架設(shè)臨時支撐，而以結(jié)構(gòu)本身既作為擋墻又作為支撐，從上往下依次開挖和構(gòu)筑結(jié)構(gòu)主體的施工方法。逆筑法與順筑法相比較，其優(yōu)勢在于邊開挖邊施作上部結(jié)構(gòu)，可以使結(jié)構(gòu)上部具有更大的剛度，兩側(cè)的圍護結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，從而使下部的施工更加安全。四、蓋挖法概述五、蓋挖施工工序圖

六、PBA工法概述“PBA”工法的物理意義是：P－樁（pile）、B－梁（beam）、A－拱（arc），即由邊樁、中樁（柱）、頂?shù)琢骸㈨敼肮餐瑯?gòu)成初期受力體系，承受施工過程的荷載；其主要思想是將蓋挖及分步暗挖法有機結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，在頂蓋的保護下可以逐層向下開挖土體，施作二次襯砌，可采用順作和逆作兩種方法施工，最終形成由初期支護＋二次襯砌組合而成的永久承載體系。七、東單、王府井站斷面PBA工法在北京地鐵復(fù)一八線施工中被首次采用。

東單、王府井站斷面八、東單、王府井站施工工序九、東單、王府井站施工工序的認(rèn)識優(yōu)點:1）二次襯砌整體性好，基本等同明挖法結(jié)構(gòu)效果；2）施工工作面寬敞，便于使用大型機械，提高施工進度；值得推敲的問題:1）初期支護（包括臨時中樁）廢棄量與導(dǎo)洞回填量較大；2）臨時中樁鑿除為車站施工增加一定的麻煩；3）建議在兩跨暗挖車站內(nèi)采用該方法，臨時中間樁與永久中柱結(jié)合。十、天安門西站斷面天安門西站本質(zhì)上與王府井站施工方法是一致的，與其相比：1.改樁基為條基；2.拋棄臨時中柱方案，直接利用鋼管柱作為支撐；3.改順做為逆做，用結(jié)構(gòu)板當(dāng)支撐，施工更安全。減少了力的轉(zhuǎn)換，減少了由于工序的繁雜而引起的地面沉降。十一、天安門西站施工方法十二、PBA工法的特點（一）由前幾個工程可知，PBA工法的核心思想在于設(shè)法形成由側(cè)壁支撐結(jié)構(gòu)和拱部初期支護組成的整體支護體系，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預(yù)支護和初期支護結(jié)構(gòu)，以保證在進行洞室主體部分開挖時具有足夠的安全度，并有效地控制地層沉降。例如當(dāng)洞室跨度較小時可以采用單跨結(jié)構(gòu)，而當(dāng)洞室跨度較大時則可通過增設(shè)導(dǎo)洞采用多跨結(jié)構(gòu)。對于永久結(jié)構(gòu)的修建，既可以象天安門西站那樣采用逆筑法直接修建，也可以象王府井和東單站那樣通過兩拱一柱到三拱兩柱的轉(zhuǎn)換，采用順筑法修建?！癙BA”工法施工車站的結(jié)構(gòu)型式為直墻多層多跨拱形結(jié)構(gòu)，采用復(fù)合襯砌支護型式。拱部初期支護為格柵+噴射混凝土結(jié)構(gòu)，利用大管棚、超前小導(dǎo)管及注漿等輔助措施對前方土體進行預(yù)加固、支護，側(cè)墻初期支護為灌注樁，中柱多采用鋼管柱型式。

該工法具有以下特點：十三、PBA工法特點（二）1)樁、梁、拱、柱先期形成，首先形成了主受力的空間框架體系，后面的開挖都是在頂蓋的保護下進行，支護轉(zhuǎn)換單一，不但安全，而且大大減小了對地面沉降的影響，同時節(jié)省了大量的圬工；2)“PBA”工法施工靈活，施工基本不受層數(shù)、跨數(shù)的影響，底部承載結(jié)構(gòu)可根據(jù)地層條件做成底縱梁（條基）或樁基；3)小導(dǎo)洞施工技術(shù)成熟、安全可靠，由于各導(dǎo)洞間具有一定距離，故可同步進行導(dǎo)洞施工，施工干擾小，各導(dǎo)洞內(nèi)的柱、縱梁也可同時作業(yè)；4)扣拱后內(nèi)部一般無需進行地層加固等輔助措施，施工空間開闊，可采用機械開挖，作業(yè)效率高，整體施工速度快，精度高，施工中也便于地下水的處理；5)直墻式結(jié)構(gòu)內(nèi)有效凈空大，節(jié)省了曲墻及仰拱結(jié)構(gòu)工程投入。6）“PBA”工法因需在兩側(cè)施作灌注樁而提高了造價，且在一個十分狹窄的小導(dǎo)洞內(nèi)完成一系列的鋼筋、立模、澆注、吊裝等操作，作業(yè)環(huán)境惡劣。十四、宣武門站PBA工法簡介（一）地層由上至下依次為：雜填土粉細砂粉土中粗砂卵石十五、宣武門站PBA工法簡介（二）宣武門站雙層斷面上導(dǎo)洞內(nèi)施作邊樁、中柱及頂縱梁與樁頂冠梁；下導(dǎo)洞施作底縱梁及條基。原設(shè)計采用樁基，后因車站底部均為卵石層，鉆孔樁成孔困難，后改為條基。十六、宣武門站PBA工法簡介（三）上導(dǎo)洞平面下導(dǎo)洞平面十七、宣武門站PBA工法簡介（四）中導(dǎo)洞縱剖面邊導(dǎo)洞縱剖面十八、宣武門站PBA工法簡介（五）暗挖設(shè)計遵循“管超前，嚴(yán)注漿；短進尺，強支護；早封閉，勤量測”的原則考慮施工措施。十九、宣武門站PBA工法簡介（六）優(yōu)點:1）樁頂冠梁、側(cè)墻與頂拱結(jié)合效果較好；2）上中導(dǎo)洞拱頂空間較大，主動設(shè)置回填空間，有利于頂縱梁澆注；3）邊樁外側(cè)距小導(dǎo)洞內(nèi)側(cè)距離較小，僅0.6m,側(cè)向超挖回填量較少。值得推敲的問題:1）中拱及邊拱初支直接連接于小導(dǎo)洞初支上，連接及受力是否方便合理。二十、宣武門站PBA工法簡介（七）風(fēng)道進車站平面二十一、宣武門站PBA工法簡介（八）風(fēng)道進車站縱剖面二十二、宣武門站PBA工法簡介（九）防水圖二十三、黃莊站PBA工法簡介（一）二十四、黃莊站PBA工法簡介（二）四號線黃莊站十號線黃莊站黃莊站與宣武門站的區(qū)別:1.上、下導(dǎo)洞開挖尺寸較大，在下導(dǎo)洞內(nèi)同時施作底縱梁與條基，在上導(dǎo)洞內(nèi)同時施作邊樁與中柱;2.底板直接當(dāng)圍護樁的基礎(chǔ),減少導(dǎo)洞開挖量及降水深度.二十五、黃莊站PBA工法簡介（三）二十六、黃莊站PBA工法簡介（四）二十七、國貿(mào)站PBA工法簡介（一）二十八、國貿(mào)站PBA工法簡介（二）二十九、國貿(mào)站PBA工法簡介（三）與宣武門站不同，國貿(mào)站采用順做法。地下洞室施工階段的受力分析(1)初支拱部位移及內(nèi)力的最大值發(fā)生在早期工況(即拱部開挖階段)，此時，下部土層尚未開挖，上部荷載主要由初支拱承擔(dān)，初支拱處于最不利狀態(tài)；(2)在導(dǎo)洞、冠梁背后填筑混凝土作為扣拱的拱腳使用，同時導(dǎo)洞內(nèi)的冠梁聯(lián)系各灌注樁。因此，導(dǎo)洞對于整個結(jié)構(gòu)體系的剛度貢獻很大，起到承上啟下的作用，對于結(jié)構(gòu)體系的受力有重要影響。(3)在4道支撐中，第1道支撐的受力較特殊，在地下洞室開挖的過程中以受拉力為主，主要是拱水平推力作用的結(jié)果。三十、勁松站PBA工法（一）——局部順做三十一、勁松站PBA工法（二）——局部順做三十二、其他PBA工法形式三十三、PBA工法施工總結(jié)與分析1.施工步序通過全面了解北京“PBA”工法施工的暗挖車站后，不同案例的施工順序不完全相同，總結(jié)如下：1）小導(dǎo)洞開挖順序小導(dǎo)洞施工采取正臺階法。一般情況下，小導(dǎo)洞采用“先下后上、先邊后中”的開挖原則，上下左右導(dǎo)洞之間縱向錯開一定距離。2）扣拱順序

邊跨與中跨土體的開挖順序不同，導(dǎo)致扣拱的順序不同。第一種方法：為消除中、邊跨拱腳推力差對鋼管柱產(chǎn)生的不利影響，一般情況下拱部開挖順序是中跨先行，邊跨落后2～3m,然后先扣中拱初支，再扣邊拱初支，如四號線宣武門站；第二中方法：先開挖邊跨土體，扣邊拱初支、二襯后，然后開挖中跨土體，扣中拱初支、二襯后，再向下依次施工，如十號線的黃莊站。3)二次襯砌的施工順序目前“PBA”工法二次襯砌的施工順序有三種方式：全逆做法、全順做法、半順半逆做法。宣武門站二襯采用全逆做法，東單站二襯采用全順做法，勁松站二襯采用半順半逆做法，即站廳（臺）層順做、整體逆做。經(jīng)調(diào)查，“PBA”工法暗挖車站二襯不同施工方法比例相當(dāng)，全逆做法節(jié)省了許多臨時橫撐，但未封閉的二襯結(jié)構(gòu)承受較大的荷載，容易開裂，且站廳層拱墻處多了一道施工縫；全順做法需要架設(shè)大量的臨時橫撐，增加工程造價。三十四、PBA工法施工總結(jié)與分析2、邊樁基礎(chǔ)現(xiàn)在“PBA”工法施工案例中，邊樁有兩種做法，其一為小導(dǎo)洞內(nèi)施作條形基礎(chǔ)，其二是加長邊樁，利用樁基代替條基作用。條基的做法，可省去小導(dǎo)洞內(nèi)鉆孔施作長樁的麻煩，但多挖兩個小導(dǎo)洞，在控制地面沉降以及節(jié)省工程費用等方面并沒有明顯的優(yōu)勢，因此設(shè)計應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)情況以及邊樁參數(shù)的選取。3、兩縱梁間拉桿的設(shè)置目前，“PBA”工法施工的暗挖車站兩頂縱梁間是否設(shè)拉桿做法不統(tǒng)一，如十號線勁松站、沈陽地鐵一號線與二號線青年大街站等站兩頂縱梁間設(shè)置鋼拉桿，而最初采用“PBA”工法施工四號線的宣武門站兩頂縱梁間沒有設(shè)置鋼拉桿。因此，該鋼拉桿設(shè)置是否必須設(shè)置以及設(shè)置的目的是作為一種應(yīng)急措施還是實際承受很大的荷載不太明確，各設(shè)計單位與施工單位的認(rèn)識不盡統(tǒng)一。過既有線施工方法四號線宣武門車站過環(huán)線車站

（一）新建車站工程概況

宣武門車站位于宣武門內(nèi)、外大街與宣武門東、西大街交叉路口下，與既有環(huán)線(2號線)宣武門站成“十”字交叉；環(huán)線在上，四號線在下，兩條線采用站廳-站臺“十”字換乘方式。新建宣武門車站為兩端雙層中間單層14m寬島式站臺暗挖站。車站總長度187.9m，兩端雙層段總寬度22.3m。（二）既有站工程概況

既有線結(jié)構(gòu)1969年竣工投入運營，車站結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土矩形框架結(jié)構(gòu)，車站結(jié)構(gòu)長172.33m，寬19.7m，高7.85m；底板厚度0.9m、側(cè)墻厚度為0.7ｍ，頂板厚度1.0m；沿車站縱向每27m設(shè)置一條變形縫。工程概況新建車站與既有線平面位置關(guān)系圖2號換乘通道1號換乘通道宣武門外大街宣武門內(nèi)大街4號線宣武門站2號線宣武門站宣武門西大街菜市口站宣武門東大街西單站3號換乘通道4號換乘通道工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況車站單層段頂部位于中粗砂層中,覆土厚約14.3m。既有車站底板與新建車站單層段頂板之間地層上層為中細砂層，下層為粉質(zhì)粘土層，有少量上層滯水，管幕位于粉質(zhì)粘土層；新建車站開挖范圍內(nèi)，上層為粉質(zhì)粘土層，下層為卵石圓礫層，整個車站范圍內(nèi)地質(zhì)情況見左圖。潛水位：25.0m新建宣武門站與既有站斷面關(guān)系圖既有環(huán)線新建宣武門站單層段雙層段雙層段變形縫變形縫變形縫既有線車站結(jié)構(gòu)縱剖面新建宣武門站單層段換乘通道換乘通道車站單層段（過既有線）結(jié)構(gòu)橫斷面單洞結(jié)構(gòu)寬9.85m，高9.0m，兩個洞寬23.8m。單、雙層斷面相接處關(guān)系圖Φ300管幕主體單層過既有線車站施工措施圖過既有線采用Φ300管幕超前支護，“CRD”工法施工單層主體結(jié)構(gòu)既有環(huán)線注漿加固注漿加固Φ300管幕管幕工作室管幕工作室主體單層段施工方法機場線東直門車站過13號線折返線東直門站過既有線平面東直門站過既有線縱剖面東直門站過既有線橫斷面過既有線施工工序(一)過既有線施工工序(二)九號線軍事博物館站過1號線區(qū)間工程概況

軍事博物館車站位于中華世紀(jì)壇南側(cè),斜跨復(fù)興路與羊坊店路路口布置。路口東北角為中國人民革命軍事博物館，西北角為中央電視臺及梅地亞賓館。西南角為京西賓館及新華社宿舍區(qū)，東南角為中國鋁業(yè)大廈、恩菲科技大廈及有色冶金設(shè)計院。路口東約120米為地鐵一號線軍事博物館站，與1號線車站采用通道換乘的方式。軍事博物館站從既有地鐵一號線區(qū)間下穿過，車站形式擬采用中部單層結(jié)構(gòu)、兩端雙層結(jié)構(gòu)的“端進式”車站。新建軍博站與既有區(qū)間平面關(guān)系圖主體結(jié)構(gòu)單層段下穿既有地鐵1號線區(qū)間，新建結(jié)構(gòu)與既有結(jié)構(gòu)間距2m左右。既有區(qū)間結(jié)構(gòu)9號線軍博單層段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況車站結(jié)構(gòu)頂板主要位于卵石層，側(cè)墻和底板主要位于強風(fēng)化～中等風(fēng)化礫巖及泥巖層中。地下潛水位標(biāo)高在41.92m左右。新建軍博站與既有區(qū)間橫剖面關(guān)系圖新建軍博站與既有區(qū)間縱剖面關(guān)系圖過既有線推薦斷面圖下