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摘要：通过对长春地铁1号线解放大路站PBA初支扣拱导洞开挖面积利用率分析，总结主体暗挖各导洞开挖使用规律，提出控制导洞开挖面积的有效措施，已达到安全施工、减小成本、缩短工期的目的。
关键词：地铁 车站 PBA初支扣拱 导洞开挖面积利用
中图分类号：U231文献标识码： A
Abstract: By Changchun Jiefang Road, Metro Line 1 station PBA primary support pilot tunnel excavation area buckle arch utilization analysis, summarized the main excavation law governing the use of the pilot tunnel excavation is proposed control pilot tunnel excavation area is an effective measure has reached the safe construction, less small cost, shorten the duration purposes.
Key words: SubwayStationPBA buckle arch support earlyPilot tunnel excavation area
0 引言
随着社会经济迅猛发展，城市地面交通日趋拥堵，轨道交通工程规模日益增大。浅埋暗挖工法在城市地铁施工中的应用日显频繁，同时由于地铁施工存在工期紧、任务重等诸多因素影响，施工中对方案进行合理的优化尤为重要。通过不断总结，找出PBA主体导洞开挖利用合理面积，总结分析后续施工机理、提出相应对策，对城市地铁暗挖施工安全及进度具有重大的意义。
1 工程概况
1.1 结构概况
长春市解放大路站位于人民大街与解放大路十字路口交汇处，为地铁1号线和2号线的换乘车站。1号线主体由1号、3号及1号出入口共3个施工竖井担负施工任务，其中2号线暗挖车站主体长206.7米，净宽21.6米，覆土7.5～9.5米，采用 6导洞PBA工法施做。期支护厚350mm，由C2 0喷射混凝土、HPB300Φ6双层钢筋网及HRB335Φ25主筋钢格栅（间距50cm）组成，扣拱导洞施
工工序见图1。
图1PBA主体扣拱导洞施工步序图
1.2 地质及水文情况
根据地勘及现场勘察资料，拱部扣拱地层位于第四系中更新统冲洪积粘性土和砂土，粉质粘土②1层黄褐色，可塑，含少量铁锰氧化物，稍有光泽，干强度及韧性中等，底部呈可偏硬塑；该层层底标高208.93~213.87m。粉质粘土②2层：褐黄色，可偏软塑，局部呈软塑，含少量的氧化铁，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，本层土夹粉土；该层层底标高205.51~209.95m。
1.3 施工情况
2号线扣拱导洞计划于2013年5月1日进行开挖，计划于2013年10月25日完成全部4个导洞全部贯通，计划共计用时177天。具体施工工期及开挖土石方统计见表1、表2。
表1 PBA主体主体扣拱导洞施工工期统计表
表2 导洞开挖及材料统计
2 优化PBA扣拱导洞开挖面积控制分析
根据施工设计图纸要求，并结合现场实际施工情况，总结问题具体如下：
（1） PBA扣拱主体各导洞最大净空高5.609m，属于大断面施工，上下台阶较高，两侧土压力较大，存在安全隐患；
（2） 人工开挖土方较大，工人在现场开挖工程中实际施工難度较大，每天最大进尺1.5m，主体扣拱时搭设支撑系统耗材耗时，每板施工时间为9天，容易影响整体进度；
（3） 在进行主体扣拱时主体扣拱洞室较高，需要打设满堂脚手架进行施工，由于混凝土自重较大，施工时存在安全隐患；
3 断面优化后分析及实施
3.1导洞开挖面积优化
经过多次方案研究与现场实际情况对比，决定将导洞开挖面积合理优化，将导洞净空从设计5.609m调整为2.90m，经现场调查，此标高便于工人洞内施工、后期二衬支架打设及模板安装，临时仰拱采用型钢加网片连接，风道导洞进扣拱导洞长度12m内设置坡度为10°的上坡段，便于车辆行驶。具体施工图见图2。
图2优化后导洞施工图
3.2 施工措施
（1）开挖施工
按照设计图纸工序安排，施作1、2洞室冠梁及3号洞室天梁，然后组织初期支护扣拱施工，首先在1、2洞室内施作初期支护，在初期支护背后回填完毕后再进行4个洞室开挖支护。
1）开挖方法及支护措施
在施作完1、2、3洞室内冠梁及天梁后，施作1、2号洞室初期支护，并进行回填；在开挖中跨施工过程过程中，首先开挖I洞室，采取预留核心土的办法进行施工，核心土按照宽2m，长2m，高1.5m进行预留，掌子面开挖成坡状，保证掌子面的稳定性，在开挖过程中，每循环进尺0.6m，拱部打设超前小导管进行预支护，开挖完毕后立即安装拱部、中隔壁钢格栅及工字钢并进行喷射混凝土，在后续核心土开挖至里程后，再安装临时仰拱工字钢并喷射混凝土施工。在施工过程中，必须做到快速循环，快速成环施工，必要时进行喷射混凝土封闭掌子面。开挖净空按照满足安装二衬模板高度进行控制，为便于后期衬砌破除及拆除后刚才的使用率，支护措施将设计中隔壁及临时仰拱的钢格栅更改为I20工字钢。
2）结构受力分析
根据优化后施工方案，分析中隔壁、临时仰拱及1、2、3洞室边墙受力分析如下图3：
图3各洞室及边墙受力分析图
由于马头门后进主体导洞前期支护不能及时成环，考虑到两侧土压力及结构受力转化影响，在进洞前4m用工25工字钢进行进洞加固，保证进洞时土体积主体结构受力稳定。
3）进度及工程量统计
导洞净空从5.609m调整为2.90m后，开挖面积减小，人工开挖进尺从原来的1.5m/天提高到2.5m/天，加快了施工进度，为以后扣拱施工提供出宝贵时间；并且节约了施工成本。具体施工进度及工程量统计见下表3、表4：
表3PBA主体主体扣拱导洞实际施工工期统计表
表4 导洞开挖及材料统计
（2）主体扣拱施工
开挖完成后扣拱导洞最大净空2.90m，车站二衬扣拱施工选用碗扣式支架和工字钢组合台架支撑（见下图）拼装钢模施工，每板浇筑长度严格按照设计及规范要求6m控制，碗扣式支架最高0.8m，并安装横支撑及剪刀撑。周转性材料使用量减少，并利于支撑安装、拆卸。冠梁及天梁周围薄弱环节需要独立加固并加强模板检查，模板高程由顶托控制。该支撑安全系数大大提升，提高地铁PBA导洞施工现场可操作性及现场施工安全，确保安全质量事故零发生。
拱部衬砌、扣拱支架、侧模支架见图4、图5、图6
图4拱部衬砌结构图
图5 扣拱施工支撑图
图6 冠梁侧模加固图
4 结论
综合以上分析及现场施工应用，通过合理的控制PBA主体导洞开挖断面面积后并严格遵守暗挖“十八字”方针，极大地节约了施工成本，有效的缩短工期，简化扣拱施工支撑系统，方便了周转性材料的使用及倒运，并确保了洞内施工安全。
关键词：地铁 车站 PBA初支扣拱 导洞开挖面积利用
中图分类号：U231文献标识码： A
Abstract: By Changchun Jiefang Road, Metro Line 1 station PBA primary support pilot tunnel excavation area buckle arch utilization analysis, summarized the main excavation law governing the use of the pilot tunnel excavation is proposed control pilot tunnel excavation area is an effective measure has reached the safe construction, less small cost, shorten the duration purposes.
Key words: SubwayStationPBA buckle arch support earlyPilot tunnel excavation area
0 引言
随着社会经济迅猛发展，城市地面交通日趋拥堵，轨道交通工程规模日益增大。浅埋暗挖工法在城市地铁施工中的应用日显频繁，同时由于地铁施工存在工期紧、任务重等诸多因素影响，施工中对方案进行合理的优化尤为重要。通过不断总结，找出PBA主体导洞开挖利用合理面积，总结分析后续施工机理、提出相应对策，对城市地铁暗挖施工安全及进度具有重大的意义。
1 工程概况
1.1 结构概况
长春市解放大路站位于人民大街与解放大路十字路口交汇处，为地铁1号线和2号线的换乘车站。1号线主体由1号、3号及1号出入口共3个施工竖井担负施工任务，其中2号线暗挖车站主体长206.7米，净宽21.6米，覆土7.5～9.5米，采用 6导洞PBA工法施做。期支护厚350mm，由C2 0喷射混凝土、HPB300Φ6双层钢筋网及HRB335Φ25主筋钢格栅（间距50cm）组成，扣拱导洞施
工工序见图1。
图1PBA主体扣拱导洞施工步序图
1.2 地质及水文情况
根据地勘及现场勘察资料，拱部扣拱地层位于第四系中更新统冲洪积粘性土和砂土，粉质粘土②1层黄褐色，可塑，含少量铁锰氧化物，稍有光泽，干强度及韧性中等，底部呈可偏硬塑；该层层底标高208.93~213.87m。粉质粘土②2层：褐黄色，可偏软塑，局部呈软塑，含少量的氧化铁，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，本层土夹粉土；该层层底标高205.51~209.95m。
1.3 施工情况
2号线扣拱导洞计划于2013年5月1日进行开挖，计划于2013年10月25日完成全部4个导洞全部贯通，计划共计用时177天。具体施工工期及开挖土石方统计见表1、表2。
表1 PBA主体主体扣拱导洞施工工期统计表
表2 导洞开挖及材料统计
2 优化PBA扣拱导洞开挖面积控制分析
根据施工设计图纸要求，并结合现场实际施工情况，总结问题具体如下：
（1） PBA扣拱主体各导洞最大净空高5.609m，属于大断面施工，上下台阶较高，两侧土压力较大，存在安全隐患；
（2） 人工开挖土方较大，工人在现场开挖工程中实际施工難度较大，每天最大进尺1.5m，主体扣拱时搭设支撑系统耗材耗时，每板施工时间为9天，容易影响整体进度；
（3） 在进行主体扣拱时主体扣拱洞室较高，需要打设满堂脚手架进行施工，由于混凝土自重较大，施工时存在安全隐患；
3 断面优化后分析及实施
3.1导洞开挖面积优化
经过多次方案研究与现场实际情况对比，决定将导洞开挖面积合理优化，将导洞净空从设计5.609m调整为2.90m，经现场调查，此标高便于工人洞内施工、后期二衬支架打设及模板安装，临时仰拱采用型钢加网片连接，风道导洞进扣拱导洞长度12m内设置坡度为10°的上坡段，便于车辆行驶。具体施工图见图2。
图2优化后导洞施工图
3.2 施工措施
（1）开挖施工
按照设计图纸工序安排，施作1、2洞室冠梁及3号洞室天梁，然后组织初期支护扣拱施工，首先在1、2洞室内施作初期支护，在初期支护背后回填完毕后再进行4个洞室开挖支护。
1）开挖方法及支护措施
在施作完1、2、3洞室内冠梁及天梁后，施作1、2号洞室初期支护，并进行回填；在开挖中跨施工过程过程中，首先开挖I洞室，采取预留核心土的办法进行施工，核心土按照宽2m，长2m，高1.5m进行预留，掌子面开挖成坡状，保证掌子面的稳定性，在开挖过程中，每循环进尺0.6m，拱部打设超前小导管进行预支护，开挖完毕后立即安装拱部、中隔壁钢格栅及工字钢并进行喷射混凝土，在后续核心土开挖至里程后，再安装临时仰拱工字钢并喷射混凝土施工。在施工过程中，必须做到快速循环，快速成环施工，必要时进行喷射混凝土封闭掌子面。开挖净空按照满足安装二衬模板高度进行控制，为便于后期衬砌破除及拆除后刚才的使用率，支护措施将设计中隔壁及临时仰拱的钢格栅更改为I20工字钢。
2）结构受力分析
根据优化后施工方案，分析中隔壁、临时仰拱及1、2、3洞室边墙受力分析如下图3：
图3各洞室及边墙受力分析图
由于马头门后进主体导洞前期支护不能及时成环，考虑到两侧土压力及结构受力转化影响，在进洞前4m用工25工字钢进行进洞加固，保证进洞时土体积主体结构受力稳定。
3）进度及工程量统计
导洞净空从5.609m调整为2.90m后，开挖面积减小，人工开挖进尺从原来的1.5m/天提高到2.5m/天，加快了施工进度，为以后扣拱施工提供出宝贵时间；并且节约了施工成本。具体施工进度及工程量统计见下表3、表4：
表3PBA主体主体扣拱导洞实际施工工期统计表
表4 导洞开挖及材料统计
（2）主体扣拱施工
开挖完成后扣拱导洞最大净空2.90m，车站二衬扣拱施工选用碗扣式支架和工字钢组合台架支撑（见下图）拼装钢模施工，每板浇筑长度严格按照设计及规范要求6m控制，碗扣式支架最高0.8m，并安装横支撑及剪刀撑。周转性材料使用量减少，并利于支撑安装、拆卸。冠梁及天梁周围薄弱环节需要独立加固并加强模板检查，模板高程由顶托控制。该支撑安全系数大大提升，提高地铁PBA导洞施工现场可操作性及现场施工安全，确保安全质量事故零发生。
拱部衬砌、扣拱支架、侧模支架见图4、图5、图6
图4拱部衬砌结构图
图5 扣拱施工支撑图
图6 冠梁侧模加固图
4 结论
综合以上分析及现场施工应用，通过合理的控制PBA主体导洞开挖断面面积后并严格遵守暗挖“十八字”方针，极大地节约了施工成本，有效的缩短工期，简化扣拱施工支撑系统，方便了周转性材料的使用及倒运，并确保了洞内施工安全。