PBA工法新建暗挖區(qū)間隧道下穿既有線車站二次襯砌施工技術

北京市軌道交通首都機場線西延工程包括北新橋站、東直門站至北新橋站區(qū)間及站后折返線，區(qū)間隧道結構形式分別為M雙連拱斷面和PBA結構斷面。PBA工法區(qū)間范圍為從起點里程至風井起點里程（XK0+000.000~XK0+134.092），線間距5.5~5.69?m，為單層兩跨結構，其中密貼下穿M2線東直門站位置隧頂為平頂直墻結構，長24?m。PBA工法是先施作兩側邊導洞，在邊導洞內(nèi)施作圍護樁梁結構進行中導洞初支扣拱，完成全部初期支護后再進行二襯扣拱，豎向土方清挖后施作底板及側墻完成二次襯砌，形成完整的PBA隧道結構。該PBA區(qū)段（平頂直墻）二襯結構厚1?100?mm（隧頂厚1?300?mm），結構凈空尺寸9.6?m×5.45?m。隧道施工中采取分階段變形指標進行控制，初支及二襯扣拱控制值均為1?mm，多階段累計控制值為3?mm。1、施工難點既有M2線東直門站為明挖放坡開挖施作的車站，基坑邊坡采用1∶0.75放坡，單側回填范圍寬13.5?m，回填區(qū)正上方有東直門立交橋。基于以上原因，初支施工時雖已采用全斷面注漿加固土體，但既有線范圍內(nèi)仍多次出現(xiàn)沉降預警，累計值已逼近超限數(shù)值。由于東直門橋地理環(huán)境極為敏感，施工過程中不得出現(xiàn)任何閃失。因此在下穿段的二次襯砌施工中必須有效解決以下難點問題。（1）因下穿段為零間距密貼下穿，故施工過程中由既有線列車運行產(chǎn)生的高頻率動荷載振動對各施工工序影響較大，對豎向支撐拆除后控制沉降尤為不利。因此在拆撐確定、縱向澆筑倉位劃分、施工順序安排等方面均須重點把控。（2）既有線和新建區(qū)間為垂直穿越關系，開挖橫斷面寬16.1?m，北側還有一條既有線的變形縫，必須保證二襯施工中既有車站結構不出現(xiàn)較大沉降變形，變形縫南北側不出現(xiàn)差異沉降。（3）考慮到下穿隧道斷面跨度較大，故在二襯保護措施方面增加了1?000?t級和200?t級的型鋼格柵+千斤頂豎向支撐體系，該體系在二襯扣拱完成后拆除，而千斤頂將永久保留在結構中，因此須做好千斤頂?shù)闹ы敽捅O(jiān)測、千斤頂位置的防水及細部構造，以防止施工過程中既有結構沉降超限。2、二次襯砌方案2.1重點環(huán)節(jié)概況因下穿段隧頂為平頂直墻斷面形式，考慮模板安裝質量和澆筑效果采用木模板+方木背楞+滿堂腳手架體系。二襯結構設計隧頂厚1?300?mm，側墻及底板厚1?100?mm，采用C40P10防水混凝土。下穿段的施工特殊性在于需要保留設置的型鋼格柵豎向支撐（以及型鋼格柵上方設置的千斤頂）體系，作為豎向臨時支撐，在二襯扣拱施作完成前需支撐保護既有線，并在施工過程中能動態(tài)（加壓）控制對既有線的支頂力。因破拆鋼筋格柵時不能拆除型鋼支撐及千斤頂，導致因此各千斤頂位置的防水及構造鋼筋不能按常規(guī)鋪設安裝。需通過特殊的構造設計，重點把控和施作細部構造。在完成二襯扣拱后，采用微膨脹水泥及時進行二襯背后回填注漿，以確保千斤頂位置的混凝土結構滿足防水要求。2.2型鋼及千斤頂支撐支頂邊導洞內(nèi)冠梁結構完成后，即可將8個1000?t級的千斤頂加壓支頂既有線底板，完成支頂后可直接鎖定。中導洞扣拱完成后，即可在同步監(jiān)測的情況下，對中導洞型鋼格柵上方放置的200?t級頂按設計頂力完成分級頂升，油泵管線可保持原狀，以備施工過程中監(jiān)測數(shù)值出現(xiàn)變化時可動態(tài)地進行再次頂升加壓。型鋼及千斤頂支撐需在完成該倉二襯扣拱并滿足設計強度要求后，方可拆除隧頂面結構以下的外露部分。3、施工過程管控（1）須待既有線停運后方可進行千斤頂支頂，三方聯(lián)動監(jiān)測，結合既有線自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合控制支頂參數(shù)，支頂時應避免對既有線產(chǎn)生影響。（2）分倉破除過程中應重點保護外露的200?t千斤頂及油泵管線，宜預先穿管或采用地埋隔離保護，若既有線沉降數(shù)值出現(xiàn)變化應能及時加壓支頂保護。（3）分倉破除過程中，應拆除型鋼格柵與鋼筋格柵的縱向連接，以防破除及拆除過程中型鋼格柵發(fā)生移位變形。拆除鋼筋格柵支撐后再用連接筋縱向拉結保護型鋼格柵。（4）在豎向千斤頂和型鋼支撐位置的二襯背后回填注漿管應加密埋設。（5）由于隧頂為平頂形式，因此應待相鄰倉完成二襯扣拱澆筑且混凝土達到設計強度后方可拆除外露的型鋼支撐。（6）由于下穿段為時密貼下穿，既有線運營對在施結構影響較大，因此拆除臨時支撐時須嚴格遵守既定的隔倉施工順序并按每倉的縱向長度進行拆除。4、結束語考慮到本工程初期支護結構監(jiān)測控制值已逼近最大控制指標，因此在聯(lián)合設計及第三方監(jiān)測時，分析可能造成既有線沉降變形的環(huán)節(jié)和階段，調(diào)整重點施工順序及工藝，完善重點環(huán)節(jié)的細部構造。優(yōu)化下穿段施工方案并嚴格執(zhí)行，整個下穿段二襯扣拱施工完成后未發(fā)現(xiàn)二襯階段有較明顯的沉降變化，符合設計要求的二襯表面無滲漏水。實踐證明，該流程實施效果良好。在新建下穿段的二襯施工前增加對