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(shù)

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(jié)構(gòu)形式分別為M雙連拱斷面和PBA結(jié)構(gòu)斷面。PBA工法區(qū)間范圍為從起點里程至風(fēng)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(jié)構(gòu)，其中密貼下穿M2線東直門站位置隧頂為平頂直墻結(jié)構(gòu)，長24?m。PBA工法是先施作兩側(cè)邊導(dǎo)洞，在邊導(dǎo)洞內(nèi)施作圍護(hù)樁梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行中導(dǎo)洞初支扣拱，完成全部初期支護(hù)后再進(jìn)行二襯扣拱，豎向土方清挖后施作底板及側(cè)墻完成二次襯砌，形成完整的PBA隧道結(jié)構(gòu)。該PBA區(qū)段（平頂直墻）二襯結(jié)構(gòu)厚1?100?mm（隧頂厚1?300?mm），結(jié)構(gòu)凈空尺寸9.6?m×5.45?m。隧道施工中采取分階段變形指標(biāo)進(jìn)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(cè)回填范圍寬13.5?m，回填區(qū)正上方有東直門立交橋?；谝陨显?，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(yù)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(guān)系，開挖橫斷面寬16.1?m，北側(cè)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(jié)構(gòu)不出現(xiàn)較大沉降變形，變形縫南北側(cè)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(hù)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(jié)構(gòu)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(xì)部構(gòu)造，以防止施工過程中既有結(jié)構(gòu)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(zhì)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(jié)構(gòu)設(shè)計隧頂厚1?300?mm，側(cè)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(shè)置的型鋼格柵豎向支撐（以及型鋼格柵上方設(shè)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(hù)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(dǎo)致因此各千斤頂位置的防水及構(gòu)造鋼筋不能按常規(guī)鋪設(shè)安裝。需通過特殊的構(gòu)造設(shè)計，重點把控和施作細(xì)部構(gòu)造。在完成二襯扣拱后，采用微膨脹水泥及時進(jìn)行二襯背后回填注漿，以確保千斤頂位置的混凝土結(jié)構(gòu)滿足防水要求。2.2型鋼及千斤頂支撐支頂邊導(dǎo)洞內(nèi)冠梁結(jié)構(gòu)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(dǎo)洞扣拱完成后，即可在同步監(jiān)測的情況下，對中導(dǎo)洞型鋼格柵上方放置的200?t級頂按設(shè)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(jìn)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(shè)計強度要求后，方可拆除隧頂面結(jié)構(gòu)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(jìn)行千斤頂支頂，三方聯(lián)動監(jiān)測，結(jié)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(yīng)避免對既有線產(chǎn)生影響。（2）分倉破除過程中應(yīng)重點保護(hù)外露的200?t千斤頂及油泵管線，宜預(yù)先穿管或采用地埋隔離保護(hù)，若既有線沉降數(shù)值出現(xiàn)變化應(yīng)能及時加壓支頂保護(hù)。（3）分倉破除過程中，應(yīng)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(jié)保護(hù)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(yīng)加密埋設(shè)。（5）由于隧頂為平頂形式，因此應(yīng)待相鄰倉完成二襯扣拱澆筑且混凝土達(dá)到設(shè)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(jié)構(gòu)影響較大，因此拆除臨時支撐時須嚴(yán)格遵守既定的隔倉施工順序并按每倉的縱向長度進(jìn)行拆除。4、結(jié)束語考慮到本工程初期支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測控制值已逼近最大控制指標(biāo)，因此在聯(lián)合設(shè)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(xì)部構(gòu)造。優(yōu)化下穿段施工方案并嚴(yán)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(shè)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