谈桥梁转体施工工艺与关键技术正式版

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谈桥梁转体施工工艺与关键技术谈桥梁转体施工工艺与关键技术正式版(正式版方案资料，可直接使用，可编辑，推荐下载）摘要：桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作(浇注或拼接）成形后，通过转体就位的一种施工方法。它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。根据桥梁结构的转动方向，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法(简称竖转法和平转法）以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多。本文论述了桥梁施工工艺的特点、工艺流程及施工方法，认为此工艺为东北地区填补了桥梁转体施工的空白。0引言随着科学技术的不断发展，桥梁无支架施工不断出现新工艺，转体施工就是其中的一种。桥梁转体施工适用跨越深谷急流、难以吊装的特殊河道,具有节省吊装费用，安全、可靠、整体性好等特点。1桥梁转体施工工艺的工作原理所谓桥梁转体施工工艺的工作原理，就像挖掘机铲臂随意旋转一样，在桥台(单孔桥）或桥墩（多孔桥）上分别预制一个转动轴心，以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分,上部整体旋转，下部为固定墩台、基础,这样可根据现场实际情况,上部构造可在路堤上或河岸上预制，旋转角度也可根据地形随意旋转。2桥梁转体施工工艺的特点2。1桥梁转体施工工艺适用于跨径较大的单孔或多孔钢筋混凝土桥梁施工.尤其适用于跨越深谷、水深流急和公铁立交、风景胜地、自然保护区等施工受限制的现场。2.2由于桥梁转体施工是靠结构自身旋转就位，不用吊装设备,并可节省大量支架木材或钢材.2.3采用混凝土轴心转体施工，转体工艺简便易行，转体重量全部由桥墩(或桥台）球面混凝土轴心承受,承载力大，转动安全、平衡、可靠。2.4可将半孔上部结构整体预制，结构整体性强，稳定性好，更能体现结构的力学性能的合理性。2.5施工工艺和所用施工机械简单,转体时仅需两盘绞磨、几组滑轮即可使上部结构在短时间内转体就位,简便易行,易于掌握，便于推广。3转体施工法的关键技术转体施工法的关键技术问题是转动设备与转动能力，施工过程中的结构稳定和强度保证，结构的合拢与体系的转换.3.1竖转法竖转法主要用于肋拱桥，拱肋通常在低位浇筑或拼装,然后向上拉升达到设计位置，再合拢。竖转体系一般由牵引系统、索塔、拉索组成。竖转的拉索索力在脱架时最大，因为此时拉索的水平角最小，产生的竖向分力也最小,而且拱肋要实现从多跨支承到铰支承和扣点处索支承的过渡，脱架时要完成结构自身的变形与受力的转化。为使竖转脱架顺利，有时需在提升索点安置助升千斤顶。竖转施工方案设计时，要合理安排竖转体系。索塔高、支架高（拼装位置高），则水平交角也大，脱架提升力也相对小，但索塔、拼装支架受力（特别是受压稳定问题)也大，材料用量也多；反之亦然。在竖转过程中，主要要考虑索塔的受力和拱肋的受力，尤其是风力的作用。在施工工艺上,竖转铰的构造与安装精度，索鞍与牵转动力装置，索塔和锚固系统是保证竖转质量、转动顺利和安全的关键所在。国内的拱桥基本上为无铰拱，竖转铰是施工临时构造，所以，竖转铰的结构与精度应综合考虑满足施工要求和降低造价。跨径较小时，可采用插销式，跨径较大时可采用滚轴.拉索的牵引系统当跨径较小时，可采用卷扬机牵引；跨径较大，要求牵引力较大，牵引索也较多时，则应采用千斤顶液压同步系统。3.2平转法平转法的转动体系主要有转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统。转动支承系统是平转法施工的关键设备,由上转盘和下转盘构成。上转盘支承转动结构，下转盘与基础相联。通过上转盘相对于下转盘转动,达到转体目的。转动支承系统必须兼顾转体、承重及平衡等多种功能。按转动支承时的平衡条件，转动支承可分为磨心支承、撑脚支承和磨心与撑脚共同支承三种类型。磨心支承由中心撑压面承受全部转动重量，通常在磨心插有定位转轴。为了保证安全,通常在支承转盘周围设有支重轮或支撑脚正常转动时,支重轮或承重脚不与滑道面接触,一旦有倾覆倾向则起支承作用。在已转体施工的桥梁中,一般要求此间隙从2～20mm，间隙越小对滑道面的高差要求越高。磨心支承有钢结构和钢筋混凝土结构。在我国以采用钢筋混凝土结构为主。上下转盘弧形接触面的混凝土均应打磨光滑，再涂以二硫化铜或黄油四氟粉等润滑剂,以减小摩擦系数(一般在0.03~0。06之间）.撑脚支撑形式下转盘为一环道，上转盘的撑脚有4个或4个以上,以保持平转时的稳定.转动过程支撑范围大,抗倾稳定性能好，但阻力力矩也随之增大,而且环道与撑脚的施工精度要求较高,撑脚形式有采用滚轮，也有采用柱脚的。滚轮平转时为滚动摩擦，摩阻力小,但加工困难，而且常因加工精度不够或变形使滚轮不滚.采用柱脚平转时为滑动摩擦，通常用不锈钢板加四氟板再涂黄油等润滑剂，其加工精度比滚轮容易保证,通过精心施工,已有较多成功的例子。第三类支承为磨心与撑脚共同支承。大里营立交桥采用一个撑脚与磨心共同作用的转动体系，在撑脚与磨心连线的垂直方向设有保护撑脚。如果撑脚多于一个，则支承点多于2个，上转盘类似于超静定结构，在施工工艺上保证各支撑点受力基本符合设计要求比较困难。水平转体施工中,能否转动是一个很关键的技术问题.一般情况下可把启动摩擦系数设在0。06～0.08之问，有时为保证有足够的启动力，按0.1配置启动力。因此减小摩阻力，提高转动力矩是保证平转顺利实施的两个关键.转动力通常安排在上转盘的外侧，以获得较大的力臂。转动力可以是推力，也可以是拉力.推力由千斤顶施加，但千斤顶行程短，转动过程中千斤顶安装的工作量又很大,为保证平转过程的连续性，所以单独采用千斤顶顶推平转的较少。转动力通常为拉力，转动重量小时，采用卷扬机，转体重量大时采用牵引千斤顶,有时还辅以助推千斤顶，用于克服启动时静摩阻力与动摩阻力之间的增量。平转过程中的平衡问题也是一个关键问题.对于斜拉桥、T构桥以及带悬臂的中承式拱桥等上部恒载在墩轴线方向基本对称的结构,一般以桥墩轴心为转动中心，为使重心降低,通常将转盘设于墩底.对于单跨拱桥、斜腿刚构等，平转施工分为有平衡重与无平衡重转体两种。有平衡重时，上部结构与桥台一起作为转体结构，上部结构悬臂长，重量轻，桥台则相反,在设置转轴中心时,尽可能远离上部结构方向，以求得平衡，如果还不平衡，则需在台后加平衡重；无平衡重转体,只转动上部结构部分，利用背索平衡，使结构转体过程中被转体部分始终为索和转铰处两点支承的简支结构.3。3转体施工受力转体施工的受力分析目的是保证结构的平衡，以防倾覆;保证受力在容许值内，以防结构破坏；保证锚固体系的可靠性。转体过程历时较短，少则几十分钟，最多不超过一天，所以主要考虑施工荷载.在大风地区按常见的风力考虑,通常不考虑地震荷载和台风影响,这主要从工期选择来保证.此外,转体结构的变形控制、合拢构造与体系转换也是转体施工应考虑的重要问题。桥梁转体施工是近年出现的一种新工艺，最适宜在跨越深谷、急流及公铁立交情况下采用,通过有平衡重和无平衡重两桥试验结果分析。桥梁转体施工工艺，无论从技术上和经济上都是可行的和经济的,特殊桥位处采用此工艺最好.复杂条件下地铁车站施工关键技术浅议摘要：基于多项城市轨道交通工程地铁车站施工项目的研究，总结了地铁车站明挖法施工涉及的几项关键技术,并对这些施工技术进行了分析、归纳。关键词：城市轨道交通地铁车站施工明挖法基坑降水土方开挖防水关键技术地铁车站施工面临着复杂的施工条件，为顺利完成施工任务,研究并掌握复杂条件下地铁车站施工技术尤为重要。本文主要针对“明挖顺做法”地铁车站涉及的深基坑降水技术、基坑土方开挖技术、防水施工技术进行研究.1地铁车站复杂施工条件地铁车站施工面临的复杂条件体现在：地铁车站一般建设在城市地带，人口密集，施工场地狭窄；施工占用并挖掘城市道路，施工与交通相互影响，为保证交通,需要交通疏解，但施工围挡、占道时间严格限制；地质条件、周围环境复杂，施工场地地下管线密集，周边建构筑物多，施工在确保地下管线、建构筑物安全的条件下进行；地铁工程设计使用年限为100年，对施工质量要求严格。2深基坑降水技术明挖法地铁车站,基坑开挖深度超过地下水位时，必须进行基坑降水。2。1基坑降水作用基坑降水的作用体现在:疏干基坑开挖范围土体中的地下水,保持水位在基底以下0。5~1。5m，确保地铁车站施工无水作业；降低基坑开挖范围土体中的水位，提高基坑被动侧土体强度,减少坑底隆起和围护结构的变形量，控制坑外地表沉降，确保降水不影响邻近建筑物及地下管线正常使用;提高开挖过程中土体及基坑的稳定性，防止流沙、土层纵向滑移等不良地质作用的发生,保证基坑稳定；降低承压含水层水头高度，降低动水压力，防止基坑底部隆起及地下水突涌,确保基坑稳定性。2。2降水不当的风险分析承压水处置不当将造成基坑安全风险，引起周边环境破坏.基坑安全方面的风险体现在：坑底隆起，严重时发生基坑突涌,围护结构抬升，围护结构侧壁渗流等工程风险.周边环境破坏体现在：地面塌陷，建筑构筑物破坏，管线破坏，道路破坏等风险后果.2.3基坑降水方法依据水文地质情况,潜水采用疏干方法进行，承压水采用减压降水方法。降水方法有：集水明排,轻型井点及多级轻型井点，喷射井点,电渗井点，管（深）井井点等。地铁车站施工多采用基坑内、外设管井井点的方案，并配合“按需降水"等控制措施。2。4基坑降水设计降水、减压结合开挖阶段提前进行，并控制降水、减压量，做到分层降水、按需降水和动态调整。2。4。1疏干井设计布置原则按照单井降水面积经验值，结合拟建场区土层特征、基坑形状及尺寸确定。均匀布置在不影响工程处,避开加固区域及支撑，避免布置在主体梁、桩、格构柱，主要施工运输通道.交替分布,方便地下水汇集，确保主疏干效果。井数通过面积控制法以公式计算，井数=基坑面积/单井降水面积；井深按照综合分析法确定，根据基坑开挖深度，结合开挖范围内土层性质确定.基坑疏干性涌水量估算,公式：总涌水量=根据勘察资料集合土层性质确定的系数×基坑面积×疏干含水层厚度。日抽水量计算,公式:平均日涌量=平均日单井涌水量×抽水井个数。抽水天数计算，公式：抽水天数=基坑疏干性涌水量/平均日涌量。2。4.2减压降水设计根据开挖深度、水文条件及土层渗透参数进行基坑突涌可能性评价，突涌评价按照最不利原则采用安全系数法进行，当基坑底板至承压含水层顶板间的土压力大于等于安全系数下承压水的顶托力，基坑是稳定的，否则便有突涌可能，存在突涌可能时布置减压井。减压井按照以下原则进行布置：间距、深度、孔径依据水文地质条件、总涌水量、单井降水能力计算结果结合工程经验确定；布置位置以不影响基坑开挖为原则;尽可能减小降水对周围环境的影响.2。5降水应急保障预案设置一定数量的减压、回灌井，发生突涌、过量沉降等危害时采取坑外减压、回灌等应急措施。为稳定和抬高局部因工程降水而引起的地下水位降低，防止地下水位持续下降造成地面沉降，适时进行地下水回灌.当开挖深度达到减压井启动深度后，根据减压井抽水量及观测井内承压水位监测值，确定开启的减压井数量、抽水速率，控制承压水水位，控制减压降水对环境的影响。2。6降水监测施工过程中,对地下水的水位、水量、水质、水温及流速流向等，在降低地下水位，疏干基坑涌水以及采取的基坑支护、回灌等工程措施下，随时间变化监测，以保障基坑开挖施工顺利进行和保护周围环境不受影响。在基坑内外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水运行。地下水位监测与地面沉降变形监测做到相互配合。3基坑土方开挖技术3.1技术特点基坑土方开挖是车站施工中风险最大的分项工程，包括降水、开挖、支撑、结构和监测等多道工序作业，相互干扰大，协调难度大，且持续时间长。3.2施工技术地铁车站基坑土方开挖，运用“时空效应"理论，按照“分段、分层、分块、对称、平衡、限时”施工要点，遵循“竖向分层、纵向分段、横向分块，随挖随撑”施工原则,按照车站混凝土结构施工缝等分段实施。执行“地墙接缝探挖"制度，先掏槽开挖地墙接缝位置到开挖面以下2～3米深度，无漏砂、漏水现象方可继续开挖；基坑宽度大于20m时,预留地墙边土堤护壁，先掏槽开挖基坑中间的土方，利用预留土堤抑制因开挖卸载而引起的基坑变形,最后挖除预留土堤。做到支撑及时安装，并施加预应力,及时施作钢支撑及临时格构柱,自开始开挖至支撑安装完毕的时间控制在24小时内。基坑开挖到基底标高，及时封闭垫层混凝土,浇筑底板混凝土。执行“开挖任务单”和“碰头会”制度，加强开挖与支撑的协调管理，保证各工序协调作业,从而达到快速、及时，减少无支撑暴露时间，控制基坑变形。4防水施工技术4.1技术特点防水施工质量，对于保证地铁地下车站投入运营后，运行安全、设施安全至关重要。车站主体结构、出入口通道及机电设备集中部位，防水等级为一级，结构不允许渗水且表面无湿渍。4.2施工技术遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理"的原则，以保证车站混凝土结构自防水施工质量为根本,施工缝、后浇带、变形缝、诱导缝等接缝防水为质量控制重点。防水施工质量通过围护结构,接头防水，主体混凝土自防水，主体结构外防水及施工缝、变形缝,结构接口部位防水等各环节的防水质量综合体现,必须加强施工全过程控制，确保工序质量.预铺反粘防水技术，可有效解决底板防水层和外放内贴法施工工艺的外墙防水层的蹿水问题。遇水膨胀止水胶是一种遇水膨胀的聚氨酯类无定型膏状体，具有对不同基面的适应性，适用于密封结构接缝和管、线周围的防渗漏，可解决施工缝、后浇带、变形缝、穿墙管、立柱等车站重点部位防水问题。5结语未来的城市轨道交通建设，将更加注重绿色施工技术的应用，如“基坑施工封闭降水技术”，该技术在基坑四周采用增加渗透系数较小的封闭结构，有效阻止地下水向基坑内部渗透，只抽取开挖范围内少量地下水，能减少工程施工对地下水的开采和污染，必将在未来的地铁车站施工中得到推广。[1]地铁设计规范.GB50157-2013.中国建筑工业出版社［2］地下铁道工程施工及验收规范。GB50299―1999(2003年版)。中国计划出版社[3]建设部综合勘察研究设计院.建筑与市政降水工程技术规范。中国建筑工业出版社[4]本书编委会。建筑业10项新技术(2010)应用。中国建筑工业出版社地下工程PBA工法施工原理、关键技术及工程实例李青09040514徐可09040519(北京工业大学建筑工程学院,北京100124)摘要:随着城市现代化步伐的加快地面交通压力日趋明显拓展地下空间修建地铁从而缓解地面交通压成为大中型城市的必要选择，本文通过探讨地铁施工中PBA工法施工原理及关键技术,介绍了PBA工法的基本概念、所属范畴、优缺点、适用范围,并结合沈阳地铁一、二号线换乘站青年大街站工程实例，阐述PBA的施工方法。关键词：PBA工法；地铁车站;洞桩法；暗挖法；扣拱；施工技术；浅埋暗挖0引言

随着我国城市轨道交通事业的蓬勃发展，地下铁道建设进入了空前繁荣的时期。地铁车站的施工受到地质条件地面交通地下管线及建(构）筑物工期等多方面条件的影响，暗挖车站由于具有不影响交通无管线改移等优势，在国内外地铁车站建设中得到了越来越广泛的应用。由于车站结构断面形式复杂断面尺寸较大地表沉降要求严格，因而在实际的暗挖工法选取以及施工过程中出现了非常多的问题。PBA工法（也称洞桩法）是近年来在地铁车站施工中新出现的暗挖工法，该工法综合了暗挖明挖和盖挖法的优势，以结构受力明确,工序转换少,控制地表沉降好等优点，得到了广泛认可和推广。本文结合工程实例，从暗挖工法的选取工法的特点及相关措施等方面对PBA工法进行了一定的技术探讨,以期为今后的工程提供指导。1PBA工法的物理意义P－桩（pile）、B－梁（beam)、A－拱（arc），即由边桩、中桩（柱）、顶底梁、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。2PBA工法概述该工法实际上是将盖挖法施工的桩、梁、柱等转入地下进行,构成一个桩、梁、拱支撑框架体系,共同承受施工过程中的外部荷载，它是盖挖法、浅埋暗挖法和传统的框架形式的有机结合.在分类上，PBA工法可与全断面法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、CD工法、CRD工法、侧洞法、中洞法等施工方法平行，归入浅埋暗挖法范畴。PBA工法有顺作法和逆作法之分。PBA顺作法，即利用小导洞施工钻孔围护桩及中柱,再建立起桩、梁、柱支撑体系,然后扣拱，在顶拱的保护下由上而下逐层开挖土方，按设计部位架设钢支撑至设计标高,再由下而上修筑内部主体结构.PBA逆作法，即在建立起桩、梁、柱支撑体系并扣拱后,在拱、桩、柱支护结构下逐层向下开挖土体,边开挖边自上而下施作内部结构。3PBA工法施工原理工法原理：PBA工法即洞桩法.其原理就是将明挖框架结构施工方法和暗挖法进行有机结合，核心思想是在施过程中,首先开挖小导洞并在导洞里面施做钻孔桩，施工两排桩之间的拱顶结构，然后在拱顶和排桩的保护下进行洞室开挖的施工模式。即地面不具备施工基坑围护结构条件时，先施工小导洞，然后在导洞内施工围护边桩、中柱、底梁和顶梁，梁柱完成后,再施工拱顶结构,形成类似传统框架结构的桩、梁、拱支撑体系,承受施工过程的外部荷载；然后在顶拱和边桩的保护下，逐层向下开挖(必要时设预加力横向支撑）,施工内部结构，最终形成由外层边桩及顶拱初期支护和内层，二次衬砌组合而成的永久承载体系。4PBA工法施工步骤施工总原则是少分块、快封闭,尽量减少荷载转换次数和地层被扰动的次数。导洞掘进和主拱施工遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”及“先护后挖，及时支撑”的原则。从竖井进入两侧导洞施工，导洞贯通后施作灌注桩。适时凿除桩头后施作桩顶钢筋混凝土纵梁。以此在导洞内施作主体结构拱边段，回填支护后背与导洞初期支护之间空间。以注浆小导管加固拱部地层，开挖上部土体，施作车站主体上部初期支护（以下简称主拱),并与两侧拱边段联成整体。在主拱的保护下开挖土体并施作中板和上部拱墙二次衬砌结构。分层实施下部开挖，分层架设横撑和实施桩间初期支护，然后进行下部主体结构施作.施工步序如图。具体做法如下：第1步：超前注浆小导管加固地层，先开挖近桥桩侧导洞,导洞台阶法施工，格栅喷混凝土支护.第2步：导洞开挖支护完成后,用特制和改进的钻机由内向外跳孔施工钻孔桩(桩径Φ800mm、Φ1000mm，间距1.2m、1.5m），导管法灌注水下混凝土，凿除桩头后，施作桩顶纵梁。第3步：在导洞内施作主拱格栅钢架拱脚（即拱边段),与导洞格栅钢架预留接头相连。图1洞桩法施工步序图第4步：浇筑拱边段后再进行背后回填.第5步:超前注浆小导管加固地层后弧形导坑法开挖导洞间的拱部土体、施作初期支护,必要时设置临时竖撑。第6步:拆除临时竖撑后向下开挖至中板下一定距离，拆除永久结构断面内导洞格栅钢架，拆除长度应根据监控量测严格控制。图2洞桩法施工步序图第7步：依次施作拱墙部防水层、中板底模、中板浇筑、拱墙浇筑，预留边墙钢筋和防水层.第8步：向下开挖至钢管撑标高下0。5m，桩间喷射50mm厚C20混凝土找平，必要时进行桩间注浆加固，架设腰梁及钢管撑。第9步：继续下挖至基底标高，桩间喷混凝土,施作底板垫层。图3洞桩法施工步序图第10步:铺设底板防水层及其保护层，浇筑底板及部分边墙，边墙水平施工缝应高出底板面1．5m以上。第11步：待底板达到设计强度。70％以上,跳拆横撑及腰梁，铺侧墙防水层，浇筑侧墙混凝土与上层边墙相接.第12步：施作站台板等车站内部结构，车站土建施工完成。图4洞桩法施工步序图5PBA工法主要施工方法和技术保证措施5。1
降水施工PBA工法施工时,保证无水作业是工程施工中的关键控制点。由于受地面条件及车站布局等影响，采用基坑外管井降水，车站交叉节点部位是降水的薄弱环节，为保证工程顺利施工,采用了在基坑外适当位置增设深井降水的措施,另外,也可根据降水情况在必要时增加洞内轻型井点辅助降水.5。2
地下管线保护由于存在雨、污水地下管线，管线年久失修，管线渗漏具有不确定性，存在局部坍塌和管线断裂的潜在风险。因此对地下管线采取了地面措施和洞内措施两种针对性的措施保证安全:（1)地面措施。地面上通过地面注浆保护、管线导流和对管线进行防水处理,降低风险。（2）洞内措施。洞内通过针对性的辅助技术措施（超前预探、超前支护、掌子面及抑拱注浆加固、回填注浆、径向跟踪注浆、洞内监测等）防止坍塌、控制沉降，确保管线、周边建筑物及地面交通安全。5.3
小导洞施工采用PBA工法施工一般小导洞数量较多,在如此多的小导洞工况下施工，必然存在较为明显的群洞效应，在粉细砂层中较容易出现坍塌现象。为了控制地表沉降、严防坍塌,在导洞施工时，必须严格遵循管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测的浅埋暗挖十八字方针,根据时空效应理论合理组织导洞开挖顺序及步距,减小群洞效应,将地表沉降控制在允许范围以内(一般为30mm,应根据车站、区间、周围环境等具体情况的不同而定)。5.4
洞内灌注桩施工根据施工现场条件的不同，PBA工法洞内灌注桩一般采用机械成孔灌注桩或人工挖孔灌注桩，当采用人工挖孔桩施工时，应做好孔内通风、孔口防护等安全防护工作。在导洞内施工灌注桩，最显著的特征是操作空间狭小,钢筋笼长度受到限制,一般采用多节钢筋笼、机械连接的处理方式,采用机械成孔时，一般只能采用改装的冲抓钻机或小型循环钻机。为防止塌孔和保证成孔质量，灌注桩施工应采用跳桩法施工。5。5
钢管柱施工钢管混凝土柱作为PBA工法车站的核心承载结构之一,其受力因施工进展中存在的中柱与边桩的不均匀沉降、柱的偶然偏心等原因而经常变化，且由于导洞净空限制，钢管柱需分节，从而节点数较多,因此对钢管柱连接节点的质量需要严格控制，主要包括控制好以下三类连接节点的质量:钢管柱与拱部天梁的连接节点、钢管柱与地梁的连接节点、钢管柱各节间的连接节点。5.6
扣拱施工扣拱是PBA工法中最为关键的施工环节，主要分为初期支护扣拱施工和二次衬砌扣拱施工两个过程。由于扣拱跨度一般较大，扣拱时存在较大的安全风险,为了保证扣拱质量,降低安全风险,扣拱时必须做好以下几项工作。（1)初期支护扣拱时开挖断面大,在开挖过程中要依靠预支护技术来维持拱顶周围土体的暂时稳定，要在开挖结束后才能施作拱顶初期支护,因此预支护技术此时显得尤为重要,需采用大管棚、小导管、锁脚锚管、回填注浆等一系列有效措施控制拱部开挖阶段的地层沉降。(2)根据地层情况、开挖跨度等的不同,需采取不同的土方开挖方法,选用适宜的注浆材料.(3）扣拱开挖完成后,要及时、快速施做扣拱衬砌，使结构尽早封闭成环。（4）PBA工法扣拱施工时，由于拱跨度不同、顶拱周边土体开挖、工序转换时差等因素的影响必然在顶拱形成前后存在不同程度的水平推力不平衡现象，因此在顶拱形成前后均要考虑此水平推力不平衡问题。小导洞破除混凝土前,在小导洞与顶纵梁之间加设临时支撑,顶纵梁设钢拉杆,可以有效平衡该水平推力.5。7
结构防水结构防水遵循以防为主、刚柔相济、多道防线、因地制宜、综合治理的原则，地铁暗挖结构施工一般采用以钢筋混凝土结构自防水为主，并辅以柔性防水层的防水体系,多道防线并重，施工缝、变形缝等接缝应作为防水处理的重点。因为PBA工法施工时,顶纵梁上拱部交接位置恰好处于拱顶U形槽的最低处，是防水的薄弱环节，该处极易形成渗水通道,影响防水效果。为了达到地铁新规范规定地铁的主体结构工程，设计使用年限为100年的要求，除了严格做好施工缝、变形缝等薄弱位置的防水工作外,还要做好混凝土结构自防水工作。因为柔性防水层使用年限较短，在施工中采取措施尽量减少混凝土温度裂缝、塑性收缩裂缝及干缩裂缝，充分发挥混凝土的自防水作用,是保证主体结构耐久性、满足地铁正常使用极限状态的必然要求。5.8
监控量测与动态设计地下结构周围土层软弱，复杂多变,现场实际的应力和变形情况各不相同,而土压力多采用经典的理论公式，与现场情况难免存有一定差异，因此地下工程设计具有一种预设计的性质，实际上需要在施工过程中根据工程实际情况不断地优化、完善。而监控量测能够提供现场实际的应力和应变情况,给工程设计人员提供参考数据,有助于达到工程动态设计的要求。同时，地下工程的支护结构和周围土体发生破坏之前通常有大的位移、变形、受力异常等，监测数据和成果可以为工程管理和技术人员判断施工过程中的安全性提供依据,必要时采取针对性措施,从而达到信息化施工的目的。因此,做好工程的监控量测工作至关重要,既可以为优化、完善设计提供依据,也可以为工程施工质量和安全提供动态信息指导。监测时要根据工程地质、水文地质、周边环境、支护结构的形式、施工方法等确定现场需监测的内容。PBA工法暗挖施工监控量测的主要内容有:(1）地下水位监测；（2）地质及支护观察；(3)地表沉降监测;（4)周边建筑物沉降及倾斜;（5）地下管线监测;（6）拱顶下沉及净空收敛监测;（7）钢管柱下沉监测;(8）土体水平位移和桩体位移监测;（9)钢管柱受力监测;(10)结构应力监测;(11）围岩压力监测；(12)钢支撑轴力监测；(13)基底回弹监测.若周边建筑多,地下管线密集,采用PBA工法施工时开挖跨度大、工序多,应力转换频繁,因此对结构自身的安全监测、施工时对周边建筑物和地下管线影响的监测是监测工作的重点。6PBA工法工程实例及施工过程关键控制点1、工程概况设计简介沈阳地铁一号线沈阳站站位于沈阳火车站站前广场下胜利北街与中华路交口处，车站沿中华路布置，基本呈东西走向，全长190。60米，覆土深度6米,本站为明、暗挖结合双层岛式车站，站台宽度为12。0米.车站暗挖段里程起讫里程为DK12+007.85～DK12+150.85，结构长143。0米,采用双柱三跨地下两层拱顶直墙框架结构,结构暗挖标准段总宽度20.7米，车站东端设置盾构接收井，该部位的结构总宽度为24.5车站明挖结构长47。6米，采用地下四层框架结构暗挖段采用PBA工法逆作施工。水文地质条件水文条件为富水砂层，渗透系数70—140m/d。水位埋深5.90—12。30米，站体施工范围内存在潜水、承压水，二者水位埋深基本相同，结构大部分位于潜水层、承压水层,二层水对站体地下施工均造成影响。车站通过主要地层从上至下为：杂填土、粉质粘土层中粗砂层、砾砂层、圆砾层，基底位于花岗岩砂砾岩组成的圆砾层。周边环境状况站位所处的中华路和胜利大街为主要交通干道，附近有25条公交线路,车流量大,交通繁忙需要保护的古建筑：南侧为4层沈铁大旅社,北侧为3层沈阳饭店，距主体结构约5米,均为砖混结构，西侧为沈阳火车站,东南侧为沃尔玛购物广场，东北侧为置力大厦暗挖站位上方管线密集，且大多为年久失修的雨污水管、自来水管、燃气管、电力电信等,暗挖段拱顶上方3。1米横向为1米混凝土污水暗渠，拱顶上方3m纵向为直径600毫米混凝土污水管,施工受周边环境影响较大。2、工程重难点分析①结构所处位置地下水位高，工程地质条件差局部位于粉细砂层中，自稳性较差，暗挖施工风险大.②车站所处位置车流量大,交通繁忙，地下管线密集,纵横交错,地下情况复杂，需采取措施控制沉降。③断面跨度大，工序转换多，受力体系复杂初期支护和二次衬砌结构存在多次转换，二次衬砌断面存在多种形式，而且三连拱隧道分别与双洞隧道和明挖结构相连，应力变化复杂，施工困难。④施工环境狭小，工序繁杂，临时竖井进出材料困难,出土压力大，钢管柱钢支撑钢围檩钢筋笼运输安装难度大。⑤小导洞初支导洞扣拱施工中格栅钢架的链接，边纵梁顶纵梁拱脚处的链接是扣拱施工的关键。3、施工方法及技术要点本站采用PBA工法施工逆作。PBA工法是在地面上不具备基坑围护结构条件时,在地下采取小分块强支护减少开挖跨度施作导洞,在导洞内施作围护边桩中柱底纵梁顶纵梁顶拱共同形成支撑框架体系,承受施工过程外部荷载然后在顶拱和边桩的保护下，逐层向下开挖土体，施工内部结构最终形成由外层边桩及顶拱初期支护和内层二次衬砌组合而成的永久承载体系。①深井降水，施工竖井及横通道通过横通道按先两边后中间顺序台阶法施工车站主体上面4个导洞，中导洞架设水平临时支撑,导洞拱墙采用小导管超前注浆加固，导洞开挖注意群洞效应，掌子面间距应大于15米.②在边洞内施作结构围护