新型“PBA”洞桩法施工技术
新型“PBA”洞桩法施工技术
传统8导洞施工降水周期约20个月。采用4导洞新型洞桩法，施工降水周期仅为5个月。仅为原来 的1/4，约减少600万。
中桩护壁 形式
钢筋混凝土
钢护筒
无
护筒减少100%
取消钢护筒约490t；共节约400万元
边桩1m，挖孔深度10m 边桩1m，钻孔深度22m 边桩费用增加约700万元。
72h（人工）
6h （人工）
14h（机械）
168h （人工安装定位器）
14h（机械）
6h （机械）
图例
新型“PBA”洞桩法 传统4导洞 传统8导洞
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
采用传统 8/6 导洞的施工方法，成孔 采用人工挖孔，效率较慢。 采用传统 4 导洞的施工工艺，主要是 钢管柱定位器的处理及安装时间较长。 而新型“ PBA ”洞桩法将两种方法的 优势结合起来，工效大幅增加。
——研制了卵石地层的配套钻具
液压钻具：对超大粒径卵石地层， 可液压高频振动，冲击破碎漂石。
北京城市快轨建设管理有限公司
Beijing Urban Rapid Transit Development Co.,Ltd
二、新型“PBA”洞桩法
2、多功能套管调垂设备
调垂机技术参数 型号 尺寸 TC-900 行进：6630×2600×3000 工作：5500×2600×4800
40
20
下 层 导 洞
66mm
导洞
50mm
30mm
扣拱 导洞
10mm 20mm
0 15号线学院路站（上4下4导洞） 15号线清华东站（上3下3导洞）
轨道交通建设工程“PBA”施工工法 暗挖施工培训
“PBA”施工工法概念
量测”18个字。
“PBA”施工工法概念
该工法施工工序较多，且地下工作环境较差，但施工引起的地面沉降 较易控制；多在无水、地层相对较好、周边环境复杂的时候应用。其主要 特点为： ➢ PBA工法的核心思想在于设法形成由侧壁支撑结构和拱部初期支护组 成的整体支护体系，代替传统的预支护和初期支护结构，以保证在进行洞 室主体部分开挖时具有足够的安全度，并有效地控制地层沉降。 ➢ 桩、梁、拱、柱先期形成，首先形成了主受力的空间框架体系，后面 的开挖都是在顶盖的保护下进行，支护转换单一，不但安全，而且大大减 小了对地面沉降的影响，同时节省了大量的圬工。 ➢ PBA工法施工灵活，施工基本不受层数、跨数的影响，底部承载结构 可根据地层条件做成底纵梁（条基）或桩基。
轨道交通工程暗挖 “PBA”法施工关键技术
一、轨道交通工程暗挖施工概述
二、“PBA”施工工法概念
目
三、“PBA”施工工法简介 四、
录
“PBA”施工特殊部位施工要点 五
、“PBA”施工工法技术发展
六、“PBA”施工事故案例分析
一、轨道交通工程暗挖施工概述
轨道交通工程暗挖施工概述
轨道交通工程施工工法 主要根据规划情况、工程地质及水文地质条件、周 围环境、工程技术难
度、工期以及工程造价等诸多因素综合权衡来确定。主要有明挖法、盖挖逆 作法、暗挖法、盾构法等。
轨道交通工程暗挖施工概述
轨道交通工程施工工法：主要有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。 车站工法：
车站工法
明挖顺做 法
盖挖法
暗挖法
盖挖顺做 盖挖逆做
PBA工法
CRD工法
双侧壁导 坑
轨道交通工程暗挖施工概述
浅埋暗挖法的施工工艺可以概括为“管超前、严注浆、短开挖、强 支护、快封闭、勤量测”18个字。
地铁暗挖车站“PBA”洞桩法三联拱扣拱施工技术
沈阳北站站主体暗挖段 的扣拱施工共分五步 ，具体做法如下 ： １ 在主体明挖段施工暗挖段的大管棚。管棚施工要 注意定位 和施 ） 工精度 ， 减少对开挖施工的干扰。 ２ 先施工中跨的初支 ，将中跨初支连接在小导洞的格栅上。 ） ３ 在 中跨初 支完成 后 ， 称开挖两边跨初支 ， ） 对 边跨 开挖 面较大 ， 分成两幅开挖。边导洞内的初支部分在施工桩顶冠梁时已完成 。 ４） 在边跨 初支完 成后 ， 工 中跨 的二衬 。为保 持结构 的受 力稳 施 定 ，拱顶二衬施工分段进行 每段长７ ｍ，拆除一段小导洞侧壁施工一 ． ０ 段二衬 ，然后Ｘ－ 除、施工下一步 。严禁同时拆除多段。 Ｊ￣ Ｙ ５ 在 中跨二衬施工完成后在对称施工两边跨 的二衬 ，施工工序同 ） 中跨相似。
有变形立 即停止施工 ，在采取可靠措施后再施工。 ３３初 支和二衬 的施 工节点 多 ． 首先是初支 的连接节点多 ，中跨 的格栅连接在两 中导洞的拱部格栅 上 ，通过 中导 洞的初支落于 中纵梁上 ，边跨的格栅一侧落在桩 顶冠梁 上， 一侧落在中导洞的另一侧的拱部格栅上 ， 分别将初支落在 围护桩和 中纵梁上 ，三联拱初支共有８ 处纵 向通长 的连接带 。其次是二衬分别 与 桩顶冠梁 和中纵梁共有６ 处纵 向通长的连接带 。如何处理好数量众多的 初支和二衬 的施工节点是确保结构工程施工质量 的关键 。 应对措施 ：根据施工工艺 ，上述的施工节点都是不 可避免的 ， 关键 是如何保证节点 的施工质量 。１ 要做好节点处的预留 ，上道工序为下 ） 工序的施工预 留好接茬 。２ 要设计好结构受力传 递的力学构造 ，由于 ） 拱承受着 巨大的围岩和结构荷载 ，并将其传递到围护桩和梁柱结构上 ， 在施工过程 中节点处的受力构造非 常重要 ，处理不慎就会造 成结构破 坏 ，造成施工危险。
PBA洞桩法施工方案
目录1 编制依据 (1)2 工程概况及重、难点 (1)2.1工程概况 (1)2.1.1工程环境 (1)2.1.2设计概况 (2)2.2工程地质 (4)2.3水文地质 (4)2.4本工程的重、难点 (5)3 施工安排 (6)3.1劳动力配备 (6)3.2机械配备 (6)3.3工期计划 (7)3.4施工材料计划表 (8)4 施工组织及管理 (9)4.1组织机构 (9)4.2PBA洞桩法施工步序 (10)4.3施工准备 (12)4.3.1技术准备 (12)4.3.2人员及机械准备 (12)4.3.3施工材料准备 (12)4.3.4施工场地“四通一平” (13)4.4导洞及横导洞马头门施工 (14)4.4.1马头门施工原则 (14)4.4.2马头门开洞顺序 (14)4.4.3马头门施工程序 (15)4.4.4横通道临时仰拱换撑 (15)4.5导洞及横导洞开挖及支护 (16)4.5.1车站二层段导洞土方开挖 (16)4.5.2 车站三层段导洞土方开挖 (17)4.5.3导洞支护 (17)4.5.4掌子面临时封堵及永久封堵 (19)4.6边导洞基础梁施工 (21)4.6.1钢筋绑扎 (21)4.6.2模板施工 (23)4.6.3混凝土浇筑 (23)4.7边桩施工 (24)4.7.1边桩工工艺流程 (25)4.7.2边桩施工工艺 (25)4.8拱顶初支扣拱 (27)4.8.1导洞内扣拱 (28)4.8.2导洞间扣拱 (29)4.8.3导洞间拱顶初支 (30)4.9导洞内空隙回填砼 (31)4.10二衬施工 (31)5 监控量测 (32)5.1监控量测的意义 (32)5.2监控量测项目 (32)5.3监控量测点布置及监测频率 (32)5.3.1测点的布置 (32)5.3.2监测精度、频率与控制值 (38)5.4监测数据管理 (40)6 质量保证、安全文明施工、环保措施 (41)6.1质量管理体系流程图 (41)6.2质量保证措施 (41)6.2.1钢筋工程质量保证措施 (41)6.2.2喷射混凝土施工方法及质量保证措施 (43)6.2.3人工挖孔桩质量保证措施 (44)6.3安全及文明施工措施 (44)6.3.1安全管理机构 (44)6.3.2安全管理职责 (45)6.3.3安全、文明施工一般措施 (46)6.4环境保护措施 (47)6.4.1预防噪音污染措施 (47)6.4.2预防尘土污染措施 (48)6.4.3预防地表水和地下水污染措施 (48)6.4.4弃渣和建筑垃圾处理 (48)6.4.5防振动措施 (49)6.5安全防护措施 (49)6.5.1临边防护 (49)6.5.2施工作业安全管理 (49)6.5.3人工挖孔安全防护 (50)7 应急预案 (51)7.1危险点分析 (51)7.2抢险组织机构及人员、物质准备 (51)7.3紧急事件响应程序 (51)7.4应急措施 (53)7.4.1沉降造成管线开裂、公路下陷的应急措施 (53)7.4.2防涌水（透水）涌砂事故的应急措施 (53)7.4.3物品打击、触电、高空坠落等应急措施 (54)PBA洞桩法专项施工方案1 编制依据（1）北京地铁XX号线工程XX车站车站主体结构施工图；（2）地下铁道工程施工及验收标准（GB50299-1999）（2003版）；（3）混凝土结构工程施工质量验收标准（GB50204-2002）；（3）岩土锚杆（索）技术规程（CECS22-2005）；（4）地铁暗挖隧道注浆施工技术规程（试行）（北京市地方标准DBJ01-96-2004）；（5）轨道交通隧道工程施工质量验收标准（修订版）（QGD-007-2005）；（6）轨道交通车站工程施工质量验收标准（修订版）（QGD-007-2005）；（7）北京市有关环保、卫生、消防、文明施工的规定和要求；（8）相关的技术联系单及会议纪要。
暗挖车站施工工艺PBA工法
PBA工法工艺特点
(1)因为采用暗挖法施工,对地面和周围环境影响较小,合用 于受环境条件限制无法进行明挖施工旳地下构造工程。
(2)本工艺所引起旳地面沉降变形相对较小,对保护暗挖构 造附近旳地下构筑物(桥桩、管线等)和周围建筑物旳安全 有利。
(3)与其他大跨度暗挖工艺(如中洞法、CRD 法等)相比,废 弃工程量相对较少,构造受力条件也好,所以本工艺也相对 经济。
3、铺设PVC防水板及焊接：
防水板空铺在土工布上，应平整顺直、不得扭曲。 应横向布置，以尽量降低接头。全部施工缝部位 旳防水板预留长度均超出预留搭接钢筋顶端至少 40cm，也可将预留部分卷起后固定，并注意保护。
防水板采用热熔法手工焊接在塑料圆垫片上，焊 接牢固可靠，防止浇筑和振捣混凝土时防水板脱 落。
注浆要求
1、严格按照交底要求配合比配制浆液。 2、严格按照技术交底要求对每个小导管进行注浆， 禁止漏注、少注，地质不良时要加大注浆量。 3、如有特殊情况，如串孔，部分导管注不进浆液 时要钻孔补打小导管，注浆。 4、现场技术人员和工班长要每榀观察地质情况， 发觉地质变化要与领导沟通制定方案。 5、现场技术人员和工班长要每榀开挖时检验注浆 效果，效果不好时要封闭掌子面重新加小导管， 重新注浆。 6、施工人员和现场技术人员要进行每榀注浆统计。
（4）站厅板构造采用地膜施工，能够大量降低模 板及支撑，极大地降低了工作量并节省了材料。
PBA逆作法施工缺陷
（1）工序转换复杂，各个工序旳衔接和组 织要求较高，工期较长。
（2）将大跨度构造分割为小断面旳洞室是 把“双刃剑”，如在暗挖施工过程中对各 个过程旳连接控制不到位或措施不当会增 长塌方旳危险和二次或屡次沉降较大旳问 题。
施工缝施工
施工缝
浅析“PBA”暗挖逆做工法在地铁车站施工中的应用
浅析“PBA”暗挖逆做工法在地铁车站施工中的应用摘要：PBA工法是在修建地铁车站的多种工法中常用的施工方法，其工法技术含量较高、施工较为复杂，工期相对较长，但此工法对交通影响小、地表沉降影响小。
本文重点分析“PBA”工法在城市地铁车站的实际应用。
关键词：PBA 工法，地铁车站，安全，应用1 工程概况1.1 平面位置及标准断面虎坊桥站位于珠市口西大街与南新华街的交口处，呈东西走向。
车站为双层三跨三连拱断面，全暗挖岛式车站，车站全长227m，总宽度22.9m。
车站采用“PBA” 暗挖逆作法施工，双层标准断面见下图所示。
1.2工程地质与水文1.2.1工程地质车站范围内的土层为人工堆积层（Qml）、第四纪全新世冲洪积层（Q4al+pl）、第四纪晚更新世冲洪积层（Q3al+pl）三大层。
1.2.2水文地质对车站有影响的地下水为层间滞水㈢,主要为卵石⑦层，透水性好。
本层地下水分布连续，含水层渗透系数大，为强透水层，主要接受侧向迳流补给，以侧向迳流方式、越流和人工开采为主要排泄方式。
2 “PBA” 工法原理工法原理：“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，核心思想是在施工过程中，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。
3 施工方法及保障措施3.1小导洞初支施工合理安排施工顺序，避免群洞效应和重复沉降。
小导洞初支施工时采取上导洞先行、下导洞紧后；扣拱初支采取两边扣拱初支对称先行、中间初支紧后，上下、左右初支错开不少于15m的安全距离进行施工。
3.2 钻孔桩施工3.2.1 钻孔桩成孔由于洞内操作空间小，地层以中粗砂、粘土为主,采用人工成孔，成孔深度7.7m，采用跳孔开挖，每10根为一序，组织施工。
成孔过程中人工手摇辘轳提土及人工喷混C20喷射砼护壁。
3.2.2 钢筋、模板及砼施工钢筋笼采取孔内绑扎，套筒机械连接；下导洞施工完成后，浇筑边桩条基梁且做好边桩接头钢筋预留；上导洞施工完成后，定位放线，而后施工边桩；边桩做好顶梁接头钢筋预留。
家车站洞桩法(PBA法)施工
呼家楼车站洞桩法（PBA法）施工方案根据元月6日施工方案专家咨询会意见和元月12日研讨会议决定，我局承建的北京地铁十号线呼家楼车站的施工方法由CRD法变更为洞桩法，按照元月13日项目管理部的要求，我部组织工程技术人员对洞桩法的施工工法和工艺进行了调研、论证，提出如下施工建议：一、总体施工方案1、根据目前的现场环境条件拟定西南竖井工作3月15日先开工，同时配合业主抓紧西北竖井场地的拆迁、围挡，确保3月底全面动工，降水施工提前进行。
2、施工竖井采取机械配合人工开挖，当施工到横通道位置时，作好加强环和横洞的超前支护，为马头门施工创造条件。
竖井挖至设计标高后，由下至上分段浇筑内衬墙，然后开口进入横通道施工。
3、横通道或迂回风道采取CRD法开挖，当进入主洞后，先开挖左导洞后，再挖右导洞。
4、两侧导洞贯通后，由车站中部向两端施作工程桩，同时交叉进行迂回风道的下部开挖、支护及二衬。
5、工程桩完成后，破除桩头，浇筑桩顶纵梁，施作小导洞范围的主洞的初期支护；回填初支背后的空洞。
拱部初期支护 超前小导管7、浇注垫层，铺设防水卷材，施作结构底板。
拱部初期支护超前小导管8、拆除钢横撑，浇筑侧墙砼。
拱部初期支护超前小导管9、拆第二道支撑，施作结构中板。
拱部初期支护超前小导管10、拆第一道支撑，施作站厅层边墙、防水层及顶层。
二、施工工艺1、小导洞的断面尺寸（见图）主要技术参数3、围护桩结构主要技术参数。
根据车站工程地质、水文地质条件及桥桩、管线与洞室结构很近特点，洞室支护结③、选用高质量的泥浆，防止缩径坍孔。
④、尽量加大钢筋笼节段长，减少焊接时间。
⑤、泥浆采用地下和地面循环系统。
⑥、配备多台钻孔机械，平行作业。
中铁十九局集团2004年1月18日。
“PBA”洞桩法施工技术——以北京地铁为例
来水管 、 燃气管等对施 产生较 大影响的管线 。 ｌ ０ ｌ上水管与 １ ０ ０ ｎｌ ４ ｌｌ ｏ Ｏ １１ １１ １ 雨水管距离结构近 ， ０ ｉ １ ８０ｎ ｎ上水管 年代久远 ， 对沉降要求高 。 此 在进行暗挖作业 时， 如何侏证管线安全也是本段施 难点 。
（ ） 程 地 质 条 件差 ， 段 通 过 主 要 地 层 从 上 至 下 为 ： 工 杂 填 土 、 ３工 该 人
北京地钦 十号线 Ｋ ＋ ４ － Ｋ ＋ ９ ． ２ ２ ０ ～ ２ ２６ ３ ０段位于海 淀南路 与巾荚村大 街交叉路 口两侧 ， 下穿海淀南路 ， 两侧为施工竖井 。 东接在建 巾的黄庄 车 站（ 见图 Ｊ 。该段全 长 ５ ． １ 分 ３ 断面开挖 ， ） ５ ， 个 ７１ １ 断面外轮廓宽度最大 为 ｌ， Ｉ 高度最高为 ｌ．Ｉ， ７ ｌ ６ｌ ， Ｏ １ 覆土厚度最浅为 ６ ， ５１ ｍ 为大跨 暗挖隧道。
屋顶漏雨 ， 已完全不能使 。同意ｉ类坝 鉴定结论意见。”
第一作者简 介： 杨学宏 ， ，９ １ 生，９ ６年毕业 于两北 建筑 Ｔ程 男 １７ 年 １９
学院给排水 业 ． 丁程师 ． 水利部山两水利水 电勘测设 汁研究院， 山两省
太原市迎泽两大街，３ ０ ４ ００２ ．
Ｄｉ ｕ ｓ ｎＯｌｈ ｒ ｂｅ ｘｓｉｇｉ ｉｏａ ｒｊｃ ｆ ｈ ｎ ｕ ｓｒ ｏｒ ｓ ｓｉ ｉｔｅＰ ｏ ｌｍｓ ｉｔ Ｐ ｖ ｔｌ ｏｅｔ ｅ ｃ ｎＲｅｅｖ ｉ ｃ ｏ Ｅ ｎ ｎ Ｐ ｏＳ
粉土 、 粉质黏土 、 粉细砂 、 粉质黏土 、 细巾砂和卵石网砾。隧道顶板所穿过 的土层基本属于Ⅵ级 同岩 ， 嗣岩稳定性差 ， 法形 成 自然应力拱 ， 无 极易发
生塌落现象。
（） ４ 结构所处位置地下水丰富， ８ ０ ｉ上水 管也可能存 在渗漏 ， 且 ０ ｌ ｍｌ 如何做好 ８０Ｉｌ ０ ｌ ｌ ｎ上水管 的渗漏处理 ， 如何保证地铁 结构无水施Ｔ ． 也是
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三、新技术的显著特点与应用效果 3、文明环保
通过模拟泥水盾构泥浆分离系统的原理，对分离系统进行深化 设计，使该泥浆分离系统符合钻机及暗挖车站现场实际要求。
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三、新技术的显著特点与应用效果
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三、新技术的显著特点与应用效果 1、安全保障
取消人工挖孔和孔内钢管柱定位安装,改善工人作业环境
取消人工挖孔
取消人工安 装钢管柱
机 械 成 孔
调 垂 机 安 装
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新型“PBA”洞桩法施工技术
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一、传统“PBA”洞桩法工艺特点与待解决的问题 二、新型“PBA”洞桩法构筑技术（视频） 三、新工艺的显著特点与应用效果 四、技术展望
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二、新型“PBA”洞桩法
1、第四代履带式液压大功率钻机
钻机技术参数
型号
KYZ10-150
钻机尺寸
行进：5930×2300×2740 工作：5930×2300×4100
钻机重量（kg） 最大钻深
140
132mm
120
扣拱 16mm
上
100
层
导
50mm
80
洞
80mm
60
下
40
层
导
66mm
20
洞
0 15号线学院路站（上4下4导洞）
扣拱 30mm 导洞 50mm
15号线清华东站（上3下3导洞）
30mm
扣拱 10mm
导洞 20mm
16号线二里沟站（上5导洞）
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2500~3000 20个月
600~800 5个月
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三、新技术的显著特点与应用效果
4、高效
中柱桩基时间对比
项目
传统8/6导洞
传统4导洞
新型“PBA”洞桩法 备注
成孔时间 72h（人工）
三、新技术的显著特点与应用效果 2、质量可控
采用超声波进行检验机械成孔后的垂直度、孔径、孔深、沉渣厚度。目前
我标段边桩垂直度检测成孔20m偏差在5cm范围内；孔径、孔深及沉渣厚度均满
足设计要求。
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14000 150m
钻孔直径
600-3000mm
配套动力
130~170kW
——研制了卵石地层的配套钻具
液压钻具：对超大粒径卵石地层， 可液压高频振动，冲击破碎漂石。
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二、新型“PBA”洞桩法
3、文明环保
地下水资源保护
16号线在施工程降水数据： 采用传统8导洞施工的肖家河车站、玉渊潭东门站、甘家口站为例，日降水量为
5万方，施工降水周期按20个月计算，总降水量可能达到2500~3000万方。 采用新型洞桩法，施工降水周期仅为5个月，总降水量可能在600~800万方，仅
为前者的1/4。 单个车站初步估算可节约地下水资源约2000万方。
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一、传统“PBA”洞桩法
8导洞
缺点：（1）地下水位较高时，下层导洞的开挖支护与沉降控制问题 （2）中桩下底纵梁较窄，软弱地层中，地基承载力问题； （3）逆作开挖落底时，侧壁桩的水平位移问题，需增加横通道和横梁； （4）降水周期长；且人工挖孔安全性较差。
2、多功能套管调垂设备
型号 尺寸
调垂机技术参数
TC-900 行进：6630×2600×3000 工作：5500×2600×4800
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二、新型“PBA”洞桩法
新型“PBA”法施工视频
14h（机械）
14h（机械）
钢管柱安装 时间对比
6h （人工）
168h （人工安装定位器）
6h （机械）
图例
新型“PBA”洞桩法
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一、传统“PBA”洞桩法
6导洞
缺点： （1）地下水位较高时的
下导洞开挖；
（2）中桩下底纵梁较窄， 软弱地层中，地基承载力 问题。
（3）降水周期长；且人 工挖孔安全性较差。
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三、新技术的显著特点与应用效果
2、质量可控
垂直度检测——调垂机安装钢管柱后通过传感器检测垂直度
对钢 管柱 安装 下放 进行 多点 全姿 态进 行检 测调 控
垂直度、水平位置偏差均满足设计要求
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一、传统“PBA”洞桩法
钢护筒
4导洞
缺点：（1）大直径中桩的整体进度 缓慢；
（2）定位器处桩体的结合质 量很难验证； （3）在12米深的钢护筒内 ，人工凿除超灌混凝土，而 后安装定位器。孔内作业环 境恶劣、安装进度缓慢。
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三、新技术的显著特点与应用效果
1、安全保障
通过减少导洞数量，有效控制地面沉降
传统洞桩法：传统8导洞在西部地区地面最大沉降一般在80mm~100mm，在东部地区地面 最大沉降一般在100mm~150mm。 新型洞桩法：而采用新型4导洞洞桩法，地表理论沉降可控制在40~60mm。