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摘要：本文介绍了大连地铁一期工程松江路暗挖车站复杂环境条件下PBA法施工技术，重点介绍了该方法的原理、特点、施工步序，分析总结了PBA法的关键技术。PBA法在当前地铁施工中有一定的应用前景，可为今后类似工程施工提供借鉴和參考。
关键词：复杂环境；浅埋富水大跨度；暗挖车站；PBA；施工技术
Abstract: This paper introduces Songjiang road tunnel station under complex environmental conditions PBA method construction technology in Dalian subway project, introduces the principle, characteristics, construction steps, analyzes the key technology of PBA method. The PBA method in the subway construction has certain application prospect; it is available for future construction of similar projects for reference and reference.
Key words: complex environment; shallow water rich big span; hidden-digging station; PBA; construction technology
中图分类号：U231+.3文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02
1.工程概况
1.1车站概况
大连地铁一期工程松江路车站位于山东路与松江路十字路口交叉处，车站主体为双拱单柱双层结构，站台宽10m，车站全长182.6m，宽18.9m，高14.56m，覆土厚9.5～12m，设4个出入口，2个通风道，2个风井兼施工竖井，1个临时施工竖井。车站平面布置图如图1.
1.2 地质状况
车站所处地质为自北向南依次为全风化辉绿岩、中风化白云质灰岩、含卵石黏土、黏土四种地质，出入口通道穿过的土层依次为杂填土、黏土、含卵石黏土，结构高度的三分之二在地下水位以下。
1.3周边环境
该站地处大连市的主干道，道路两侧多为7层住宅、2层商铺，至地铁主体距离11～13m。地面交通流量大，且大多为出入市区的重型车辆。地下管网密布，主要有：拱顶要穿过一处在车站顶部呈“U”型布置的2m×2m的污水砖涵，另外还要穿过1条直径1m的混凝土自来水管、1条直径0.9md的铸铁自来水管，两条直径0.9m的混凝土污水管，这些管线年久失修，长年漏水。其它电力、电信等弱电管线若干。
1.4工程特点
车站所处位置山东路、松江路均为大连市主干道，车流量大（据不完全统计，车流量4611辆/小时，其中大型车辆464辆/小时，中小型车辆4127辆/小时），车站顶板承受的动荷载大，且道路两侧多为砖混结构的7层、2层商铺，至地铁主体距离11~13m，地铁施工时，对这些建筑的影响大。地下管线较多，地下水丰富且水位较高（水位位于中板处），沉降量控制要求严，防渗漏要求高，地质复杂（松江路车站地下岩溶中等发育），施工难度大。 施工场地狭小，地面干扰大。
图1 松江路站平面图
2.施工方法---PBA法
为控制地面沉降变形，确保周边建筑物和地下管线的安全稳定，通过比选，将原设计的中柱法施工变更为对地层和周边环境影响均较小的PBA法施工。
2.1.原理
PBA法由松江路站所处的特殊地理环境所促成：四种复杂多变的土质，主体结构有11m在水位线以下，不利于“中柱法”施工；“中柱法”施工在长期的开挖过程中，进行大面积、深层次的降水，费用高昂，且不利于周围建筑物的稳定，也不利于保护水资源；如果采用“盖挖法”，车站位置所处的山东路、松江路均为大连市的主干道，车流量很大，不允许中断交通。如此就产生了把“盖挖法”的原理迁往地下的设想，即将传统的地面框架结构施工方法(即在地面先做基坑围护桩,然后从上向下进行基坑土方开挖,必要时加撑防止基坑变形,开挖到底后从下向上施工框架结构)和暗挖法进行有机结合,即在地面上不具备施工基坑围护结构条件时,改在地下提前暗挖好的导洞内施作围护边桩、中柱、底梁和顶梁、顶拱共同构成桩、梁、拱(PBA即为桩Pile、梁Beam、拱Arc三个英文字母的简称)支撑框架体系,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。 在围护桩上做拱部初期支护(拱部初期支护类似变异后的“盖挖法”顶盖)，由围护桩来承受拱部荷载并抵抗侧壁压力，如此形成类似“盖挖法”的操作空间，施工过程中用类似“中柱法”的原理进行受力转换。这样把两种工法结合起来运用，既吸取了“盖挖法”桩柱受力承重好、能开展大空间开挖的优点，克服其破坏路面及影响交通的缺点，又吸取了“中柱法”防水层能全封闭的优点，克服其多洞室、易坍塌的缺点。由设想到进一步的分析、计算，逐步完善后形成了PBA这一工法。
2.2.特点
2.2.1充分利用无水的地层进行有水部位地层的作业，避免因长期降水引起的费用增大和地表沉降，有利于保护地下水资源。
2.2.2依靠挖孔桩作支护，稳妥、安全，确保沉降量控制在30mm以内，避免“中柱法”大洞群、多方位、多层次开挖引起地面沉降量过大的缺陷。
2.2.3可减少混凝土的拆除工程量(较“中柱法”减少15％)，造价适中，经济合理。
2.2.4有较大的施工空间，可利用机械开挖，增加平行作业工作面，有利于提高工效，加快施工进度。
2.2.5可以做到结构外侧防水层全封闭，消除渗漏隐患。
3.施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
施工从总体上可分为竖井横通道及车站主体两大部分(不包括出入口、风道)，在施工顺序上有一部分是穿插进行的，见图2。
图2 施工工艺流程图
3.1.1竖井、横通道部分
竖井、横通道是为车站主体施工服务而设置的临时结构(主体结构完工后，一部分要破除、回填)，其作用：一是为人员、机械、材料、出土提供施工通道；二是为小导洞、拱部掘进等车站主体施工提供作业面。其设置需要考虑设备、净空、施工运距、工期、效益、环境等综合因素(在有条件时，可结合出入口、风井、风道的设置综合考虑，综合利用)，以松江路站为例做法分三步：
3.1.1.1竖井施工
此车站共设置三个竖井，其中1、2号风井兼作车站主体施工竖井，净空长11.6，宽6m，深30m， 3号临时施工竖井（车站施工完成后破除、回填）结合1#出入口设置，竖井净空长7m，宽6m，深30m。采用钢筋格栅+网喷混凝土倒挂井壁法施工，龙门提升架出土，模注钢筋混凝土二次衬砌(预留横通道开口位置)，井口设锁口圈梁。井口设出土提升架、电葫芦、步梯及风、水、电、通风、下料等管线。
3.1.1.2横通道施工
车站两端风道兼施工横通道净空（不含二衬结构）宽9.6m，高15m，1#横通道长47m、2#横通道长56m，两施工横通道采用CRD八步法施工。3#横通道净空宽5m,高17.26m，采用台阶法施工。横通道均采用格栅网喷混凝土支护，通过横通道可进行车站主体施工小导洞、挖孔桩、桩顶纵梁等。
3.1.1.3横通道与正洞立体交叉结构施工
此处拱顶共做三次结构：横通道初期支护；立体交叉结构；车站主体扣拱防水、二衬。横通道的作用是为了施工小导洞、挖孔桩、桩顶纵梁等。立体交叉结构是拱部开口及车站主体施工受力转换而设置的特殊临时结构，它依靠挖孔桩、桩顶纵梁为基础进行支撑(见图3)。立体结构施工完毕后即可进行正洞主体部分的拱部掘进。
图3 横通道与车站主体交叉扣剖面图
3.1.2车站主体部分
根据竖井设置情况，车站安排三个工作面施工。车站在扣拱以前，位于车站两端的1、2#竖井工作面施工车站下层小导洞、位于车站中部的3#竖井工作面施工车站上层小导洞，扣拱施工及扣拱完成后的车站主体施工，用三个竖井工作面共同施工。
表1PBA工法施工步序一览表
序号 施工步序 说明
1 1.如图台阶法施工主体四个小导洞及小导管，小导管长度3.0m，环向间距300mm，纵向一榀格栅一环，格栅间距0.5m。施工中应注意在导洞底板预留开孔加强构造。另外，导洞施工应注意群洞效应，掌子面间距不小于10m。下部小导洞施工中应注意在导洞顶部预留开孔加强构造。
2 2.在边洞内人工挖孔施做结构围护边桩及桩顶纵梁,注意：底板挖孔桩的施工必须间隔施工，防止导洞底板结构遭到连续破坏而失稳；施做底纵梁,人工挖孔，安装钢管柱,施做柱顶纵梁上防水层、顶纵梁。注意：底板钻孔桩的施工必须间隔施工，防止导洞底板结构遭到连续破坏而失稳。各工序采用流水作业，相隔两跨。钢管柱安装完成后，采用砂性土将孔内钢管四周填实，顶纵梁浇筑时，在顶部防水板内预留注浆管。
3 3.施做边跨导洞内初期支护及背后回填。边跨初期支护背后预留注浆管。
4 4.施做小导洞间拱部小导管，土体开挖，施工小导洞间初期支护。小导管长度3.0m，环向间距300mm，纵向一榀格栅一环，格栅间距0.5m。
5 5.土体开挖，施做顶部二衬。
6 6.土体开挖至结构中板底部，施做中板及中纵梁。
7 7.继续开挖土体。
8 8.土体开挖至结构底板底部，铺设底板防水,施做结构底板。
9 9.待底板达到设计强度后施做下部侧墙，完成主体结构施工。
10 10.楼梯、结构风道及站台板等附属结构施工。
3.1.2.1施工小导洞
在横通道侧壁按小导洞开挖尺寸(小导洞净空尺寸为高4.5米×宽4米，开挖尺寸高5.1米×宽4.6米)开口破除初期支护。小导洞施工采用φ42*3.25mm、L=3m小导管注浆加固地层，小导管环向间距0.3m,纵向间距两榀格栅一环，上下台阶法开挖，格栅网喷30cm厚C25混凝土支护格栅间距0.5m。
3.1.2.2下层中导洞内底纵梁施工
待下层导洞施工完毕后，清除虚碴及其它杂物，施工综合接地、防水板后铺设5cm厚的素砼垫层，施工底纵梁，底纵梁宽1.4m、高2.5m，钢筋笼绑扎注意预留好与钢管柱钢筋笼的连接筋，预埋好钢管柱柱底法兰盘，确保定位精度。
3.1.2.3施工挖孔桩、钢管柱
边导洞内施工人工挖孔桩，直径1.2m，深12.26m，间距2.0m；中导洞内施工钢管柱Φ1m，深10.15m，间距6.9m。
3.1.2.4施工桩/柱顶纵梁
桩顶纵梁上部预埋拱部初支预埋件。
3.1.2.5边跨导洞内拱部初支及背后回填注浆
车站上层两侧导洞内桩顶纵梁施工完毕后，安装洞内车站拱部格栅，安装时注意与两侧预埋件对接。同时埋设注浆管，注浆管间距5m。喷射砼施工完毕后，待砼达到设计强度后进行背后回填混凝土并注浆，保证初支背后充填密实。
3.1.2.6上层导洞间拱部初期支护
在此之前施工横通道与正洞立体交叉结构，以开创作业面。拱部掘进根据地质条件采用管棚法或小导管注浆法开挖，格栅网喷支护，要严格控制地表沉降。
边跨导洞内初支及背后回填注浆施工完毕后，对车站上层导洞间打设超前小导管注浆加固地层(见图4)。
图4车站上层导洞间初期支护
地层加固完毕后，开挖土体，架立拱部格栅，喷砼完成拱部初支。
3.1.2.7车站拱部二衬施工
1)车站初支扣拱完成后，中板上层土体开挖4米左右，在地面喷射30cm砼硬化地面，并对初期支护进行基面处理，用砂浆抹面找平。
2)铺设边墙及拱部防水层，在防水板上焊接二衬背后注浆管。
3)绑扎边墙及拱部二衬钢筋，绑扎时应注意保护防水层，钢筋头应戴塑料帽，防止戳伤防水层，钢筋需要焊接时采用防火板进行遮挡，防止烫坏防水层。
4)搭设支架，铺设定型钢模板，由下而上分层灌注混凝土，两侧应保持同步，防止对脚手架产生偏压，影响支架安全。
3.1.2.8土方开挖
提前进行地表井点降水，洞内剩余地下水采取抽、堵、排综合治理措施。用挖掘机开挖，锚杆、网喷混凝土支护。
3.1.2.9中板中纵梁施工
拱部二衬施工完毕后，开挖车站土体至中板位置，利用土模进行车站中板及中纵梁施工。
3.1.2.10基坑封底、施作结构底板
车站中板中纵梁施工完毕后，继续下挖土体至基坑底设计标高，铺设防水层，绑扎钢筋，施作结构底板。
3.1.2.11下部侧墙施工
车站结构底板施工完毕后，铺设下部侧墙防水层，施工下部侧墙二衬，完成整个车站二衬的施工。
3.1.2.12附属结构施工
整个车站二衬施工完毕后，进行车站附属结构施工。
3.2操作要点
3.2.1 导洞开挖
3.2.1.1车站主体4个导洞上下左右相距仅有4.5m～6.5m，如何避免开挖中的相互影响，开挖时要合理确定导洞间的开挖顺序，控制群洞效应所引起的地面沉降，确保地下管线和周边环境安全稳定。
3.2.1.2合理确定各导洞的开挖顺序，按先下后上，先边后中顺序进行小导洞工程的开挖支护，下导洞超前上导洞10m～20m。各导洞之间横、纵向均拉开10~15m距离，避免相互干扰。
3.2.1.3坚持先超前支护后开挖的原则分台阶开挖，加强初期支护，早封闭成环，控制导洞的沉降和变形，控制开挖所引起的地面沉降，确保地下管线和周边环境安全稳定。
3.2.1.4根据监控量测反馈信息调整支护参数和施工方法，以此作为安全保证的主要手段。
3.2.2钢管柱安装和柱内混凝土施工
3.2.2.1钢管混凝土柱是结构中的主要承载构件,钢管柱混凝土的质量,关系到整个结构的安全与稳定。因导洞断面较小,受作業空间限制,钢管柱的安装精度和钢管柱混凝土施工的质量较难保证。
3.2.2.2中下导洞施工底纵梁时,采用精度为1/200000的自动安平投点仪、激光测距仪及前方交汇法,确定钢管柱基础的中心位置,预埋钢管柱定位杆,安装调平基板。
3.2.2.3柱的钢管分节吊装,钢管各节之间采用高强螺栓连接。柱下端与底纵梁预留调平基板连接,上端用设在柱上的定位器定位。
3.2.2.4通过投点仪和激光测距仪确认钢管柱的垂直度,看柱基的中心和柱的中心是否重合,能否达到精度要求。
3.2.2.5采用串桶灌注泵送混凝土。为确保钢管柱混凝土的密实,在混凝土中掺缓凝剂TMS,严格控制水灰比,并加强捣固。
3.2.3主体结构扣拱施工
3.2.3.1主拱地层软弱含水，大跨开挖施工风险大，单个主拱开挖跨度已达10.7m，双跨对称同时开挖则将达21.4m，中间支撑相对较窄，中上导洞土层受主拱开挖影响受力复杂；主拱在初期支护与二次衬砌形成过程中的体系转换和平衡，防止结构变形、失稳和破坏，避免出现地面及拱部的过量沉降和坍塌；结构顶部有多条管线与车站并行，距结构较近且多是雨污水管存在渗漏。
3.2.3.2主拱采取分部开挖，减小开挖跨度，缩短每循环作业时间，尽快将开挖后地层闭合成环。
3.2.3.3做好超前地质预报，探明前方的水文地质情况。若存在滞水，通过探孔排出；接近管线位置时，实施超前管线探测，小导管加密注浆、加密格栅钢架、设双层钢筋网、掌子面注浆等支护措施进行保护。
3.2.3.4坚持信息化施工，根据信息反馈调整支护参数，如果变形量和变形速率超过警戒值时，立即采取应急预案，包括加强超前支护、初期支护、增设临时支撑、改变开挖步骤、修改施工方案等。
3.2.3.5拆除临时支撑时，对相应部位加强监控量测。
3.2.4 交叉口施工
3.2.4.1交叉口处荷载转换复杂，结构易失稳；开口跨度大，操作空问小，对车站整体的施工组织和工期影响大。
3.2.4.2交叉口采用组合拱梁结构，钢筋混凝土拱脚支承在纵梁上，水平梁连接初期支护格栅并分配荷载；主拱开挖设置侧向开口加强环与临时竖撑，侧向开口加强环拱脚支承在纵梁上。
3.2.4.3侧向开口采用6 m双排小导管加固与注浆，环向破除混凝土设置开口加强环，主拱开挖时设置两排临时竖撑，竖撑置于导洞壁上，主拱开挖支护10～20m后施工交叉口组合拱梁；圈梁站厅层成环后破除立体交叉拱梁侵人二衬断面部分，拆除临时竖撑，开挖核心土，施作通道二衬。
3.2.4.4早开联络通道，在左右线间创造平行作业条件以便加快施工进度。
3.2.5 站台层逆作结构防水和混凝土浇灌
3.2.5.1 在逆作施工缝处由于受空间限制，施工中存在防水板的预留和保护困难、施工缝处的防水質量不容易保证等难题。因此，在逆作施工缝处很容易产生渗漏水。逆作结构施工缝处下部混凝土时，由于混凝土凝固收缩,在施工缝处很难浇灌密实而出现空隙,从而造成质量缺陷和安全隐患,影响结构实体质量和正常使用。
3.2.5.2施工缝位置设在结构受剪力较小且便于施工的部位,留出作业空间,方便下一步边墙混凝土的施工。为保证下一步混凝土的浇灌密实,逆作施工缝留设成台阶形式或斜缝,以方便下一步混凝土浇灌和振捣。
3.2.5.3施工缝处设双道遇水膨胀嵌缝胶或止水条和预埋回填注浆管等方法进行防水处理。
3.2.5.4逆作结构下部混凝土浇灌成高出施工缝20cm的牛腿形式，以确保混凝土密实无空隙。
4.几点建议
4.1 充分考虑立体交叉结构尺寸、格栅连接的操作空间、防水层搭接长度、交叉口处圈梁尺寸，加大交叉口处导洞断面；
4.2鉴于导洞空间狭小、文明施工等方面的要求，洞内围护桩施工建议采取人工挖孔，挖孔桩钢筋笼采用导洞内焊接、安装，解决了钢筋笼分段吊装、分段焊接的难题。
5.结语
大连地铁一期工程松江路站应用PBA法，成功地解决了受工程水文地质条件、环境条件、车站埋深等多种因素的制约，攻克了施工中的难点和关键技术，达到了较为满意的工程效果。工程建设集中了目前国内施工技术的领先水平，对开发利用地下空间、特别是当今世界土地资源匮乏，城市交通拥堵的情况下，如何在大都市、大城市既有城区特别是中心城区开发利用地下空间，且在施工期间尽量减少对交通及居民生活的影响，该工程的建设及实施意义重大， 为今后类似工程的施工提供了借鉴和参考。
参考文献：
［1］ 关宝树.隧道工程施工要点集[S]. 北京：人民交通出版社，2008。
［2］ 于书翰，杜谟远. 隧道施工［M］. 北京：人民交通出版社，1990。
［3］ GB50299—1999，地下铁道工程施工及验收规范[S]．北京：中国计划出版社，1999．
［4］ 崔玖江．隧道与地下工程修建技术[M]．北京：科学出版社，2005．
［5］ 关宝树.隧道工程施工要点集[S]. 北京：人民交通出版社，2008。
［6］ 于书翰，杜谟远. 隧道施工［M］. 北京：人民交通出版社，1990。
［7］中铁二局.隧道及地铁工程.北京：中国铁道出版社，2009。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：复杂环境；浅埋富水大跨度；暗挖车站；PBA；施工技术
Abstract: This paper introduces Songjiang road tunnel station under complex environmental conditions PBA method construction technology in Dalian subway project, introduces the principle, characteristics, construction steps, analyzes the key technology of PBA method. The PBA method in the subway construction has certain application prospect; it is available for future construction of similar projects for reference and reference.
Key words: complex environment; shallow water rich big span; hidden-digging station; PBA; construction technology
中图分类号：U231+.3文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02
1.工程概况
1.1车站概况
大连地铁一期工程松江路车站位于山东路与松江路十字路口交叉处，车站主体为双拱单柱双层结构，站台宽10m，车站全长182.6m，宽18.9m，高14.56m，覆土厚9.5～12m，设4个出入口，2个通风道，2个风井兼施工竖井，1个临时施工竖井。车站平面布置图如图1.
1.2 地质状况
车站所处地质为自北向南依次为全风化辉绿岩、中风化白云质灰岩、含卵石黏土、黏土四种地质，出入口通道穿过的土层依次为杂填土、黏土、含卵石黏土，结构高度的三分之二在地下水位以下。
1.3周边环境
该站地处大连市的主干道，道路两侧多为7层住宅、2层商铺，至地铁主体距离11～13m。地面交通流量大，且大多为出入市区的重型车辆。地下管网密布，主要有：拱顶要穿过一处在车站顶部呈“U”型布置的2m×2m的污水砖涵，另外还要穿过1条直径1m的混凝土自来水管、1条直径0.9md的铸铁自来水管，两条直径0.9m的混凝土污水管，这些管线年久失修，长年漏水。其它电力、电信等弱电管线若干。
1.4工程特点
车站所处位置山东路、松江路均为大连市主干道，车流量大（据不完全统计，车流量4611辆/小时，其中大型车辆464辆/小时，中小型车辆4127辆/小时），车站顶板承受的动荷载大，且道路两侧多为砖混结构的7层、2层商铺，至地铁主体距离11~13m，地铁施工时，对这些建筑的影响大。地下管线较多，地下水丰富且水位较高（水位位于中板处），沉降量控制要求严，防渗漏要求高，地质复杂（松江路车站地下岩溶中等发育），施工难度大。 施工场地狭小，地面干扰大。
图1 松江路站平面图
2.施工方法---PBA法
为控制地面沉降变形，确保周边建筑物和地下管线的安全稳定，通过比选，将原设计的中柱法施工变更为对地层和周边环境影响均较小的PBA法施工。
2.1.原理
PBA法由松江路站所处的特殊地理环境所促成：四种复杂多变的土质，主体结构有11m在水位线以下，不利于“中柱法”施工；“中柱法”施工在长期的开挖过程中，进行大面积、深层次的降水，费用高昂，且不利于周围建筑物的稳定，也不利于保护水资源；如果采用“盖挖法”，车站位置所处的山东路、松江路均为大连市的主干道，车流量很大，不允许中断交通。如此就产生了把“盖挖法”的原理迁往地下的设想，即将传统的地面框架结构施工方法(即在地面先做基坑围护桩,然后从上向下进行基坑土方开挖,必要时加撑防止基坑变形,开挖到底后从下向上施工框架结构)和暗挖法进行有机结合,即在地面上不具备施工基坑围护结构条件时,改在地下提前暗挖好的导洞内施作围护边桩、中柱、底梁和顶梁、顶拱共同构成桩、梁、拱(PBA即为桩Pile、梁Beam、拱Arc三个英文字母的简称)支撑框架体系,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。 在围护桩上做拱部初期支护(拱部初期支护类似变异后的“盖挖法”顶盖)，由围护桩来承受拱部荷载并抵抗侧壁压力，如此形成类似“盖挖法”的操作空间，施工过程中用类似“中柱法”的原理进行受力转换。这样把两种工法结合起来运用，既吸取了“盖挖法”桩柱受力承重好、能开展大空间开挖的优点，克服其破坏路面及影响交通的缺点，又吸取了“中柱法”防水层能全封闭的优点，克服其多洞室、易坍塌的缺点。由设想到进一步的分析、计算，逐步完善后形成了PBA这一工法。
2.2.特点
2.2.1充分利用无水的地层进行有水部位地层的作业，避免因长期降水引起的费用增大和地表沉降，有利于保护地下水资源。
2.2.2依靠挖孔桩作支护，稳妥、安全，确保沉降量控制在30mm以内，避免“中柱法”大洞群、多方位、多层次开挖引起地面沉降量过大的缺陷。
2.2.3可减少混凝土的拆除工程量(较“中柱法”减少15％)，造价适中，经济合理。
2.2.4有较大的施工空间，可利用机械开挖，增加平行作业工作面，有利于提高工效，加快施工进度。
2.2.5可以做到结构外侧防水层全封闭，消除渗漏隐患。
3.施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
施工从总体上可分为竖井横通道及车站主体两大部分(不包括出入口、风道)，在施工顺序上有一部分是穿插进行的，见图2。
图2 施工工艺流程图
3.1.1竖井、横通道部分
竖井、横通道是为车站主体施工服务而设置的临时结构(主体结构完工后，一部分要破除、回填)，其作用：一是为人员、机械、材料、出土提供施工通道；二是为小导洞、拱部掘进等车站主体施工提供作业面。其设置需要考虑设备、净空、施工运距、工期、效益、环境等综合因素(在有条件时，可结合出入口、风井、风道的设置综合考虑，综合利用)，以松江路站为例做法分三步：
3.1.1.1竖井施工
此车站共设置三个竖井，其中1、2号风井兼作车站主体施工竖井，净空长11.6，宽6m，深30m， 3号临时施工竖井（车站施工完成后破除、回填）结合1#出入口设置，竖井净空长7m，宽6m，深30m。采用钢筋格栅+网喷混凝土倒挂井壁法施工，龙门提升架出土，模注钢筋混凝土二次衬砌(预留横通道开口位置)，井口设锁口圈梁。井口设出土提升架、电葫芦、步梯及风、水、电、通风、下料等管线。
3.1.1.2横通道施工
车站两端风道兼施工横通道净空（不含二衬结构）宽9.6m，高15m，1#横通道长47m、2#横通道长56m，两施工横通道采用CRD八步法施工。3#横通道净空宽5m,高17.26m，采用台阶法施工。横通道均采用格栅网喷混凝土支护，通过横通道可进行车站主体施工小导洞、挖孔桩、桩顶纵梁等。
3.1.1.3横通道与正洞立体交叉结构施工
此处拱顶共做三次结构：横通道初期支护；立体交叉结构；车站主体扣拱防水、二衬。横通道的作用是为了施工小导洞、挖孔桩、桩顶纵梁等。立体交叉结构是拱部开口及车站主体施工受力转换而设置的特殊临时结构，它依靠挖孔桩、桩顶纵梁为基础进行支撑(见图3)。立体结构施工完毕后即可进行正洞主体部分的拱部掘进。
图3 横通道与车站主体交叉扣剖面图
3.1.2车站主体部分
根据竖井设置情况，车站安排三个工作面施工。车站在扣拱以前，位于车站两端的1、2#竖井工作面施工车站下层小导洞、位于车站中部的3#竖井工作面施工车站上层小导洞，扣拱施工及扣拱完成后的车站主体施工，用三个竖井工作面共同施工。
表1PBA工法施工步序一览表
序号 施工步序 说明
1 1.如图台阶法施工主体四个小导洞及小导管，小导管长度3.0m，环向间距300mm，纵向一榀格栅一环，格栅间距0.5m。施工中应注意在导洞底板预留开孔加强构造。另外，导洞施工应注意群洞效应，掌子面间距不小于10m。下部小导洞施工中应注意在导洞顶部预留开孔加强构造。
2 2.在边洞内人工挖孔施做结构围护边桩及桩顶纵梁,注意：底板挖孔桩的施工必须间隔施工，防止导洞底板结构遭到连续破坏而失稳；施做底纵梁,人工挖孔，安装钢管柱,施做柱顶纵梁上防水层、顶纵梁。注意：底板钻孔桩的施工必须间隔施工，防止导洞底板结构遭到连续破坏而失稳。各工序采用流水作业，相隔两跨。钢管柱安装完成后，采用砂性土将孔内钢管四周填实，顶纵梁浇筑时，在顶部防水板内预留注浆管。
3 3.施做边跨导洞内初期支护及背后回填。边跨初期支护背后预留注浆管。
4 4.施做小导洞间拱部小导管，土体开挖，施工小导洞间初期支护。小导管长度3.0m，环向间距300mm，纵向一榀格栅一环，格栅间距0.5m。
5 5.土体开挖，施做顶部二衬。
6 6.土体开挖至结构中板底部，施做中板及中纵梁。
7 7.继续开挖土体。
8 8.土体开挖至结构底板底部，铺设底板防水,施做结构底板。
9 9.待底板达到设计强度后施做下部侧墙，完成主体结构施工。
10 10.楼梯、结构风道及站台板等附属结构施工。
3.1.2.1施工小导洞
在横通道侧壁按小导洞开挖尺寸(小导洞净空尺寸为高4.5米×宽4米，开挖尺寸高5.1米×宽4.6米)开口破除初期支护。小导洞施工采用φ42*3.25mm、L=3m小导管注浆加固地层，小导管环向间距0.3m,纵向间距两榀格栅一环，上下台阶法开挖，格栅网喷30cm厚C25混凝土支护格栅间距0.5m。
3.1.2.2下层中导洞内底纵梁施工
待下层导洞施工完毕后，清除虚碴及其它杂物，施工综合接地、防水板后铺设5cm厚的素砼垫层，施工底纵梁，底纵梁宽1.4m、高2.5m，钢筋笼绑扎注意预留好与钢管柱钢筋笼的连接筋，预埋好钢管柱柱底法兰盘，确保定位精度。
3.1.2.3施工挖孔桩、钢管柱
边导洞内施工人工挖孔桩，直径1.2m，深12.26m，间距2.0m；中导洞内施工钢管柱Φ1m，深10.15m，间距6.9m。
3.1.2.4施工桩/柱顶纵梁
桩顶纵梁上部预埋拱部初支预埋件。
3.1.2.5边跨导洞内拱部初支及背后回填注浆
车站上层两侧导洞内桩顶纵梁施工完毕后，安装洞内车站拱部格栅，安装时注意与两侧预埋件对接。同时埋设注浆管，注浆管间距5m。喷射砼施工完毕后，待砼达到设计强度后进行背后回填混凝土并注浆，保证初支背后充填密实。
3.1.2.6上层导洞间拱部初期支护
在此之前施工横通道与正洞立体交叉结构，以开创作业面。拱部掘进根据地质条件采用管棚法或小导管注浆法开挖，格栅网喷支护，要严格控制地表沉降。
边跨导洞内初支及背后回填注浆施工完毕后，对车站上层导洞间打设超前小导管注浆加固地层(见图4)。
图4车站上层导洞间初期支护
地层加固完毕后，开挖土体，架立拱部格栅，喷砼完成拱部初支。
3.1.2.7车站拱部二衬施工
1)车站初支扣拱完成后，中板上层土体开挖4米左右，在地面喷射30cm砼硬化地面，并对初期支护进行基面处理，用砂浆抹面找平。
2)铺设边墙及拱部防水层，在防水板上焊接二衬背后注浆管。
3)绑扎边墙及拱部二衬钢筋，绑扎时应注意保护防水层，钢筋头应戴塑料帽，防止戳伤防水层，钢筋需要焊接时采用防火板进行遮挡，防止烫坏防水层。
4)搭设支架，铺设定型钢模板，由下而上分层灌注混凝土，两侧应保持同步，防止对脚手架产生偏压，影响支架安全。
3.1.2.8土方开挖
提前进行地表井点降水，洞内剩余地下水采取抽、堵、排综合治理措施。用挖掘机开挖，锚杆、网喷混凝土支护。
3.1.2.9中板中纵梁施工
拱部二衬施工完毕后，开挖车站土体至中板位置，利用土模进行车站中板及中纵梁施工。
3.1.2.10基坑封底、施作结构底板
车站中板中纵梁施工完毕后，继续下挖土体至基坑底设计标高，铺设防水层，绑扎钢筋，施作结构底板。
3.1.2.11下部侧墙施工
车站结构底板施工完毕后，铺设下部侧墙防水层，施工下部侧墙二衬，完成整个车站二衬的施工。
3.1.2.12附属结构施工
整个车站二衬施工完毕后，进行车站附属结构施工。
3.2操作要点
3.2.1 导洞开挖
3.2.1.1车站主体4个导洞上下左右相距仅有4.5m～6.5m，如何避免开挖中的相互影响，开挖时要合理确定导洞间的开挖顺序，控制群洞效应所引起的地面沉降，确保地下管线和周边环境安全稳定。
3.2.1.2合理确定各导洞的开挖顺序，按先下后上，先边后中顺序进行小导洞工程的开挖支护，下导洞超前上导洞10m～20m。各导洞之间横、纵向均拉开10~15m距离，避免相互干扰。
3.2.1.3坚持先超前支护后开挖的原则分台阶开挖，加强初期支护，早封闭成环，控制导洞的沉降和变形，控制开挖所引起的地面沉降，确保地下管线和周边环境安全稳定。
3.2.1.4根据监控量测反馈信息调整支护参数和施工方法，以此作为安全保证的主要手段。
3.2.2钢管柱安装和柱内混凝土施工
3.2.2.1钢管混凝土柱是结构中的主要承载构件,钢管柱混凝土的质量,关系到整个结构的安全与稳定。因导洞断面较小,受作業空间限制,钢管柱的安装精度和钢管柱混凝土施工的质量较难保证。
3.2.2.2中下导洞施工底纵梁时,采用精度为1/200000的自动安平投点仪、激光测距仪及前方交汇法,确定钢管柱基础的中心位置,预埋钢管柱定位杆,安装调平基板。
3.2.2.3柱的钢管分节吊装,钢管各节之间采用高强螺栓连接。柱下端与底纵梁预留调平基板连接,上端用设在柱上的定位器定位。
3.2.2.4通过投点仪和激光测距仪确认钢管柱的垂直度,看柱基的中心和柱的中心是否重合,能否达到精度要求。
3.2.2.5采用串桶灌注泵送混凝土。为确保钢管柱混凝土的密实,在混凝土中掺缓凝剂TMS,严格控制水灰比,并加强捣固。
3.2.3主体结构扣拱施工
3.2.3.1主拱地层软弱含水，大跨开挖施工风险大，单个主拱开挖跨度已达10.7m，双跨对称同时开挖则将达21.4m，中间支撑相对较窄，中上导洞土层受主拱开挖影响受力复杂；主拱在初期支护与二次衬砌形成过程中的体系转换和平衡，防止结构变形、失稳和破坏，避免出现地面及拱部的过量沉降和坍塌；结构顶部有多条管线与车站并行，距结构较近且多是雨污水管存在渗漏。
3.2.3.2主拱采取分部开挖，减小开挖跨度，缩短每循环作业时间，尽快将开挖后地层闭合成环。
3.2.3.3做好超前地质预报，探明前方的水文地质情况。若存在滞水，通过探孔排出；接近管线位置时，实施超前管线探测，小导管加密注浆、加密格栅钢架、设双层钢筋网、掌子面注浆等支护措施进行保护。
3.2.3.4坚持信息化施工，根据信息反馈调整支护参数，如果变形量和变形速率超过警戒值时，立即采取应急预案，包括加强超前支护、初期支护、增设临时支撑、改变开挖步骤、修改施工方案等。
3.2.3.5拆除临时支撑时，对相应部位加强监控量测。
3.2.4 交叉口施工
3.2.4.1交叉口处荷载转换复杂，结构易失稳；开口跨度大，操作空问小，对车站整体的施工组织和工期影响大。
3.2.4.2交叉口采用组合拱梁结构，钢筋混凝土拱脚支承在纵梁上，水平梁连接初期支护格栅并分配荷载；主拱开挖设置侧向开口加强环与临时竖撑，侧向开口加强环拱脚支承在纵梁上。
3.2.4.3侧向开口采用6 m双排小导管加固与注浆，环向破除混凝土设置开口加强环，主拱开挖时设置两排临时竖撑，竖撑置于导洞壁上，主拱开挖支护10～20m后施工交叉口组合拱梁；圈梁站厅层成环后破除立体交叉拱梁侵人二衬断面部分，拆除临时竖撑，开挖核心土，施作通道二衬。
3.2.4.4早开联络通道，在左右线间创造平行作业条件以便加快施工进度。
3.2.5 站台层逆作结构防水和混凝土浇灌
3.2.5.1 在逆作施工缝处由于受空间限制，施工中存在防水板的预留和保护困难、施工缝处的防水質量不容易保证等难题。因此，在逆作施工缝处很容易产生渗漏水。逆作结构施工缝处下部混凝土时，由于混凝土凝固收缩,在施工缝处很难浇灌密实而出现空隙,从而造成质量缺陷和安全隐患,影响结构实体质量和正常使用。
3.2.5.2施工缝位置设在结构受剪力较小且便于施工的部位,留出作业空间,方便下一步边墙混凝土的施工。为保证下一步混凝土的浇灌密实,逆作施工缝留设成台阶形式或斜缝,以方便下一步混凝土浇灌和振捣。
3.2.5.3施工缝处设双道遇水膨胀嵌缝胶或止水条和预埋回填注浆管等方法进行防水处理。
3.2.5.4逆作结构下部混凝土浇灌成高出施工缝20cm的牛腿形式，以确保混凝土密实无空隙。
4.几点建议
4.1 充分考虑立体交叉结构尺寸、格栅连接的操作空间、防水层搭接长度、交叉口处圈梁尺寸，加大交叉口处导洞断面；
4.2鉴于导洞空间狭小、文明施工等方面的要求，洞内围护桩施工建议采取人工挖孔，挖孔桩钢筋笼采用导洞内焊接、安装，解决了钢筋笼分段吊装、分段焊接的难题。
5.结语
大连地铁一期工程松江路站应用PBA法，成功地解决了受工程水文地质条件、环境条件、车站埋深等多种因素的制约，攻克了施工中的难点和关键技术，达到了较为满意的工程效果。工程建设集中了目前国内施工技术的领先水平，对开发利用地下空间、特别是当今世界土地资源匮乏，城市交通拥堵的情况下，如何在大都市、大城市既有城区特别是中心城区开发利用地下空间，且在施工期间尽量减少对交通及居民生活的影响，该工程的建设及实施意义重大， 为今后类似工程的施工提供了借鉴和参考。
参考文献：
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。