地铁PBA法暗挖车站钢管柱安装施工技术

地铁PBA法暗挖车站钢管柱安装施工技术
【摘要】通过北京地铁7号线广安门内车站暗挖PBA法工程施工的实例，对暗挖车站中的钢管柱安装的施工准备工作、吊运、精确安装及混凝土浇筑等施工技术和方法进行了详细介绍，为今后类似工程提供借鉴和参考。

【关键词】地铁；PBA法；钢管柱；安装技术
1概述
随着城市轨道交通的不断发展，越来越多的地铁车站采用全暗挖法，而钢管柱以其良好的受力性能被广泛应用于地铁暗挖车站中[1]。

因此，如何在狭小的空间内保证钢管柱安装的质量和进度的难题摆在了技术人员的面前，本文以北京地铁7号线广安门内车站为工程背景，详细介绍地铁PBA法暗挖车站钢管柱定位和安装施工技术。

2概况
2.1设计概况
广安门内站位于广安门内大街和白广路交叉路口，沿广安门内大街跨路口设置。

车站为单柱双层双跨岛式站台结构，采用暗挖法（PBA法）施工。

设计采用钢管柱直径为1000mm，共41根钢管柱，其中标准段33根，下翻段4根，盾构段4根。

每根钢管柱分节安装，每节长度为3550mm、3000mm、2630mm和2810mm四种规格尺寸。

2.2施工重、难点
（1）受导洞净空尺寸（宽3.5m×高4.5m）的限制，且在下层导洞内底纵梁上狭小的作业空间内安装钢管柱定位法盘，如何保证钢管柱安装定位的精度、柱身的垂直度是施工的重点，也是难点。

（2）钢管柱是PBA法暗挖车站结构的主要承重结构构件，钢管柱的施工质量直接决定着整个车站的施工质量和安全。

所以，钢管柱安装施工是质量控制的重点。

（3）钢管柱每节重量约3t，且整个运输通道作业空间非常有限，所以如何将钢管柱安全顺利地通过竖井及连通道吊运至安装目的地是施工的难点。

3钢管柱安装施工方法
钢管柱安装主要施工流程：拱顶预埋吊钩→钢管柱定位法盘安装→钢管柱柱
身吊运→钢管柱柱身安装→钢管柱柱身固定→钢管柱混凝土灌注。

3.1拱顶预埋吊钩
在上层中导洞施工时，在钢管柱上方初支小导洞格栅上焊接预埋Φ32吊钩，具体位置可由现场测放的导洞格栅安装里程线量测出来，也可以直接采用全站仪在小导洞拱顶格栅上测放出钢管柱的中心位置。

预埋吊钩与格栅钢架主筋焊接牢固，且满足钢筋锚固长度，预埋吊钩承重为10t。

这一步是非常关键，关系到后期钢管柱安装时的施工安全。

3.2钢管柱定位法盘安装
钢管柱定位法盘采用4cm厚钢板制作，外半径R=650mm，内半径r=425mm,定位法盘采用3根Φ22定位杆和9根管外锚固筋与底纵梁钢筋焊接牢固,定位杆用来调整定位法盘的水平。

在底纵梁钢筋绑扎前，先在中导洞的初支结构上测放出钢管柱中心横向控制线，然后在中导洞拱顶测放出钢管柱中线纵向控制线，并在距横向控制线两边各50cm的位置测放钢管柱定位法盘顶面标高控制点，每个钢管柱定位法盘共测放6个控制点（不含纵向控制点）。

待底纵梁钢筋绑扎完成后利用这6个控制点进行定位法盘的初次定位，这样可以减少反复采用全站仪测量定位的次数，相对解决了因作业空间狭小带来的施工技术难度。

每浇筑段底纵梁钢筋上的定位法盘全部初次定位完成采用全站仪和水准仪进行测量复核定位，安装误差都在10mm之内。

采用仪器测量复核定位完成后对定位法盘及底纵梁钢筋骨架进行固定，防止后期浇筑混凝土过程中定位法盘中线偏移。

3.3钢管柱柱身吊运
如何将钢管柱从地面通过竖井及连通道运输到安装地点是非常关键的一步。

首先，在地面上将每节钢管柱进行编号，保证正确安装；第二，在钢管柱柱身两端内皮各焊接一根Φ25钢筋弯钩，采用双面焊，焊接长度不小于5d。

这根钢筋用于固定吊装钢丝绳；第三，在竖井与连通道交叉部位的拱顶凿出一个直径为30cm的孔洞，并能露出格栅钢架，在格栅钢架上焊接一个Φ32的吊钩，并用高标号的砼浇筑密实；第四，采用龙门吊起吊钢管，到达连通道洞口时，通过提前安装在连通道拱顶吊钩上的滑轮拉住钢管柱的一端，并缓慢拉进通道内，到达合适位置后放在平板车上向通道内部缓慢移动，最后运输到安装地点。

整个吊运过程必须保证信号畅通，确保安全。

3.4钢管柱柱身安装与固定
通过小导洞拱部预埋吊钩上的滑轮将放在平板车上的钢管柱起吊，工人通过倒链发力，并传到钢丝绳，将钢管柱缓慢起吊。

等钢管柱完全离地并竖直吊起后对准钢管柱人工挖孔，开始下放，下放过程要匀速，且不能过快，防止产生过大冲力。

另外在下放过程用土工布将钢管柱柱身包裹，防止其在后期产生铁锈腐蚀。

第一节钢管柱下放完成后，通过采用I22a工字钢焊接的“井”字架将钢管柱卡住，固定牢固后解下钢丝绳进行下一节钢管柱的吊放工作。

在钢管柱下放前，提前将底座位置混凝土凿毛处理并清理干净，待钢管柱下放到位后根据提前测放的控制点进行定位，完成定位后开始焊接加劲板，优先焊接对角4个加劲板，防止钢管柱位置偏移。

钢管柱采用I22a工字钢固定牢固。

加劲板焊接完成后，将人工挖孔中钢管柱与下层小导洞拱部的空隙部位进行支模封堵，随后进行钢管柱与人工挖孔之间空隙回填，回填采用中粗砂，采用人工对称、分层回填，并加水使其密实，禁止采用手推车和半边回填。

回填完成进行钢管柱柱顶中心位置复核，对于超过允许偏差的必须将回填土从下层导洞里清理掉，按照上述施工方法和技术要求重新进行定位钢管柱。

3.6钢管柱混凝土浇筑
钢管柱混凝土强度等级C50微膨胀混凝土，采用泵送商品混凝土入柱，混凝土浇筑工作连续进行，把采用长度10m长的机械插入式振动棒进行振捣，每灌注0.5m振捣一次，作业时使振捣棒自然沉入混凝土中，并保证插到下层混凝土中5~10cm，保证上下层的有效结合，振捣过程中插点均匀，快插慢拔，保证充分振捣[2]。

另外，充分振捣顶部的混凝土，排除混凝土间的气泡，保证混凝土的整体密实[3]。

浇筑过程中出现间歇时，间歇时间不应超过混凝土的初凝时间，且在重新浇筑前应先灌注一层厚度为10~20cm的与混凝土等级相同的水泥砂浆，避免自由下落的混凝土骨料产生弹跳现场；并且在浇筑的过程中将振捣插到下层混凝土的厚度不小于5~10cm，保证混凝土浇筑的整体质量。

4结语
钢管柱的安装质量是暗挖PBA法车站施工质量控制的重中之重，在主体结构土方开挖和二衬结构施工过程中，所有的荷载都将通过钢管柱传到承载地基，保证了钢管柱的工程质量就保证了地下暗挖施工的安全。

通过钢管柱的施工，具有以下两点建议：第一，小导洞的高度应比每节钢管柱长至少50cm，方便小导洞内起吊和安放；第二，施工底纵梁的下层小导洞拱顶与底纵梁上表面的净距不小于 1.8m，方便钢管柱定位法盘的安装和定位，提高施工效率。

参考文献：
[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004.
[2]赵友军.地铁暗挖车站钢管混凝土柱施工技术探讨[J].西部探矿工
程.2006.117（1）：138-140.
[3]翟晓刚.钢管混凝土柱施工技术的探讨[J].建材与装饰.2007.24（9）：155-157.
卜宪龙，男，1980年09月19日出生，吉林省长春市，职称：工程师，2004年毕业于吉林建筑工程学院交通工程专业，工学学士，研究生。