1 工程概况
沈阳地铁一号线青年大街站采用逆作法进行施工，依次自上而下施工，青年大街站位于沈阳市沈河区，为一、二号线的十字交叉换乘车站，车站主体均为暗挖施工，一号车站采用PBA工法和CRD工法（中柱法）结合施工，PBA工法为两层三跨三连拱结构，CRD工法为单层三跨三连拱结构。二号线采用PBA工法为两层两跨两连拱结构。以下以青年大街站为例。
2 施工顺序 详见图1： 序号 施工顺序示意图 文字说明 第一步：自横通道进洞，施工导洞拱部超前小导管（进洞时并施工大管棚），并注浆加固地层，台阶1 法开挖导洞并施工初期支护(台阶长度不大于3米)，下导洞贯通后，开挖横向导洞。开挖导洞时，先开 挖下导洞后开挖上导洞，先开挖边导洞后开挖中间导洞。 第二步：导洞(A)(D)及横导洞内施工条基，在两边上下导洞内施工挖孔桩及桩顶冠梁（挖孔桩须跳孔施工，隔3挖1，导洞(A)(D)拱部开2 孔时仅凿除初支混凝土，格栅钢筋不切断)，并在中间导洞内施工上下导洞间钢管混凝土柱挖孔护筒。 挖孔前在下导洞需要开挖孔的四周打设小导管，进行孔周预注浆加固土层。 第三步：在下导洞(B)(C)内施工底板梁防水层及底板梁后，施工钢管混凝土柱(柱挖孔护筒与钢管混3 凝土柱间空隙用砂填实)，然后在导洞(2)(3)内施工顶拱梁防水层及顶纵梁，并在顶纵梁中预埋钢拉 杆。 第四步：施工洞室Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ拱顶超前小导管（进洞时并施工大管棚），并注浆加固地层。台阶法开挖导洞Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ土体（导洞Ⅱ先4 行，与导洞Ⅰ、Ⅲ前后错开不小于6米，且导洞Ⅰ、Ⅲ同步向前开挖，施工过程中不得拆除导洞中隔 壁），施工顶拱初期支护，开挖步距同格栅间距，并加强监控量测。 第五步：导洞Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ贯通后，由车站端头向横通道方向后退，沿车站纵向分段（每段不大于一个柱5 跨）凿除小导洞（1）（2）（3）（4）部分初期支护结构，施工顶拱防水层及结构二衬，并及时施工 钢拉杆。施工过程中加强监控量测。 1
第六步：顶拱二衬施工完成后，沿车站纵向分为若干个施工段（不大于两个柱跨）：在每个施工段分6 层开挖土体至中楼板下0.5米处（边开挖边施工桩间网喷混凝土及切割掉挖孔护筒），分段施工中 楼板梁及中楼板，并施工侧墙防水层、保护层及侧墙。 第七步：分段（每段不大于两个7 柱跨）向下开挖土方至钢支撑处，并及时架设钢支撑。 第八步：沿车站纵向分为若干个施工段（不大于两个柱跨）：在每8 个施工段分层开挖土体至基底（边开挖边施工桩间网喷混凝土），施工底板防水层及底板,然后施工部 分侧墙防水层及侧墙。 第九步：沿车站纵向分为若干个施工段（不大于两个柱跨）拆除钢9 支撑，在每个施工段内施工结构侧墙防水层及侧墙，完成车站主体结 构施工。 2
第十步：施工车站结构内部构10 件，拆除钢拉杆，完成车站结构施工。 3 施工要点 1 小导洞施工
小导洞虽为临时支护结构，但在该阶段仍应努力控制工程施工对地层的扰动，以便为下阶段的作业创造条件，尤其需要采取适当措施，减小群洞效应。“控制导洞施工对地层的扰动、减少导洞施工阶段引起的地层沉降”是制定施工小导洞技术措施的主要出发点。
（1 先施工边桩小导洞，洞通后再施工中柱小导洞。中柱小导洞施工时，先施工下导洞并超前上导洞至少10.0 m，避免下导洞开挖可能引致上导洞的过大变形。
（2 上部导洞的钢格栅在拱部开挖时还必须对接，因此导洞施工阶段必须对导洞格栅精确定位，并详细记录其里程位臵。
（3加强地层改良
1)进行超前小导洞注浆加固，以防止开挖面的坍塌，并控制来自隧道纵向的地层损失及支护前的、因为应力释放而产生的松弛变形。
2) 降水作业使底部孔隙率有所增大，为增大中柱底梁地基基础承载力、减少基底的压缩变形，对导洞底板进行注浆加固。
（4 导洞施工采用超短台阶，目的在于使支护结构尽快封闭，以减少上台阶即拱脚处的基础压缩变形并有效地控制地层的松驰变形。
（5 加强土层与支护结构间的回填注浆。回填注浆采用带有微膨胀性的水泥浆液。
2 洞内桩施工
上导洞施工完成后，施工边桩。在狭小导洞内同时完成钻机成孔、钢筋笼搬运吊装、混凝土灌注、泥浆外运，施工难度较大，需要注意以下方面。
（1 由于洞内操作空间小，地层变化大（有粉细砂、中粗砂、砂卵石等）特
3
点和边桩设计要求，采用反循环钻机成孔，以满足地下导洞狭小空间钻孔的施工要求，为防止塌孔和保证成孔质量，采用冲抓钻机跳桩法施工。
（2钢筋笼采用多节施工，各节采用机械连接，以满足垂直度等精度要求。接头按设计要求错开。
（3 边桩需要做好顶梁接头钢筋预留。
（4 边桩施工破洞时破除小导洞初支处需要加强。 3 钢管柱施工
采用PBA工法施工的车站，钢管混凝土柱是车站的核心承载结构之一，钢管混凝土柱的受力也随施工进展而不断变化。在车站底梁施工完成后，在上下导洞间采用人工挖孔、砼护壁施工钢管柱的柱孔。钢管混凝土柱的强度、设计断面及节点设臵等都必须充分考虑施工工况的影响，施工过程中存在的中柱与边桩的不均匀沉降，中柱基础可能出现的压缩、回弹再压缩的变化而产生的附加应力等也都对梁、柱节点的设计、施工提出了较高的技术要求。
钢管柱的定位必须精确，同时通过对小导洞初支（或临时仰拱）开洞处增加对钢管柱的约束点，另外必须还设臵中跨拉压杆，以调整因扣拱而产生的不平衡推力，确保中柱的稳定。钢管柱采用工厂加工，运至车站中上导洞内吊装。由于导洞净空限制，钢管柱加工需分节。
4 天梁施工
天梁也是PBA工法施工重要的承载与传力结构，两侧通过预留筋与车站拱部二衬钢筋相接，下端则通过钢管柱与钢管柱连接。“天梁”在柱上导洞内施作，其钢筋绑扎、支模和混凝土灌注等各个施工环节都局限在导洞狭小的空间，施工较为困难。施工中根据柱距采用分段法施工，一般分段长度15m左右。
（1 “天梁”两侧需预留钢筋与车站拱部钢筋相连，在导洞狭小的空间可以采用机械连接预留钢筋头，并设臵钢板保护防水板不破坏。
（2 “天梁”结构断面较为复杂，且钢筋密度大，灌注条件差，因此要确保“天梁”顶部灌注密实，减少初支和二衬混凝土之间空隙，设臵预留浇注孔位进行隔孔浇注；并采取天梁两侧及天梁底部三面同时振捣，同时加强对施工缝的处理。
5 拱部开挖施工
拱部开挖时，初期支护落在桩顶纵梁上，直接将力传至边桩和中柱。由于拱
4
部开挖断面较大，在开挖过程中主要还是依靠预支护技术来维持洞周围岩的暂时稳定，开挖结束后才能施作初期支护，跨度过大时必将引起显著的地层沉降，因此采用小导管、管棚超前注浆加固地层、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量。
（1 拱部地层采用超前小导管注浆进行超前预支护或预加固处理。 （2 拱顶开挖支护采用弧导开挖法，并留核心土。下部土体采用人工配合机械开挖。
（3 在保证正洞三跨拱脚节点板和预留节点板之间的连接质量的同时，拱脚加设锁脚锚管，锚管长度根据不同现场确定，每榀排一次，外插角45度，锁脚锚管必须和拱架焊接在一起。
（4 背后回填注浆紧跟掌子面且落后3～5米注浆一次，布管要求按初支扣拱交底进行，注浆压力控制在0.4～0.6 MPa，直至注不进为止，浆液为加有适量膨胀剂的纯水泥浆。
6 土方开挖及支撑架设
待拱部二衬混凝土达到设计要求后即进行主体土方开挖，采用逆作程序分两层施工。逆作法挖土工序是整个逆作法施工的重要环节。在开挖土方期间上部的结构和地面荷载，全部由中柱、纵梁及周边的钻孔桩承担。挖土的方法将决定围护结构的受力与变形，大量的挖土与长时间的暴露，将使主体围护产生过量的沉降。因此，必须制定严格的开挖方法与保护措施。
由于逐层开挖受到结构层高限制，挖土采用0.5m3小型挖掘机与人工结合。在两根钢管柱之间，采用机械拉槽挖土，两边采用人工配合开挖，发挥各自的优点。土方开挖要注意以下几点：
（1 土方开挖采用竖向分层，纵向分段，逐段封闭的施工原则。 （2 开挖下一层土方时，应待上一层逆作梁板结构砼强度达到设计强度后才能进行。
（3 土方开挖时，不能紧挨中间钢管柱单边开挖，应沿钢管柱四周平衡开挖，以减少土方对中间钢管柱的压力，避免产生不必要的变形。
（4 土方开挖要对称进行，即由中间向两侧开挖，以平衡土压力对墙体的压力。
（5 逆作法施工土方开挖期间应全过程对基坑的围护体系、周围环境、地
5
下结构本身进行监测，及时反馈信息，及时调整开挖方法、开挖速度和开挖方向，做到信息化施工。
7 中柱底梁基底加固
采用PBA工法逆作施工，涉及底梁地基基础的承载力问题。在结构底板封闭以前为最不利受力状态,即地基基底压力值达到最大。底梁的设计将通过基底压力计算值与地基承载力设计值的比较而最终确定基础尺寸。为进一步增强地基的承载能力,减少工程施工过程中由地基基础引起的结构不均匀沉降,还应对底梁基础的基底进行注浆加固处理。 8 二衬施工
PBA工法逆作施工衬砌与开挖交叉进行，拱部开挖完成稳定后即开始进行拱部二衬施工，拱部二衬达到规定强度后，即开挖土方至车站中层板底为上层边墙和中层板衬砌提供条件，中层板达到设计强度后就可以开挖下层土体为底板和下层边墙施工提供条件。二衬施工顺序及施工质量的好坏关系整个车站的使用，要注意以下几点：
（1 拱部二衬施工需破除部分导洞初支，它必须在车站梁柱支撑体系形成、所有导洞回填完成、初支拱部基本稳定以后进行，先施工中拱二衬后施工边拱二衬，拱部衬砌模板采用可调钢模＋梳形钢架＋脚手架的模板体系，导洞拆除时需分段跳拆，每段拆除长度不宜超过12米，施工时特别处理好与天梁接头处的防水和钢筋接头，为保证衬砌混凝土防水质量需预埋回填观察管、注浆管、出气管。
（2 边墙施工采用模板台车施工，模板台车上附平板振捣器，需严格控制振捣时间防止过振或涨模，上边墙在开挖下层土体时将承受很大拉力，钢筋连接质量一定要保证。
（3 中层板采用土模，土模质量好坏关系中层板的外观质量，需严格控制土模施工。
（4 底板施工需破除下层导洞，需加强防水板的保护，且保证与底梁的连接质量。
6
（5钢与混凝土组合结构施工方案
工程概况
沈阳地铁一号线青年大街站为暗挖逆作法，其中主要受力点为钢管砼支撑，青年大街站一号车站采用PBA工法和CRD工法（中柱法）结合施工，PBA工法为两层三跨三连拱结构，CRD工法为单层三跨三连拱结构。二号线采用PBA工法为两层两跨两连拱结构，φ800、φ900车站共计76根钢管柱，中街站为双层岛式地下车站，起点里程为DK1 16+880.567，终点里程DK18+11（267，车站全长23（7m，标准段开挖净宽19.7m，中街站设臵φ1000钢管混凝土中柱37根。钢管柱采用工厂制作，现场吊装、定位和浇注砼，均采用螺栓连接，穿过中层板钢筋砼，钢与砼结合分内、外两种结合方式，外结方式如中层板梁处，见剖面图如图1所示：以下以青年大街站为例。
图1 钢管柱与混凝土组合结部位剖面图
钢管砼柱梁钢筋施工 11 工艺流程
钢管砼柱对接安装→柱内钢筋绑扎→柱体砼浇筑→中层板地模铺设→钢管柱配件焊接→中板梁钢筋绑扎→中板砼浇筑
钢管柱与中板砼相接处地模示意图及钢管柱平面图如图2所示：
7
图2 中板梁钢管柱处剖面图 钢管柱平面位臵图 12 中板梁钢筋安装 1 考虑到中板梁的设臵，梁与柱交叉时，梁平面位臵处于柱位臵设构造钢筋，该构造钢筋伸至钢管柱两侧，当柱与梁水平交叉时，梁钢穿至上下翼缘。
2 由于钢骨钉设于中层板梁内，故施工时应先焊接骨钉，后绑扎钢筋，因此处钢筋较密，后焊接骨钉必须拆除钢筋，这就造成不必要的反工。
3 梁、柱结点位臵处于中板的受力集中点，故设计上钢筋较密，因此此处的箍筋可适当调整，加密改为钩筋，这样不仅可以加快施工进度，减小施工难度，又不会影响整体受力。
4 根据图纸设计梁柱节点，梁钢筋数量进行排筋时，能不穿砼柱的尽量不要穿，梁筋可从钢管柱侧直接通过，通不过的方可与加强环焊搂，焊接长度不小于10d。
5 中板梁采用直螺纹连接，配臵梁钢筋时应注意避免接头在钢管柱范围内，方可施工。
6 当梁与钢管柱相交处须设腰筋时，可从钢管柱侧面穿过，不可从钢管柱处切断。
钢管柱内混凝土施工
钢管砼内在结合主要体现在，钢管内浇筑砼。钢管混凝土结构是指将混凝土填充入钢管内形成的结构，其本质上属于套箍混凝土。其基本原理由二：一是借助于内填混凝土来增强钢管壁的 稳定性；二是借助钢管对核心混凝土地 套箍作用，使得核心混凝土处于三向受压状态，从而使得核心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力。
钢管混凝土结构除具有一般套箍混凝土地强度高，重量轻，塑性好，耐疲劳，耐冲击等优点外，还具有以下一些在施工工艺方面独特的优点：1）钢管本身就
8
是耐侧压的模板，可适应先进的泵送混凝土工艺。2）钢管本身就是钢筋，它兼有纵向力筋和横向箍筋的双重作用。
1 在砼浇注前绑扎钢筋笼，且经检验合格。
2 柱脚砼凿毛：对柱脚法兰盘内的砼进行全面凿毛处理，凿毛面必须清理干净并在砼浇注前用水湿润。
3 钢管柱浇注C50微膨胀混凝土，为泵送商品砼。用串筒进行钢管内混凝土浇注，串筒用φ150钢管。由于钢管顶部作业空间限制，串筒分节长度2～（5m，随着钢管内混凝土的上升逐节上拔并拆除钢管，串筒底离砼浇注面高度控制在1～（5m内。当混凝土浇灌到钢管顶端时，应浇灌到稍低于钢管的位臵，待混凝土达到设计值的50%后再用相同等级的水泥砂浆填至管口。
4 钢管柱的混凝土浇灌工作，应连续进行；必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。浇筑混凝土之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。钢管柱混凝土浇注厚度较高，需分层循环浇注，分层厚度为50cm左右。并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇注完毕，混凝土从搅拌机卸出到浇筑完毕的延续时间要求C50混凝土在气温低于20℃，为保证钢管柱内砼凝结后减少缩水，砼泵送到浇注面的坍落度为13～14cm。采用插入式振捣棒，振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振捣棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。每点振捣时间一般以20～30s为宜，但还应视混凝土表面不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层浇筑时，振捣棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。
5 管内混凝土的浇灌质量，可采用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，则应用超声波检测，对于不密实的部位，采用钻孔压浆的方法进行补强，然后将钻孔补焊封固。
9
（二）总结及体会 （9逆作法技术总结
工程概况
本工程在青年大街站、中街站采用暗挖逆作法，总应用长度达55（1m，以青年大街站为例。
关键技术施工方法
车站主体采用\"PBA\"洞桩法施工，主体上层设4个导洞（两个边导洞和两个中导洞），下层设4个中导洞。导洞贯通后，在两边导洞内施工钻孔桩，在中间下导洞内施工底纵梁，在中间上导洞内施工人工挖孔桩与下层导洞贯通，安装钢管柱，浇注顶纵梁，完成梁柱体系，主体扣拱后形成支护体系；主体结构采取逆作法施工，先施工拱部衬砌砼，然后在桩、柱支护结构下开挖车站主体空间，边开挖自上而下施作车站中层板、柱和侧墙等永久结构（开挖站厅层土方，施工中板及以上层边墙衬砌，开挖站台层土方至钢管支撑下，架设钢管支撑，开挖剩余站台层土方，浇筑底板砼，跳拆钢管支撑，浇筑侧墙砼），在施工中需注意:
1 小导洞虽为临时支护结构，但在该阶段仍应努力控制工程施工对地层的扰动，以便为下阶段的作业创造条件，尤其需要采取适当措施，减小群洞效应。“控制导洞施工对地层的扰动、减少导洞施工阶段引起的地层沉降”是制定施工小导洞技术措施的主要出发点。
2 洞内桩施工上导洞施工完成后，施工边桩。在狭小导洞内同时完成钻机成孔、钢筋笼搬运吊装、混凝土灌注、泥浆外运，施工难度较大，为防止塌孔和保证成孔质量，应严格按照规范要求施工。
3 钢管柱的定位必须精确，同时通过对小导洞初支（或临时仰拱）开洞处增加对钢管柱的约束点，另外必须还设臵中跨拉压杆，以调整因扣拱而产生的不平衡推力，确保中柱的稳定。
4 逆作法挖土工序是整个逆作法施工的重要环节。在开挖土方期间上部的结构和地面荷载，全部由中柱、纵梁及周边的钻孔桩承担。挖土的方法将决定围护结构的受力与变形，大量的挖土与长时间的暴露，将使主体围护产生过量的沉降。因此，必须制定严格的开挖方法与保护措施。
工程控制措施
1 导洞的钢格栅在拱部开挖时还必须对接，因此导洞施工阶段必须对导洞格
10
栅精确定位，并详细记录其里程位臵。
2 加强土层与支护结构间的回填注浆。土层与支护结构间不能密贴是必然的，进行回填注浆处理可以有效地消除因土层与支护结构间存在着缝隙而产生的地层损失。回填注浆采用带有微膨胀性的水泥浆液。
3 围护桩钢筋笼长度由于受条件限制，采用多节施工，各节采用机械连接，以满足垂直度等精度要求。接头还必须按设计要求错开。
4 中板以上土方开挖采用竖向分层，纵向分段，逐段封闭的施工原则。 5 开挖下一层土方时，应待上一层逆作梁板结构砼强度达到设计强度后才能进行。
6 土方开挖时，不能紧挨中间钢管柱单边开挖，应沿钢管柱四周平衡开挖，以减少土方对中间钢管柱的压力，避免产生不必要的变形。
7 土方开挖要对称进行，即由中间向两侧开挖，以平衡土压力对墙体的压力。 8 拱部二衬施工需破除部分导洞初支，它必须在车站梁柱支撑体系形成、所有导洞回填完成、初支拱部基本稳定以后进行，先施工中拱二衬后施工边拱二衬，拱部衬砌模板采用可调钢模＋梳形钢架＋脚手架的模板体系，导洞拆除时需分段跳拆，每段拆除长度不宜超过12米，施工时特别处理好与天梁接头处的防水和钢筋接头，为保证衬砌混凝土防水质量需预埋回填观察管、注浆管、出气管。
9 边墙施工采用模板台车施工，模板台车上附平板振捣器，需严格控制振捣时间防止过振或涨模，上边墙在开挖下层土体时将承受很大拉力，钢筋连接质量一定要保证。
应用体会
采用逆做法在城市商业区及交通疏解困难地段施工地铁车站，能有效减少对商场商铺、交通、地下管线的影响，该工法适用性广，能适用于各种地质条件和周围环境下作业；变形小，沉降可控，施工效率高，施工工艺简化，确保周边建筑物安全，且加快了施工进度，从而节省了资金的投入，减少了工期，该工法在沈阳地铁一号线中街站及青年大街站的应用，得到了业主、监理及社会的一致认可与表扬。通过青年大街站及中街站对本工程逆作法的成功应用，积累了一定的施工经验，为以后同类地质条件车站施工的使用提供了借鉴，加快了基坑围护的施工进度，保障了周边的土体及建筑物移定降低施工对地面交通及周边环境影响的经济效益。
11
逆作法施工
12
（5钢与混凝土组合结构技术总结
工程概况
本工程在青年大街站、中街站钢管混凝土柱施工中采用了钢与混凝土组合结构技术，钢管砼柱共计99根，以青年大街站为例。
关键技术施工方法
是借助于内填混凝土来增强钢管壁的稳定性；另外借助钢管对核心混凝土地 套箍作用，使得核心混凝土处于三向受压状态，从而使得核心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力,在施工中需注意:
1钢管柱在运输过程中，不得受较大外力碰撞，以免发声变形，如果已发声变形，应及时与场家联系，劲快补就。
2 钢管柱在调装过程中，正下方严禁站人，以防止柱体脱钩伤人。 3 使用手拉葫芦前应认真检查；检查转动部分是否灵活，是否有卡链现象，链条是否有断节及裂纹，制动器是否安全可靠，销子是否牢固，吊环是否结实稳固；经检查合格方可使用。在起重作业中，严禁超载使用手拉葫芦。对手动葫芦转动部分要定期润滑，防止链条锈蚀。
工程控制措施
1 在砼浇注前绑扎钢筋笼，且经检验合格。
2 柱脚砼凿毛：对柱脚法兰盘内的砼进行全面凿毛处理，凿毛面必须清理干净并在砼浇注前用水湿润。
3 钢管柱浇注采用C50微膨胀混凝土，为泵送商品砼。
4 钢管柱的混凝土浇灌工作，应连续进行；必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。浇筑混凝土之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。钢管柱混凝土浇注厚度较高，需分层循环浇注，分层厚度为50cm左右。
5 管内混凝土的浇灌质量，可采用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，则应用超声波检测，对于不密实的部位，采用钻孔压浆的方法进行补强，然后将钻孔补焊封固。
应用体会
钢管砼特别适合应用于高层、超高层建筑、地下工程的柱及其它有重载承载力设计要求的部位。钢管混凝土与钢结构相比，在保持自重相近和承载能力相同
13
的条件下，可节省钢材约50﹪，焊接工作量可大大减少；与普通钢筋混凝土结构相比，在保持钢材用量相近和承载能力相同的条件下，构件的横截面面积可减小约一半，从而建筑空间得以加大，有效使用面积也相应增加，混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少50﹪。按照普通砼柱与钢管砼对比，采用的钢管砼技术，减少了柱的截面尺寸，提高了有效面积利用率，节省了人工关模等相关人工费用，整体节约200万元。通过钢与混凝土组合结构技术，加强了质量，加快了施工进度，缩短了工期，增加了车站的耐久性。
钢管柱与混凝土组合结部位大样 14
钢管混凝土组合结部位大样
15
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容