洞桩法施工地铁车站导洞开挖方案优化

洞桩法施工在北京地铁中的应用引言随着地铁施工技术的不断进步,地下工程界不断创新,提出了许多新的施工方法,其中浅埋暗挖洞桩法就是很有代表性的一种。

该方法在传统浅埋暗挖分部法的基础上吸收了盖挖法的特点,灵活多变,适用范围极广[1]。

浅埋暗挖洞桩法在北京地铁十号线多个车站工程中得到成功应用,充分证明其在松散软弱地层中进行浅埋大断面洞室开挖是可行的,该方法具有良好的发展前景和推广价值。

现以北京地铁十号线光华路站中洞施工为例,介绍洞桩法的施工技术,探讨浅埋暗挖洞桩法的施工关键和技术难点,并提出相应的解决措施。

1 工程概况光华路位于东三环路与规划商务中心街交叉口,为单跨三洞地下局部双层分离岛式车站,中间为双层结构,两侧站台为单层结构,三洞间以通道相连,车站的主体为南北向布置,起点里程为K20+526.084,终点里程为K20+695.284。

车站总长169.2m,总宽度46.7m,中间洞宽14.4m,两侧洞宽10.81m。

单侧站台宽度4.5m,线间距40m。

车站共设东南、东北、西北、西南四个出入口,两个风井和风道分别位于车站南北两端。

车站结构剖面图如图1所示。

中洞为双层结构,覆土厚度为7.4m,采用洞桩法施工。

2 光华路地铁站中洞洞桩法施工2.1 中洞洞桩法施工工序光华路车站主体中洞为单跨双层结构,采用洞桩法施工。

首先施作两侧小导洞,小导洞开挖尺寸宽×高为5600mm×6400mm,初支厚度为300mm。

再在小导洞内施作Φ800@1200的钻孔灌注桩,桩顶设1600mm×1650mm的纵梁,然后施作中洞拱部初支和二衬,在中洞拱部结构的支护下向下开挖土方,逐层架设水平施工横撑,直到结构底板,然后再由下至上逐层拆除横撑施作二衬底板和边墙。

2.2 主要施工方法和技术措施2.2.1 导洞内灌注桩施工中洞围护桩桩径为Φ800mm,间距1200mm,桩长22.5m,锚入车站底板下13.83m,桩身混凝土标号为C30,共计240个桩。

北京地铁XX、XX号线XX站XX号线车站边桩施工方案1 编制依据1.1第五分册 XX、XX号线双层暗挖主体结构施工导洞及围护结构施工图（BJ4-218-SS-05-JG-001～032）1.2北京地铁线XX站地质勘探资料。

1.3国家及部委相关施工技术规范、规程、标准。

1.4我单位类似工程施工经验。

2 编制范围北京地铁XX、XX号线XX站XX号线车站主体暗挖洞内边桩施工。

根据工程需要，编制上述工程内容的施工方法、施工工艺顺序、施工组织、进度计划、劳材机的配置、施工管理及相关保证措施等。

3 编制原则3.1在充分理解设计图纸的基础上，采用安全有效、合理可行、经济快速的施工工艺。

3.2坚持“安全第一”的原则。

保证施工过程组织实施的安全，保证施工质量的安全，保证周围环境和地表沉降的安全。

3.3严格遵照施工规范、设计图纸要求的原则。

3.4确保工程质量和工期的原则。

4 工程概述4.1地理位置北京地铁XX 、XX 号线XX 站位于XX 区XX 大街与XX 路、XX 南路的十字交叉路口处，为XX 号线和十号线的交叉换乘车站。

XX 、XX 号线车站主体双层暗挖段施工通过南北两端的1#、2#风道和东西两端的盖挖竖井进行。

XX 、XX 号线车站主体双层暗挖段采用洞桩法施工，即上下四导洞开挖完成后，在上下导洞内做边桩围护结构和钢管柱，如图４.１－１所示。

4.2规模尺寸车站主体为双层暗挖，采用上、下四导洞的洞桩（柱）法施工，边桩直径为Ф800mm ，钢管柱直径为Ф800mm 。

XX 号线方向车站共有边桩136根，桩长8.688m ；有钢管柱48根，柱长为9.2m 。

根据设计人工挖边桩孔孔径Ф1200mm ，钢管柱挖孔径Ф1700mm 。

具体边桩及钢管柱位置见土４.2-1《XX 号线车站施工上导洞钢格栅及挖孔桩平面布置图》5 地质情况5.1XX 号线车站工程地质拱顶埋深7.1m 左右，根据开挖显露的地层情况知南侧上导洞从C25素混凝土桩底拉梁底纵梁与冠梁同时浇注边桩Ф800@2000冠梁钢管柱Ф800@6000与冠梁同时浇注C25素混凝土图4.1-1 边桩及钢管柱挖孔立面图拱顶向下土层依次为粉质粘土③1层、粉土③层、粉质粘土④层、粉土④2层、粉细砂⑤2层、卵石圆砾⑤层等，拱底坐落在卵石圆砾⑤层；北侧上导洞从拱顶向下土层依次为粉质粘土③1层、粉质粘土④层、粉土④2层、卵石圆砾⑤层、中粗砂⑤1层、卵石圆砾⑤层等，拱底坐落在卵石圆砾⑤层。

某地铁车站洞桩法施工新技术刁天祥(中铁隆工程有限公司，四川成都 610016)摘要本文通过对既有洞桩法施工的一些技术创新，使洞桩法施工更安全，更环保，施工质量也更易控制，施工组织更有效，通过该车站的成功实施，为以后类似工程提供借鉴。

关键词洞桩法小导洞干法成孔回填土地膜纵梁回填混凝土扣拱平衡受力施工组织1车站工程概况1.1 工程概况车站为两端双层、中间单层岛式站台暗挖站，端进式暗挖车站形式。

车站总长度187.9m，总宽度22.9m。

双层暗挖段顶板结构覆土厚度7.57~8.45m。

车站主体双层结构采用PBA洞桩法施工，车站主体结构断面采用双层三跨三连拱结构。

车站中间27m为下穿既有地铁车站，采用单层双洞矩形分离断面，两洞间隔4.1 m。

车站有两个风道和四个出入口通道，一个残疾人通道和一个紧急出入口。

车站结构断面设计如下图所示。

1.2 地质情况车站穿越地层地质情况：车站顶部位于粉细砂层，中部位于卵石圆砾层、砂层，底部位于卵石圆砾层。

车站穿越地层条件非常差。

该段地下水属层间水，含水层为卵石圆砾层，中粗砂充填，渗透系数大，为强透水层，水位标高为24.19~26.38m，（水位埋深为20.50~24.30m），地下层间水进入车站4m左右，对车站施工影响很大。

该段地下水对混凝土结构无腐蚀性，局部地段对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀。

1.3 周边环境该车站周边环境复杂，四周有大型饭店和重要商业建筑物、办公区，车站埋深较大，大部分建筑物位于车站开挖面影响范围内，施工过程中很容易对周围建筑物基础产生影响。

1.4 地下构筑物(管线)车站上方覆土内有热力、煤气、上水、污水、雨水、电力、通信等89条管线。

其中盖板河横穿车站主体上方,盖板河底板厚0.4m，边墙厚0.25m，均为钢筋混凝土结构。

盖板河底板距离车站拱顶距离1.77m；如果车站施工措施不当，会使盖板河下沉造成开裂，进而漏水。

2车站施工方案及顺序车站暗挖施工主要是利用车站两端的通风竖井做施工竖井，采用CRD 工法六部开挖风道，通过风道进入车站组织施工。

洞桩法施工技术在地铁车站工程中的应用摘要结合具体工程的施工实践，分析了洞桩法施工原理、特及其施工方法和步骤，并针对导洞开挖及群洞效应的控制、主体扣拱结构施工、逆作结构防水技术等洞桩法施工关键技术进行了相应的探讨，可供同类工程参考。

关键词地铁站工程；洞桩法；施工技术；暗挖逆作法1 工程概况某地铁站位于市政道路交叉口位置，车站形式为双层、单柱双跨式箱型框架结构，车站总长为185.6m，总建筑面积约12 635m2，车站共设置有3个出入口、2座风道和风井及1个残障电梯井和1个消防通道。

受施工场地周围环境的限制，为尽量减少与控制施工过程对地铁站周边市民正常生产和生活及市政交通的影响，该地铁站主体结构工程施工采用矿山法进行全暗挖施工；同时为控制基坑结构施工引起的周边地面沉降变形位移，确保周边建筑结构和市政道路及地下管道设备的安全稳定，该主体结构选择采用对地层和环境影响均较小的洞桩法进行结构施工。

2 洞桩法施工原理及特点分析应用洞桩法进行地铁车站工程的施工，即将地上框架结构的传统施工技术与暗挖法进行有机结合，在施工场地范围地面上不具备直接施工基坑围护结构的条件时，可在地下预先暗挖完成的导洞内进行围护边桩、中柱、底梁和顶梁、顶拱结构的施工，使其共同构成桩、梁、拱支撑的整体框架受力体系，承受基坑及主体结构施工过程中的各类荷载；在顶拱和边桩结构的整体围护下，在地下逐层向下开挖，同时对内部结构进行施工，最终形成由外层围护边桩及顶拱初期支护与内层结构二次施工组合而成的永久承载体系。

在地铁站工程中采用洞桩法施工的主要特点如下：1）对施工场地地面和周边环境的影响相对较小，适用于受交通条件及周边环境条件严格限制无法进行明挖施工的地下工程施工；2）由于施工过程中引起的地面沉降变形相对较小，对保护工程施工场地周边的市政道路、建筑结构和附近的地下设施（如桥桩、管道等）的结构稳定和正常运营有利，达到安全施工的目标；3）与其它大跨度结构暗挖施工技术（如中洞法、CRD法等）相比，在地铁站工程中采用洞桩法施工，其结构受力条件相对更好，废弃工程量少，周边地面沉降小，场地空间利用率高，而且其成本造价也相对较低，工程经济效益相对更好[1]。

分析洞桩法（PBA）地铁暗挖车站施工技术摘要：结合某地铁暗挖车站实例，简要介绍了该地区的地质条件，明确洞桩法施工流程，提出洞桩法施工技术要点与注意事项，有效提高地铁暗挖车站的施工质量，旨在为类似工程项目提供借鉴与帮助。

关键词：洞桩法；地铁暗挖车站0引言：洞桩法属于浅埋暗挖法，在施工过程之中，通过先开挖导洞，在导洞内部进行条基、底部纵梁、边柱、中柱与冠梁和顶部纵梁施工，然后进行扣拱施工，最后形成桩-梁-拱支撑体系，逐步向下开挖，进行内部结构的施工，也常被人们称作PBA法。

与其他类型的浅埋暗挖方法相比，利用洞桩法施工，能够保证地表沉降得到有效控制，在地铁车站施工中应用较多。

鉴于此，本文重点分析洞桩法在地铁暗挖车站施工当中的具体应用。

1案例背景分析某地铁暗挖车站位于某道路交叉口位置，呈现东西走向，工程所在区域地质条件比较复杂，地下水位较高，同时具备良好的补给性，要求施工单位加强地下水位控制，避免出现渗漏现象。

施工单位经过综合考量之后，决定采用洞桩法进行施工，具体施工技术要点如下。

2洞桩法施工流程第一，采取超前小导管方式，对周围地层进行加固处理，在近桥侧导洞位置，进行有效开挖，采取台阶开挖方法，开挖结束后，进行钢格栅混凝土支护。

第二，导洞开挖并支护施工结束后，需要利用专业钻机，自内向外进行跳孔施工，钻孔桩之间的距离保持在1.2到1.5m之间，然后采取水下灌注混凝土方法，导管距离桩底30-50cm，混凝土灌注完毕养护达标后，将桩头凿除，进行桩顶纵梁施工[1]。

第四，在导洞内部进行拱边段施工，将导洞格栅钢架与拱部稳定连接。

地层加固处理后，采取导坑施工方法，将导洞内部的土体挖除，然后进行初期支护施工，若地层条件特别差，需要进行临时支撑。

第五，初期支护强度达标后，将临时支撑拆掉，然后向下开挖施工。

按照施工顺序，进行拱墙位置防水层与中板底模施工，最后进行防水层施工。

第六，逐渐向下开挖，一直到钢管撑标高下部0.5m左右，桩间需要喷射混凝土层，进行找平，若桩间加固效果比较差，还要进行注浆施工[2]。

车站导洞开挖技术研究与优化摘要:洞桩法具有结构受力条件好、工序倒换次数少、周围环境影响小、地面沉降相对小、断面利用率高、圬工废弃量小等优点[1-2]。

所以洞桩法一直是设计者和施工者探索的重要命题。

本文以北京地铁7号线双井站八导洞开挖为工程背景，利用大型有限元软件ansys建立模型，并结合现场实际监测数据进行对比，经过对比发现采用先开挖上导洞方案优于采用先开挖下导洞方案，结合实际现场经验提出采用用先开挖上导洞方案能有效控制地表沉降，同时通过分析发现监测点在导洞正上方时沉降要快，而且离导洞越远沉降越快.关键词:洞桩法；有限元；地表沉降中图分类号: p642 文献标识码: 文章编号: the station pilot tunnel excavation technology research and optimizationhuo run-ke1.2,huang jia1(1 college of civil engineering,xi²an university of architecture &technology,xi²an 710055;2 key laboratory of structural engineering and earthquake resistance of ministry of education,xi²an,710055)abstract:hole pile method has fewer circle of process,good structure stress condition, and small environment impact, small ground subsidence , high section utilization ratio,small masonry abandoned[1-2]. so the hole pile method is an important proposition of designers and builders to explore. based on eight pilot tunnel excavation of shuangjing station of beijing metro line 7 as engineering background, using the large finite element software ansys to establish model, in considering with the actual monitoring data, through the contrast we found that the scheme that excavating the above pilot tunnel firstly is better than scheme that excavating the below pilot tunnel firstly, combining with the actual field experience, the scheme that excavating the above pilot tunnel firstly in this paper can effectively control the surface subsidence, through the analysis, we found that monitoring point which above the pilot tunnel would subside faster, the faster the further away from the pilot tunnel key words:pba;finite element;surface subsidence1 工程概况1.1 工程背景本工程为北京地铁七号线双井车站紧邻北京市cbd核心区。

地铁车站PBA工法小导洞施工方案改进措施摘要：在地铁车站的施工中，当前常用PBA公法进行导洞施工，达到提高建设质量和施工效率的目的。

基于对该种方法应用原理的了解和研究，本文指出了这种方法的应用方法，并在此基础上通过对同一工程施工方案的对比工作提出PBA法施工方案的改进措施，从而让这种方法能够在施工过程中发挥更为有效的作用。

关键词：地铁车站；PBA公法；小导洞施工引言：PBA公法为浅埋暗挖法，这种方法的原理为，根据工程特点进行挖掘导洞，在完成该项操作后在导洞内容施加桩拱梁设施，这些构件发挥承力功能，在完成该段导洞的施工工作后，沿导洞方向进行进一步挖掘，最终完成对整个工程的施工工作。

但是这种方法在应用中，由于要开挖多个导洞，容易引发地面沉降问题，所以方案改进工作的重点为规避这一问题。

1.地铁车站PBA公法小导洞施工方案确定在PBA公法的应用过程中，在技术应用中包括多种方案，本文以某地铁车站的设计和施工为例，探究具体的施工方案，施工方案的确定和实施方法如下：1.1地质勘探工作开展在地质勘探工作的开展中，主要的探究内容为地铁车站建设区域地质条件，尤其是对于低层中的砂石层区域来说，由于这种地质环境稳定性较差，建设多个小型导洞更容易产生地质沉降问题。

另外在地铁车站的设计中，会在工程图纸上标注地铁车站的相关参数，在小导洞施工方案的设计和确定过程中，要完全按照施工图纸上相关参数的进行合理规划[1]。

例如在三教堂地铁站的施工中，车站的建设区域垂直剖面上，自上至下的土层为人工填土、粘性土、砂土和卵砾石土，不同土层的渗透性不同，具体数值如下：表一三教堂车站施工区域各土层渗透率岩土名称建议值（m/d）透水性黄土状粉质粘土 0.1 弱透水粉土细砂 5 中等透水中粗砂 35 强透水在完成土质分析工作后，开展周边区域环境勘测工作，地面交通系统勘测发现，周边车流量很大，临近建筑中，东端伸入钢结构厂区，车站的1号风亭、D出口占用交警总队1层砖结构。

洞桩法施工地铁车站技术在沈阳地铁的应用摘要:随着地铁施工技术的不断进步,地下工程界不断创新,提出了许多新的施工方法,其中浅埋暗挖洞桩法就是很有代表性的一种。

本文对洞桩法原理、流程进行了简要的介绍,并以沈阳地铁中街站施工工艺为基础,阐述洞桩法施工工艺过程及技术要点。

关键词:地铁车站浅埋暗挖洞桩法1.洞桩法概述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。

修建地铁车站的方法主要有明挖法、盖挖法、暗挖法及盾构法等,在沈阳地铁二号线与韩国合作尝试了新型管幕法等新型施工法。

洞桩法(PBA)是暗挖法的一种,在众多的暗挖工法中独树一帜,以其工法的特殊优势,为人们所关注并采用。

洞桩法的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,其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。

即地面不具备施工基坑围护结构条件时,先施工小导洞,然后在导洞内施作围护边桩、桩顶纵梁,使围护桩、桩顶纵梁、顶拱共同构成桩(Pile)、梁(Beam)、拱(Arc)支撑框架体系(PBA即Pile、Beam、Arc三个英文单词的首位字母组合),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。

地铁建设均在较大规模的城市,其施工方法自然而然地受到地面建筑物、城市交通、道路、环境保护、水文地质、施工机具、资金条件等因素的影响,此时采用洞桩法施工的优点也就随之而显:首先对城市地面交通影响小施工占地小;其次沉降易于控制,保证了附近建筑物的安全;再次降低了施工风险,保证了施工作业安全。

当然该工法缺点也是有的,主要表现为工序繁琐,施工组织难度很大,单位延米造价比较高,施工空间十分狭小,可以借鉴的经验比较少,在施工过程中需要不断改善工序和施工工艺。