浅谈洞桩法在轨道交通工程中的运用

浅谈洞桩法在轨道交通工程中的运用

摘要:轨道交通的发展见证了国家工业化、城市化的发展，人口向城市的持

续迁移和对交通越来越大的需求促进轨道交通的持续发展，目前广州轨道交通项

目大多处于中心城区，施工面临着地质复杂、管线驳杂、周边房屋与构筑物交错、核心地段市政道路敏感、借地征拆困难等多种因素的影响与制约，在中心城区采

用暗挖法施工成为不可避免、无法回避的工法。广州东风路、黄埔大道、中山大

道等核心地区、核心路段广州在建的轨道交通11号线、13号线二期等工程，如

流花路站、华景路站、天河东站、沙河站、纪念堂站、仓边路站、农林下路站、

梅东路站、白马岗站等共十余座车站均采用了洞桩法进行暗挖施工。

洞桩法的应用一方面破解了中心城区施工条件的制约，另一方面解决了在广州复杂地质条件下的复合地层中进行大断

面安全、有效开挖遇到的难题，本文分析总结洞桩法施工过

程中风险管控与安全质量监管重难点，对促进、提升轨道交

通洞桩法管理具有重要的意义。

一、洞桩法工艺简述

洞桩法是浅埋暗挖施工工法的一种类型，其结合了盖挖法和暗挖法的优势，施工工艺主要包含开挖导洞，然后在导洞

内施作桩、底纵梁、中柱、顶纵梁等，接着开挖并施作扣拱，形成由“桩（墙）-梁-拱”的支撑体系再向下开挖土体并施

作车站内部结构。洞桩法最早应用并成熟于北京地铁项目，

后在青岛、重庆、乌鲁木齐等地推广应用，多地的成功案例

表明，洞桩法能够有效地控制地表沉降，保障施工与周边环

境的安全，当地层参数较差，尤其是在土质或软弱（Ⅵ级）围岩条件下，洞桩法较其他常见暗挖施工方法（中洞法、侧洞法、CRD法等）具有支护形式合理、沉降可控、施工安全度高、较好的经济效益等优势。

二、洞桩法在广州地区应用过程中存在的重难点、问题及原因分析

洞桩法通常适用于土层较软、稳定性较差、地下水位较高或仅可使用较小面积场地进行施工的情况。在此情况下，相比于常规暗挖法洞桩法的施工速度较快，对周围环境的干扰也较小。但是，洞桩法需要使用专业的设备和技术，施工难度较大，施工成本也相对较高。通过对广州地铁应用洞桩法施工车站的实地调研，洞桩法在广州地区应用的重难点及问题如下：

1、隧道开洞风险大。相比常规的隧道开洞，横通道开洞是在竖井侧壁开洞，导洞和扣拱是在横通道侧壁开洞，它们涉及工序转换和复杂的受力转换，容易发生侧壁支护坍塌、涌水涌沙等险情。

2、隧道暗挖过程风险大。导洞的设计是沿车站通长设置的3到4个平行的相邻隧道，隧道间距小，开挖施工对相邻隧道的土石扰动加大了工程地质风险，相邻的多个隧道形成群洞效应，容易发生开挖面突然坍塌、掉顶等险情。

3、狭小有限空间内作业风险大。横通道与导洞这些隧道

纵横交错、空间狭小，同时导洞内还需进行人工挖孔桩、钢

管柱等工序作业，在有限空间内如果存在通风换气不畅就会

造成人员缺氧、中毒、昏迷、窒息等险情，应急逃生通道少、上下应急联络困难等问题都会是应急救援中的巨大难题。

4、人口密集区域爆破作业风险大。爆破作业的紧邻着已

完成的初期支护结构甚至已完工的永久结构，爆破产生的振动、冲击波等对工程自身的结构以及机械设备、监测设施等

会有不同程度的影响，可能会造成支护结构开裂、破坏，设

备设施损坏；同时周边的居民会对爆破作业所产生的震动、

响声有比较明显的感受，易造成居民投诉甚至恐慌等问题。

5、施工缝的处理质量管控，洞桩法在广州地铁的应用中，采用的是逆作法或半逆作法。主体工程的施工缝处理质量好坏，直接影响到车站结构抗渗漏性能。

三、对策与建议

企业是安全生产的首要责任，健全完善风险分级管控和隐患治理双重预防机制，是全面提升项目对洞桩法施工工程的

安全管控水平，最大程度降低施工风险，保证周边建筑物、

环境与施工作业和人员的“双安全”的必要手段和要求。对

洞桩法施工的风险应严格按照风险分级管控程序的四个阶段

七个步骤开展实施，即尽早进行危险源识别、及时进行风险

评价、提高风险控制、定期进行效果验证与更新。重点做好：

1、建(构)筑物及管线基础资料收集、周边环境影响分

析及保护工作。对工程周边环境要进行系统的全面排查和分析，收集并核实地下管线和建(构)筑物资料，确保成果资

料的真实性，并委托有资质的机构对周边设施进行全面调查

和鉴定，形成鉴定报告。对废弃老旧水管，要核实并排空管

内滞水:对废弃人防工程，应检查是否存在背后空洞水囊，

必要时可提前回填处理，确保拱顶无水施工。

2、摸清水文地质情况，掌子面必须采用超前水平钻、物

探等手段进行连续的超前地质预报，严禁在地质不明时冒险

实施开挖作业。在风化不均、软弱地层、溶蚀空洞风化深槽

等风险区在详勘基础上加密钻孔实施施工勘察，摸清拱顶水

文地质情况。如掌子面采用超前水平钻探，长度不低于30m，搭接不少于5m，加深炮孔不低于5m，搭接不少于2m。

3、做好施工参数管理，确保施工每个循环做到连续作业。应根据工程具体地质和环境条件，经试验确定合理的开挖方式、循环进尺、衔接时间要求及掌子面步距等参数，控制掌

子面作业人数。严禁施工中擅自调整设计参数，掌子面脱岗

离人、超限员作业、超限定时长支护作业及超掌子面步距作业。

4、监控量测严格落实“信息化施工”。中心城区除常规

监测外，必须进行土体分层坚向位移监测，开挖断面按10m

间距布置分层竖向位移监测点。拱顶上方的给水管、雨污水

管等重要管线必须布设直接监测点。严禁擅自修改、编造监

测数据，故意漏报、迟报、瞒报监测数据。

5、细化、梳理风险管理各个关键工序与环节，有针对性

开展有限空间作业、人工挖孔桩、爆破作业等方面的隐患排

查与过程旁站监督，建立危大工程巡查记录与隐患排查台账，问题清单有跟踪、有回复、有落实。

结束语:总体来说，洞桩法在城市核心区域具有独特的优势，通过总结洞桩

法施工过程中风险管控与安全质量监管重难点，对促进、提升轨道交通洞桩法管

理具有一定的的意义。

[1]赵小燕,易领兵,陈庆怀,刘胜欢,郑力铭,杨涌跃,吴程浩. 大断面平顶直

墙洞桩法暗挖地铁车站零距离下穿施工对既有矩形断面隧道的影响[J]. 城市轨

道交通研究,2023,26(08):71-76.

[2]李勋. 超浅埋暗挖车站洞桩法施工横向管幕承载机理及地表沉降预测方

法研究[D].山东建筑大学,2023.

[3]潘玺龙,何辉. 北京地铁车站洞桩法施工变形和结构受力分析[A]. 北京

力学会.北京力学会第二十九届学术年会论文集（续二）[C].北京力学会:北京力

学会,2023:82-84.

[4]张志伟,尤强,田江涛,许明杨,王海涛. 复杂环境下洞桩法施工群洞效应

对比分析[A]. 中冶建筑研究总院有限公司.2022年工业建筑学术交流会论文集[C].中冶建筑研究总院有限公司:工业建筑杂志社,2022:1383-1387.