地铁暗挖车站洞桩法施工技术-最新资料

地铁暗挖车站洞桩法施工技术
、工程概况
一）车站概况
该车站为中间单层、两边双层的岛式站台暗挖车站，该车站
的总体长度为187.9m,总体宽度为22.9m。

车站两边双层暗挖段顶板结构所覆盖土的厚度处于7.57-8.45m 之间。

洞桩法施工技术主要在车站主体双层结构中加以应用，对于车站主体结构断面
来说，则选择双层三跨三连拱结构。

该车站中间部位27m处，是
下穿既有地铁车站，在此选用单层双洞矩形对断面进行分离，其中两个洞之间的间隔为4.11m。

具体如图1所示。

二）地质概况
首先，车站顶部、中部、底部地质材料分别为粉细砂层、卵
石圆砾层与砂层混合物、卵石圆砾层。

其次，该车垫的地下水属于层间水，并具有渗透系数大的特点，另外，地下层间水渗入车站4m左右，对车站的整体施工有着较大影响。

最后，车站地下水采用混凝土结构为无腐蚀性，且部分位置钢筋混凝土具有弱腐蚀性，因此会对钢材料造成一定腐蚀。

三）环境及管线
在该车站周围，所存在的条件较为复杂，周围建设有商业区、住宅区及办公区等建筑，且多数建筑分布在车站开挖所能够影响到的范围之内，在开挖时，容易对周边建筑物产生影响。

此外，
该车站上方部位存在各类生活管线近90 条，再次加大施工的难度。

二、该车站施工方案
根据地下结构暗挖施工的基本原理及地下工程的施工特点，
结合洞桩法工法特点及本工程的特点进行施工组织，具体施工方
案及施工顺序为：一是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6部开挖风道，利用风道进入车站进行施工。

二是，在进入车站后，需对4 个小导洞进行开挖。

三是，对车站4 个小导洞进行开挖时，需分别对施工顺序进行展开。

其中边桩选择800mmi勺钻孔桩，桩与桩的间距为1200mm 车站中柱选择
800mm的钢管柱。

四是，对上边导洞需完成钻孔围
护桩与边纵梁施工，对下边导洞需完成边基础梁施工。

五是，在
上中导洞中，需选择钢管中柱与中纵梁结构，下中导洞需选择中纵梁结构，且钢管柱需设置在纵梁之上，顶中纵梁需设置在钢管
柱上。

六是，边围护桩、中钢管柱、边纵梁等环节施工结束后，
先完成边扣拱施工，再对中扣拱进行施工，从而构建形成稳定顶部三联拱结构。

最后采用逆作法技术，完成车站最下方两层结构的施工。

三、洞桩法暗挖技术的实施
一）导洞施工边桩干法成孔技术
车站设计采用洞桩法进行施工，但原设计采用上部 4 个导洞，下部采用2个中导洞，上部2 个边导洞主要是解决车站的边
桩施工空间和边顶纵梁施工，上部中间导洞主要是解决车站的中
柱和顶纵梁施工空间，下部中导洞主要是解决底纵梁及中柱的施工空间，边桩支护采用泥浆护壁钻孔桩成孔。

此方法存在四方面困难：一是施工场地狭窄，文明施工不易控制，人员安全风险高。

二是成桩困难，易塌方，易造成地表沉降。

三是施工进度慢，成本高。

卵石层中施工进度也很低，造成施工成本很高。

四是施工质量不易控制。

在此基础上，经过充分的论证，采用上下各4 个导洞，即增加下部2 个边导洞，这样就可避免上述分析的不可控因素，问题得到有效解决。

由于施工前在挖下部导洞时，地下水已经降到底板底的位置，不需要再特殊降水，这样上下导洞之间的边围护桩就可以采用干法施工成桩，采用冲挖钻就可实现。

钢筋采用直螺纹连接，可以实现几根桩一起顺序灌筑，
实现安全、质量、进度、成本均可控状态，文明施工也可得以实现。

二）小导洞施工的组织与开展
首先，设计施工顺序采用先施工下导洞，然后再施工上导洞。

以前施工也基本采用此方法组织施工。

由于施工是从竖井和风道
进入车站施工的，而风道比较高，达到13.2m，采用CRD工法分6部组织施工，每一部序台阶长度按5m进行控制，这样第施工到车站后，最后一步还有25m的距离，每天按1m的开挖进度，要25d 最后一步才能够到达。

然后再进行下导洞的施工，上下导洞要相互错开一定的距离，上导洞的施工时间就要迟后最少
1 个月时间。

也就是说风道进入车站横通道1 部开挖完成后要停留1 个月的时间才能进入车站导洞施工，存在窝工现象，整个车站设置3个施工横通道，人员窝工就比较严重，不便于施工组织的有效开展，工期也将整体推后1个月。

通过15m的试验段先开挖上导洞，后开挖下导洞，加强地表和导洞的监控量测对比分析，发现先下后上和先上后下两种方法对地表的沉降影响基本差不
多，地表沉降均在5mn左右。

先上后下开挖导洞技术上是可行的，
根据试验结果，采用先上后下开挖车站导洞，按照施工的部序自
然组织施工，提前了工期，减少了大量窝工，也优化了施工组织，
使施工组织更合理有序。

三）上导洞纵梁底采用灰土回填
首先，洞桩法施工，特别是在中间顶部 3 跨的扣拱施工时，
存在复杂的应力转换过程，施工控制不好，将导致中间扣拱施工时，由于变形可能会使先施工的扣拱二衬出现结构开裂情况发生，这方面
都有失败的经验教训。

以前中间扣拱施工时，主要是采取在两侧已完结构
的两个纵梁之间设对拉拉杆和横向支撑杆件以此来平衡结构受力。

纵梁施
工采取脚手架模板施工。

其次，撑拉技术措施是被动的措施，有时候管理不好，会出现结构开裂的问题，未能主动且一劳永逸地从根本上解决结构受力转化问题。

综合考虑结构受力和结构受力转化传递的特点，采取了在中纵梁和边纵梁下部导洞的空间，采取用灰土填充，地膜施工纵梁钢筋混凝土，克服了在狭窄空间内施作和拆除模板和脚手架以及加固的支撑困难局面。

在纵梁底部灰土回填处理，扣拱开挖时, 控制开挖高度，在横断面上纵梁和灰土以及横向未开挖的围岩就形成了一个统一的传递力的整体，
直接传递侧向力，维持力的平衡。

扣拱开挖时，梁体上受到的力就可以通
过下部实体结构传递力，力的传递不会因结构施工而中断。

中扣拱开挖施
工时，限制开挖高度，不破坏力的传递路径，这样在整个施工过程中通过
原状土和回填灰土，实现力的顺利平衡传递，从技术角度实现结构的安全。

总结:
该车站所处环境非常复杂，处于繁华的闹市区，环境安全对
施工要求很高，运用洞桩法开展地铁暗挖车站施工，在实际施工
当中，展现出较好的效果，且地表沉降控制在合理的允许范围, 周边环境安
全得到保证，施工安全处于可控状态，施工进度和质量控制得到了保证，因此应予以推广及应用。