洞桩法施工在北京地铁中的应用论文
摘要：结合北京地铁十号线光华路站中洞施工实例，介绍了洞桩法的施工工艺，进一步探讨洞桩法的施工关键和施工难点，提出了相应的解决措施，为其他大跨地铁施工提供重要的参考价值。
关键词：地铁车站，浅埋暗挖，洞桩法
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800@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800mm，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。围护桩需在中洞两侧导洞内进行施工，导洞净高5。80m，净宽5。00m，桩位在导洞底板靠边墙侧，操作净高度约为5m左右。
钻孔桩施工需在中洞导洞初支结构施工验收后进行，由于施工场地条件的限制，钻进和运输都存在相当难度。由于东南竖井进场较晚，南端横通道尚未施工，只能从北端横通道施工钻孔桩，为避免钻机间施工的相互干扰，将钻孔桩分为4组，每台钻机施工1组，即60根桩。钻孔桩施工采用改型反循环钻机，每个导洞安排两台钻机，按由内向外跳二钻一顺序施工，从就近风道出渣运输，两端风道导洞内设泥浆沉淀池，废浆经就近风道运出。
2。2。2 纵梁施工
钻孔灌注桩施作完成后，凿除桩头，进行桩顶纵梁施作，纵梁长143。8m，截面尺寸宽×高为1600m×1650m，采用C30商品混凝土。每个纵梁分五段施工，各段长度30m左右，钻孔灌注桩桩顶清理、桩身质量检查、钢筋绑扎、模板和支撑的安装及混凝土浇筑等工序的施工采用流水作业，加快工程进度。出入口段应先将纵梁下部的钻孔桩接高至梁底标高位置后再施工纵梁。纵梁模板及支撑采用组合钢模板+方木支撑体系，应保证钢模板及支撑体系的刚度和强度。混凝土浇筑采用泵送C30商品混凝土，插入式振捣棒振捣。
2。2。3 扣拱施工
在中洞扣拱施工中，先施作导洞内初支结构，再开挖两个导洞之间拱部土方，施作导洞之间的拱部初支，中洞拱部连为一体，共同受力。施工中格栅钢架的连接处理的好坏，直接影响格栅安装的精度以及初期支护的机构质量，是洞桩法施工中的关键问题。下面对施工中格栅拱架连接主要的几个问题及相应的施工措施加以说明。
1）拱脚处连接。施工中首先在纵梁上预埋地脚螺栓和钢板，小导洞内格栅连接板与纵梁上预埋的地脚螺栓直接连接，同时与预留钢板焊接，地脚螺栓锚固长度不小于35d。
2）小导洞内格栅和小导洞之间格栅的连接。在小导洞内超前2m~4m破除导洞与拱部格栅连接处的混凝土，割除下部导洞格栅，将小导洞之间的初支格栅与切割后的导洞格栅直接连为一体，施工中预埋注浆管，喷混凝土后及时背后注浆。
3）拱顶格栅连接及下部土方开挖施工。两个导洞之间初支结构净宽度为9。063m，弧长为9。615m。结构拱部处于粉细砂层中，开挖易引起塌方，因此初支格栅采用3段，使格栅连接点偏移拱顶，避免拱顶变形过大。同时施工中分三部分开挖，先开挖两侧土方，安装钢格栅喷射混凝土后再开挖中部土方，安装钢格栅喷射混凝土封闭上拱。为控制地表沉降，开挖施工中留置核心土。
2。2。4 大管棚超前加固施工
由于车站主体结构中洞位于东三环道路中心下面，中洞长148。2m，从北向南为下坡，坡度为2‰，上覆土只有7。4m，地面交通繁忙，车流密度较大，而且地下管线密布，为减小地表沉降，保证地下管线和地面交通安全，在车站中洞洞桩法施工中采取大管棚施工和小导管注浆联合超前支护方法。
大管棚施工两侧对打，每侧管棚长度77。5m，设在拱部60°范围内，每侧33根。管棚采用159×8mm无缝钢管，环向间距300mm，开口处每根管棚中心距中洞拱部初支结构外皮轮廓线250mm，纵向搭接5m，管内填充水泥砂浆。
2。2。5 横撑施工
中洞开挖过程中，在中洞拱脚处会产生很大的水平力，使拱脚产生水平位移，施工中若不采取相应措施，中洞拱部会因拱脚水平位移过大而失稳，或引起地表沉降过大。针对这种情况，在两侧拱顶纵梁之间设置拉杆并预加拉力，即施工中的第一道横撑。横撑采用的是600的钢管，长13m，水平间距为3。0m。第一道横撑位于纵梁处，两端需与纵梁施工时预埋螺栓连接。施工时，横撑两端钢板与梁内预留钢板沿周边焊接在一起，以保证横撑的抗拉强度。之后的第二道、第三道格栅设置方法相同。施工中对初期支护进行监控测量，及时调整横撑预应力值，以控制变形和地表沉降。
2。3 施工的特点和安全保证措施
1）由于中洞结构跨度很大，中洞拱部初支结构净宽度为16。271m，覆土厚度8m左右，扣拱时机的选择对初支结构变形和地面沉降的'影响很大。
2）光华路站是在中洞导洞之间初支结构完成后进行扣拱，扣拱完成后施工下部土方及结构，确保结构施工的安全。
3）扣拱施工需凿除导洞的部分结构，分段进行施工。
4）拱部初支结构和扣拱施工中加强监控量测，包括拱顶沉降、收敛和钢筋应力等。
5）施工中必须严格遵循“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的施工原理，做到随挖随支。
6）施工中应加强监控量测，地表下沉、拱顶下沉及周边收敛等常规监测项目必须认真监测，掌握第一时间的监测数据，指导开挖频率、格栅间距、上下台阶间距和注浆情况的控制，并及时反馈信息，以根据实际情况修正设计参数，确保施工安全。
3 体会与建议
1）在洞桩法施工中，前后施工环节都相互影响，这种联系是由预埋件来实现的，预埋件的准确定位直接影响洞桩法的施工质量及施工进度。准确的预埋件可以为后续施工带来便利，预埋件的偏差给后续施工带来极大的困难。因此，施工过程中应加大测量力度，准确定位预埋件，确保前后工序的顺利衔接。
2）在洞桩法施工中要合理考虑施工工序，既要考虑洞桩法自身的施工工序，又要考虑整个施工过程的施工工序。例如光华路车站主体施工中，两侧洞的开挖和中洞的开挖是相互影响的。中洞向下开挖会释放侧洞边墙的部分被动土压力，加大侧洞边墙的侧向变形；同时侧洞开挖产生的土体沉降会加大中洞围护桩侧向受力。因此，施工中要合理组织主体群洞结构的施工工序，充分利用地层的时间、空间效应，降低工序的相互影响。
3）洞桩法在施工大跨隧道中的应用前景极好，但同时它又是一种较新的地铁隧道施工方法，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。目前光华路地铁项目正在进行中，文中提到的各项施工技术仍需要验证和不断创新推广。
参考文献：
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