广州某地铁站暗挖段洞桩法施工工艺探讨

苏雪冬

摘要：为了合理使用建设用地，提升地铁建设质量，缩短地铁车站建设周期，在繁华都市道路下方修建地铁应选择合理的施工方法。以广州某地铁建设工程作为研究对象，对暗挖段洞桩法施工技术流程进行分析，可为类似工程施工提供参考。

关键词：暗挖段；洞桩法施工；开挖；支护

0   引言

现代地铁工程施工方法有很多，如明挖法、盖挖法、盾构法与洞桩法等，每种施工方法具有不同的特点，应用场所也略有差异。其中，明挖法施工简单、快捷、经济、安全，但对周围环境的影响较大。盖挖法对周围建筑物及交通运行的破坏较小，受到环境因素的干扰较低，但施工缝处理难度较大，成本造价较高，且土方挖掘不方便等。盾构法安全性较高、速度较快，受到外界因素的干扰较小，但断面尺寸多变的区段适应能力差，经济性较低。洞桩法是浅埋暗挖法的一种，该方法成本较低，对工程现场原有地下管线的影响较小，因此在地铁站建设时若无特殊情况，一般采用洞桩法施工技术。

1   工程概况

广州某地铁站位于南沙区与广州东站之间，全长约726.7m，根据车站建设工程特点，采用了两种施工方案：一种为明挖施工，全长为460.5m；另一种为暗挖施工，全长为266.2m。由于各区段地质环境特点、工程要求等存在差异，因而采用了不同的暗挖施工技术，其中A3断面处采用的是洞桩法施工技术。

2   施工准备

2.1   人员准备

根据工程建设需求，准备各方面人员，如土石方挖掘人员、设备操作人员、钢筋加工制作人员、钢拱架喷锚人员等，以此为整个项目的建设提供充足的人员支持。

2.2   材料准备

洞桩法施工过程中，需要采用大量工程材料，如防水材料、钢筋、水泥、混凝土等，有效准备这些材料，可为工程的顺利建设打下坚实基础。在洞桩法施工时，应根据工程具体特点，选择合理的施工材料，且每种材料现场使用时，必须要做好随机抽检工作，以防止劣质材料应用到工程当中而影响地铁站建设质量。

2.3   技术准备

一方面，设计人员根据现场地质条件、水文等特点，设计出最佳的施工方案；另一方面，在得到施工方案后，还要开展良好的技术交底工作，详细向施工人员讲解方案内容，提升施工人员对施工方案的了解程度[1]。

3   暗挖段洞桩法施工流程

3.1   总体施工工艺

该地铁站建设时，暗挖段中的YDK58+276.900～YDK58+

474.300段被称之为A3断面，该断面处施工选取洞桩法施工工艺，具体施工流程如图1所示。

3.2   導洞施工

本工程共由3个导洞构成，其中，1、3号导洞挖掘深

度设为6.6m，高度设为5.5m，断面截面积设定成27.4m2。

2号导洞挖掘深度设为6.6m，高度设为10.75m，断面截面积设为56.84m2。利用小导管当作拱部地层超前浇筑的预加固体系。施工时，先挖掘出1、3号导洞，然后在距两者6m的位置处，再次挖掘出2号导洞。

为了保证整个导洞施工顺利进行，应对施工按区域进行加固。在前拱部铺设长度为4.5m、规格为φ42×3.25mm的超前小导管，环向之间距离设为300mm；纵向之间距离设为3.0m，且将外插脚控制在15°～20°之间。以水泥砂浆作为主要材料，浇筑到小导管上，以防止小导管移动。

然后制作初期支护。主要承重结构为格栅钢架，主要材料为φ8钢筋，网格间距设为200mm×200mm，采用单层结构。在钢架的表面浇筑一层混凝土层，其厚度为300mm，用于对钢筋的保护。将两钢架之间距离设为0.5m，通过双层钢筋连接，两连接钢筋之间距离设为1.0m。钢架施工前，必须要确定出每桁钢架里程，后续施工时严格按照该数据使用，以保证整体施工质量[2]。

3.3   微型钢管桩施工

在A3断面的左右两侧，需要构建出相应的支护体系，针对该区域具体情况，选择微型钢管桩加顶冠梁支撑体系。在微型钢管桩方面，选择外径273mm热轧无缝钢管，其壁厚为15mm，每个钢管的长度为8m，呈梅花状分布，上下各布置两排，共采用390根钢管。

在钢管桩的顶部，通过焊接的方式，固定一块通长钢板，钢板厚度为10mm，宽度为1m。然后通过焊接的方式，将钢板固定到支护的底布，并利用静压喷灌的方式，向管内灌入适量的水泥浆液。

3.4   混凝土施工

3.4.1   边拱扣拱格栅钢架安装

构建出支护体系后，应安装边拱扣拱格栅钢架。具体操作时，在边拱扣拱格栅铺设时，将其插入到冠梁当中一定长度，以保证格栅与冠梁能够紧密结合到一起。在格栅另一端，则通过焊接L型钢筋方式，将其与处置钢架固定到一起，

3.4.2   冠梁施工

为了将所有桩连接到一起，提升整个支护体系的承载性，需要构建出相应的冠梁。针对该工程来说，冠梁宽度设为1.8m，迎土面高度设为1.45m，背土面高度设1.2m，模板选择P9012钢。按照设计方案要求，依次将冠梁钢筋铺设后，对交叉区域的钢筋进行绑扎。

3.4.3   回填混凝土

钢架与冠梁施工结束后，即可回填混凝土。首先，根据工程要求，结合水泥、骨料等材料特性，配置出相应的混凝土浆液，以确保混凝土回填效果，防止由混凝土强度不足而引发质量问题。

按照设计方案在适当位置处固定模板，并在模板表面涂抹一层脱模剂，以使后续模板更好地拆除。采用普通5cm厚的木模板即可。模板固定时，一侧通过钢筋骨架加固，另一侧采用钢拱架加固，以防混凝土浇筑时模板发生移动。

确保模板保持稳定后，通过泵送的方式，将混凝土浆液注入到模板内。为了确保混凝土浆液注入的均匀性，应以6m为间隔，分别在模板上设置一个注浆孔，用于浆液的灌注。当混凝土强度达到特定要求后，可将模板拆除[3]。

3.5   底纵梁、中隔墙、顶纵梁施工

中导洞贯通后，按照分界里程双向倒退施工的方式，完成底纵梁、中隔墙的施工。该区域施工的主要材料为C35混凝土，抗渗等级为P10。

3.5.1   底纵梁施工

地铁站使用过程中，底纵梁可能受到地下水的侵蚀而出现破坏，从而影响底纵梁的强度与承载性，增加地铁站的安全风险。所以在底纵梁施工时，应先构建出一层防水层，用于对水分的阻隔，防止地下水对底纵梁造成破坏。需要注意的是，底纵梁需要与底板连接到一起。

在防水层构建时，应根据工程实际需求，在合理位置处留出相应的接头，以确保底纵梁可以与底板连接到一起。在接头处，为了防止其被破坏，应在其四周固定一圈钢板，提升接头的良好性。

底纵梁构建时，采用分段的施工方案，每段长度控制在9～12m范围内。钢筋铺设时，在横向钢筋施工缝位置处，放置相应的连接套筒，以将其与底板钢筋连接到一起。选择普通5cm厚模板，上部通过对拉杆的方式固定，下部通过顶杆的方式固定。

3.5.2   顶纵梁防水施工

通过大量地铁站施工工程观察可以发现，顶纵梁与主拱连接位置处，很容易出现渗漏水的问题。所以，在顶纵梁施工前，应先做好防水施工。具体操作为如下：根据顶纵梁防水要求，选择相应的防水材料；然后将其铺设到导洞拱内侧，在两防水材料连接处，放置适当大小的钢板，以此对接头处的材料进行保护，防止防水材料受到外界因素影响而出现破损。

配置出相应的混凝土浆液，并按照3.4.3所介绍的混凝土浇筑方法，将混凝土浇筑到顶纵梁上，以对防水材料进行覆盖。拆卸中导洞边墙处的初期支护，拿下保护板，并利用前期预留出来的结构，将主拱与其他已完成区域防水层连接到一起，使其形成一个完整的防水体系。与此同时，在主拱面上，摊铺大面积防水材料，并浇筑混凝土。

对于顶纵梁模板来说，支撑体系结构较为复杂，内部空间并不是很大，容易对混凝土浇筑带来困难，影响边缘处混凝土的振捣，从而降低整个防水层的实际应用效果。为了防止上述这一情况的发生，应在两结构交接处，埋设相应的注浆管，根据混凝土浇筑情况，及时向结构内部灌注适量浆液，以提升整个结构的密实性、防水效果[4]。

3.5.3   顶纵梁施工

防水层混凝土凝固后，开始进行顶纵梁施工。在中隔墙处，采用分段施工方案，每段各9m，并以此为基础，定制9m顶纵梁自行式台车进行施工。按照施工方案铺设钢筋，将钢筋进行绑扎，之后以台车为主要工具，确定出施工缝的具体位置，并固定止水带。固定模板，向模板内浇筑适量混凝土，待混凝土凝固后，即可得到顶纵梁。

3.6   主供支護施工

上述环节结束后，应对主拱进行挖掘。左右两侧的主拱，应具备约3m的错开距离，挖掘高度约为5m。超前支护采用φ159大管棚、φ42超前小导管。初期支护主要结构为格栅钢架，将钢架间距设定成200mm×200mm，同时在钢架外部喷射一层厚度为400mm混凝土，以形成完整的初支体系。

主拱挖掘之前，先设超前小导管对拱部地层超前注浆加固。每次挖掘时，将进尺控制在每循环3榀，并针对掌子面围岩特点，适当对进尺进行调整。主拱挖掘后，第一时间构建格栅钢架。在钢架两侧，以连接板为主要工具，将钢架与导洞初支钢架固定到一起。格栅钢架固定后，通过喷射混凝土的方式将钢架密封，防止钢架直接裸露到自然环境中。

3.7   二衬扣拱施工

3.7.1   拆卸导洞侧壁

按照隔三拆一的原则，将原有格栅钢架拆除，先拆除上部的钢架，再拆卸下部的钢架。导洞侧壁拆卸时，应对拱顶进行监测，准确了解拱顶在拆卸时的具体情况。若发现异常，立即停止拆卸，将问题解决后才可继续进行。在主拱位置，以6m为一段构建主拱二衬。初砌台车端模采用的是钢模。在侧墙反缝区域，通过竹胶板的方式予以处理。

3.7.2   混凝土施工

材料选择C35混凝土，抗渗等级为P10，通过泵送的方式，将其浇筑到模板内。泵送过程中，采用分层浇筑的方式，每层浆液下降高度控制在2.0m以内。每层浇筑的同时，予以适当振捣，以保证混凝土具有较高的密实度。浇筑结束后，按照规定要求进行养护，养护时间控制在14d以上。

3.8   下部土方开挖及底板边墙施工

确保二衬稳定后，开展下部土方挖掘施工，一边挖掘，一边将挖掘出来的废料运输到地面。底板结构分解时，与底纵梁长度基本一致，将每段长度设为12m。在超过侧墙腋角上部300mm位置处，预留出纵向施工缝。

在矮墙处，选用1.5cm厚竹胶板，在其后方固定2个100mm×100mm的纵向木方以及一个100mm×100mm的斜向木方。侧墙结构施工，按照一般建筑工程侧墙结构施工方案即可，具体包括基面处理、施工缝设置、钢筋绑扎固定、三角支架模板固定、混凝土浇筑、模板拆卸等。

4   结束语

综上所述，现代地铁站建设过程中，洞桩法施工技术应用非常广泛，通过合理应用该技术，可在保证工程建设质量的基础上，缩短施工周期，降低施工成本，为地铁站后续使用打下良好基础。洞桩法施工过程中，想要保证整个工程顺利进行，需要根据工程具体情况，设计出最佳的施工方案。

参考文献

[1] 孟立民，王珂，冯澄宇，等.富水厚砂层地铁车站洞桩法施工降水关键技术及监测分析[J].现代城市轨道交通，2022，14（11）：42-46.

[2] 吴琼.地铁暗挖车站洞桩法钢管柱安装施工分析[J].江西建材，2022，9（3）：188-190.

[3] 高银斌.浅谈砂卵石地层洞桩法施工中机械成孔桩坍塌处理技术[J].中国水能及电气化，2021，11（6）：14-19.

[4] 何继华.北京地铁19号线新草区间洞桩法施工工序优化研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2021，20（1）：37-41.