北京地铁暗挖工程设计施工技术汇报.pdf

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1、中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料北京地铁暗挖工程设计施工技术北京地铁暗挖工程设计施工技术回顾与发展回顾与发展北京市基础设施投资有限公司北京市基础设施投资有限公司余余乐乐中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料2一、北京复八线开创了地铁暗挖施工的先河中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料3一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河北京地铁复八线西起复兴门站，东至八王坟，横穿中国第一街北京地铁复八线西起复兴门站，东至八王坟，横穿中国第一街-十里长安街，十里长安街，途径西单

2、、中南海、天安门、北京饭店、王府井、东单、外交公寓、永安里、国贸途径西单、中南海、天安门、北京饭店、王府井、东单、外交公寓、永安里、国贸等重要建筑及地区，复兴门站后折返线工程首次暗挖施工方法，始建于等重要建筑及地区，复兴门站后折返线工程首次暗挖施工方法，始建于19861986年年8 8月月1515日，完工于日，完工于19871987年年1212月月2424日年。开创了北京乃至全国地铁采用暗挖修建地铁的新时日年。开创了北京乃至全国地铁采用暗挖修建地铁的新时代。代。中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料4中国地铁第一个暗挖工程中国地铁第一个暗挖工程-北京地铁复八线复兴

3、门折返线北京地铁复八线复兴门折返线北京地铁复八线复兴门站后折返线首次暗挖施工方法，始建于北京地铁复八线复兴门站后折返线首次暗挖施工方法，始建于19861986年年8 8月月1515日，完工于日，完工于19871987年年1212月月2424日年。日年。19871987年在国家科委组织的鉴定会上命名为“年在国家科委组织的鉴定会上命名为“浅埋浅埋暗挖法暗挖法”，以区别于传统的矿山法。”，以区别于传统的矿山法。一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料中国地铁第一个暗挖车站中国地铁第一个暗挖车站-北

4、京地铁复八线西单车站北京地铁复八线西单车站西单站西单站是我国第一座采用是我国第一座采用暗挖暗挖法法修建修建的的双层大跨双层大跨车站车站，于于19921992年年1010月建成月建成，车站开挖及初期支护采用了双侧壁到坑法（眼镜法），车站开挖及初期支护采用了双侧壁到坑法（眼镜法）。一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料复八线共复八线共8 8座车站，其中西单、天安门西、东单及王府井四座车站采用了暗挖法，天安门座车站，其中西单、天安门西、东单及王府井四座车站采用了暗挖法，天安门东、永安里及国贸东、

5、永安里及国贸3 3座车站采用了盖挖法，仅大望路站采用了明挖法，区间全部采用暗挖法座车站采用了盖挖法，仅大望路站采用了明挖法，区间全部采用暗挖法。经经过大量的探索和实践，在新奥法原理的基础上，提出了“管超前、严注浆、短开挖、强支护、过大量的探索和实践，在新奥法原理的基础上，提出了“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针，创造出一套具有中国特色的暗挖施工方法。快封闭、勤量测”的十八字方针，创造出一套具有中国特色的暗挖施工方法。一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料7在北京

6、地铁在北京地铁复八线分别采用复八线分别采用“中洞法”、“双侧壁导坑法”、“洞桩法“中洞法”、“双侧壁导坑法”、“洞桩法”、“”、“CDCD法”、“法”、“CRDCRD法”等不同类型的暗挖方法在地铁工程均有应用法”等不同类型的暗挖方法在地铁工程均有应用和实践和实践，取得了宝贵的经验，丰富和发展了暗挖法。取得了宝贵的经验，丰富和发展了暗挖法。“中洞法”“中洞法”“双侧壁导坑法”“双侧壁导坑法”“洞桩法”“洞桩法”（人工挖孔）（人工挖孔）“洞桩法”“洞桩法”（机械钻孔）（机械钻孔）一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专

7、业委员会广州会议交流材料在北京地铁在北京地铁复八线采取了复八线采取了“小导管小导管”、“”、“注浆改良加固注浆改良加固”、“”、“施工降水施工降水”、“、“大管棚大管棚”、“”、“冻结法冻结法”等”等主要辅助施工措施。通过监控量测控制风险，动主要辅助施工措施。通过监控量测控制风险，动态调整施工方案态调整施工方案。注浆加固注浆加固降水降水台阶开挖小导管台阶开挖小导管大管棚大管棚冻结法冻结法监控量测洞内钻桩一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河一、北京复八线开创了地铁暗挖工程的先河中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料二、北京地铁暗挖工程技术发展回顾（2000年-20

8、15年）19991999年年9 9月月2828日北日北京地铁复八线通车后，从京地铁复八线通车后，从20002000年开始，截止到年开始，截止到20152015年底，北京地铁八通线、年底，北京地铁八通线、1313号线、号线、5 5号线、号线、1010号线号线、机场线、机场线、4 4号线、号线、6 6号线号线、9 9号线、号线、8 8号线（一期和号线（一期和二期）、二期）、1414号线（西段和号线（西段和北段）、北段）、1515号线、昌平线号线、昌平线、亦庄线、大兴线以及房、亦庄线、大兴线以及房山线等共计山线等共计1515条线路相继条线路相继建成通车。建成通车。中国土木工程学会隧道与地下工程分会地

9、下铁道专业委员会广州会议交流材料二、北京地铁二、北京地铁20002000-20152015年期间暗挖工程技术发展回顾年期间暗挖工程技术发展回顾20002000年年20152015年是北京城市建设和基础设施大发展的时期，北京年是北京城市建设和基础设施大发展的时期，北京地铁建设受到道路交通压力、施工用地紧张、通车线路穿越、桥梁保护、地铁建设受到道路交通压力、施工用地紧张、通车线路穿越、桥梁保护、市政管线改移、房屋拆迁难度和费用剧增以及市民对环境要求高等众多条市政管线改移、房屋拆迁难度和费用剧增以及市民对环境要求高等众多条件的限制，穿越中心城区地铁车站优先采用暗挖法施工。件的限制，穿越中心城区地铁车

10、站优先采用暗挖法施工。人口人口密集密集建（构）建（构）筑物筑物繁多繁多减少对市民生减少对市民生活出行干扰活出行干扰减少对各类建减少对各类建（构）筑物扰动（构）筑物扰动繁繁华华城城区区修修建建地地铁铁车车站站所所面面临临的的问问题题提高施工工效，缩短施提高施工工效，缩短施工工期工工期采用暗挖法，减少施工占采用暗挖法，减少施工占道对交通影响道对交通影响采用暗挖法，优化施工竖采用暗挖法，优化施工竖吉布置方式，减少拆迁量吉布置方式，减少拆迁量控制沉降、减少施工对控制沉降、减少施工对建（构）筑物的影响建（构）筑物的影响中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料以东西向贯穿中心城

11、区的以东西向贯穿中心城区的6 6号线一期及号线一期及7 7号线工程，号线工程，6 6号线一期工程号线一期工程1919座车站中涉及采用洞桩法施工的车站有座车站中涉及采用洞桩法施工的车站有8 8座，占车站总量的座，占车站总量的42.1%42.1%；7 7号号线工程线工程2020座车站中采用洞桩法施工的车站有座车站中采用洞桩法施工的车站有9 9座，占车站总量的座，占车站总量的45%45%。初步统计约初步统计约4040座车站采用了暗挖法施工，除座车站采用了暗挖法施工，除5 5号线采用中洞法外，号线采用中洞法外，后来线路基本采用了“后来线路基本采用了“PBAPBA”工法。”工法。二、北京地铁二、北京地铁

12、20002000-20152015年期间暗挖工程技术发展回顾年期间暗挖工程技术发展回顾中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料洞洞桩桩法法地地铁铁车车站站设设计计施施工工洞桩法结构受力体系研究洞桩法结构受力体系研究洞桩法施工关键技术研究洞桩法施工关键技术研究洞桩法地铁车站施工工效研究洞桩法地铁车站施工工效研究北京地区典型地层洞桩法施工北京地区典型地层洞桩法施工变形规律及环境影响特征研究变形规律及环境影响特征研究地铁车站附属通道大角度爬坡地铁车站附属通道大角度爬坡段施工技术研究段施工技术研究洞桩法设计关键技术洞桩法设计关键技术地下水综合控制技术；不稳定地下水综合控制技

13、术；不稳定地层预支护及改良技术地层预支护及改良技术车站竖井及横通道设置方式、车站竖井及横通道设置方式、导洞施工顺序及开洞时机导洞施工顺序及开洞时机典型地层各施工工序地层沉降典型地层各施工工序地层沉降规律及施工风险动态管控规律及施工风险动态管控大角度爬坡段设计理论与施工大角度爬坡段设计理论与施工方法方法关关键键技技术术验验证证与与应应用用二、北京地铁二、北京地铁20002000-20152015年期间暗挖工程技术发展回顾年期间暗挖工程技术发展回顾中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料洞桩法施工典型阶段周边环境变形特征洞桩法施工典型阶段周边环境变形特征地层条件地层条件

14、导洞导洞数量数量导洞间距导洞间距（m m）导洞施工导洞施工梁、柱（桩）梁、柱（桩）体系施工体系施工扣拱施工扣拱施工主体土方开挖主体土方开挖及二衬施工及二衬施工粉土、粉粉土、粉质粘土层质粘土层6 6导洞导洞5.55.56.06.045%45%50%50%5%5%10%10%40%40%45%45%0%0%5%5%8 8导洞导洞边边-中中:3.5:3.54.04.0中中-中中:2.0:2.03.03.080%80%85%85%5%5%10%10%5%5%10%10%0%0%5%5%细砂及中细砂及中粗砂层粗砂层6 6导洞导洞5.55.56.06.030%30%35%35%5%5%10%10%60%6

15、0%65%65%0%0%5%5%8 8导洞导洞边边-中中:3.5:3.54.04.0中中-中中:2.0:2.03.03.060%60%70%70%5%5%10%10%15%15%30%30%0%0%5%5%圆砾卵圆砾卵石层石层6 6导洞导洞3.33.34.44.450%50%55%55%5%5%10%10%35%35%40%40%0%0%5%5%8 8导洞导洞边边-中中:3.5:3.54.04.0中中-中中:2.0:2.03.03.050%50%55%55%5%5%10%10%30%30%40%40%0%0%5%5%二、北京地铁二、北京地铁20002000-20152015年期间暗挖工程技术发

16、展回顾年期间暗挖工程技术发展回顾中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料通过对洞桩法导洞施工、梁柱体系施工、扣拱施工、主体土方开挖及二衬通过对洞桩法导洞施工、梁柱体系施工、扣拱施工、主体土方开挖及二衬施工等关键阶段对地表变形的影响分析，洞桩法车站施工引起的地表沉降主要发施工等关键阶段对地表变形的影响分析，洞桩法车站施工引起的地表沉降主要发生在导洞施工及扣拱施工阶段，所发生的沉降约占总沉降量的生在导洞施工及扣拱施工阶段，所发生的沉降约占总沉降量的90%90%左右。左右。二、北京地铁二、北京地铁20002000-20152015年期间暗挖工程技术发展回顾年期间暗挖工程技

17、术发展回顾中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料通过地表管井控制水头、深孔注浆辅助止水、真空降水解决残留通过地表管井控制水头、深孔注浆辅助止水、真空降水解决残留水，掌子面稳定引排水的综合地下水控制技术，成功解决了复杂环境及水，掌子面稳定引排水的综合地下水控制技术，成功解决了复杂环境及困难地层高水头洞桩法车站修建难题，成功修建了埋深超过困难地层高水头洞桩法车站修建难题，成功修建了埋深超过30m30m的东四的东四站。站。41.9241.4737.6233.6231.6225.8222.4221.3219.7212.9210.1240.841139.7433238.44

18、3137.743236.7435.243231.54430.244125.54524.746123.94623.246122.347120.147212.34710.34891fxzcfxzc13446667789降水井超前深孔注浆真空降水高水头承压水条件下洞桩法地下水综合控制高水头承压水条件下洞桩法地下水综合控制二、北京地铁二、北京地铁20002000-20152015年期间暗挖工程技术发展回顾年期间暗挖工程技术发展回顾中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料三、单层导洞大直径中桩暗挖车站设计与施工技术发展中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会

19、议交流材料1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破洞桩法（简称“洞桩法（简称“PBAPBA”）是受盖”）是受盖挖逆作法的启示，于上世纪九十年代挖逆作法的启示，于上世纪九十年代初提出的一种结构体系和暗挖施工方初提出的一种结构体系和暗挖施工方法。法。在地下先施做一些导洞，在导洞在地下先施做一些导洞，在导洞内修筑桩（内修筑桩（PilePile）、梁）、梁(Beam(Beam、拱、拱(Arc)(Arc)，形成支撑框架棚护体系，在顶拱和桩形成支撑框架棚护体系，在顶拱和桩的保护下向下逐层开挖并浇筑而成，的保护下向下逐层开挖并浇筑而成，是是一种结构体系和暗挖施工

20、方法一种结构体系和暗挖施工方法。洞桩法技术发展回顾洞桩法技术发展回顾中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料桩（桩（PilePile）梁（梁（BeamBeam）拱（拱（ArcArc）1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料洞桩法于最早应用于北京地铁复八线（王府井站、东单洞桩法于最早应用于北京地铁复八线（王府井站、东单站和天安门西站），后来在地铁站和天安门西站），后来在地铁1010号线、号线、6 6号线、号线、7 7号线多有号线多有采用。但施工总体水平停滞

21、不前，发展不尽人意。采用。但施工总体水平停滞不前，发展不尽人意。1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料以前多采用八导洞或六导洞，桩多采用人工挖孔。受成孔机以前多采用八导洞或六导洞，桩多采用人工挖孔。受成孔机械的制约，只有部分车站边桩采用了机械钻孔，桩径为械的制约，只有部分车站边桩采用了机械钻孔，桩径为600mm600mm或或800mm800mm。复八线采用简复八线采用简单改装的地质单改装的地质钻机成孔钻机成孔直径线采用滑直径线采用滑轨反循环钻机轨反循环钻机成孔成孔人工挖人工挖孔桩

22、孔桩1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料大直径新型洞桩法研发历程大直径新型洞桩法研发历程北京地铁15号线奥林匹克公园站4132景景观观大大道道大屯路大屯路15号线奥林匹克公号线奥林匹克公园站园站8号号线线车车站站1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料8号线车站号线车站银杏树阵银杏树阵奥林匹克公园站车站奥林匹克公园站车站密贴平行下穿密贴平行下穿大屯路隧道大屯路隧道奥

23、运中心区地奥运中心区地下商业下商业I区区大直径新型洞桩法研发历程大直径新型洞桩法研发历程1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料地铁15号线奥林匹克公园站（1 1）205205米米长距离平行密长距离平行密贴下穿大屯路隧道，贴下穿大屯路隧道，1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料北京地铁北京地铁1515号线奥林匹克公园站最早选用了八导洞，采用人工挖孔号线奥林匹克公园站最

24、早选用了八导洞，采用人工挖孔桩，结构密贴的洞桩法施工。桩，结构密贴的洞桩法施工。2011年年5月横通道开挖施工至月横通道开挖施工至8月，历时月，历时75天，大屯路隧道北地表下沉最大点天，大屯路隧道北地表下沉最大点14.53mm，大屯路隧道中墙下沉最大，大屯路隧道中墙下沉最大16.94mm，隧道南侧墙下沉最大点，隧道南侧墙下沉最大点29.45mm。道路隧道评估单位提出了整体沉降控制值为道路隧道评估单位提出了整体沉降控制值为2020毫米，差异沉降控制值毫米，差异沉降控制值为为8 8毫米。毫米。1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道

25、与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料车站最初采用的是传统的上四下四八导洞PBA工法施工。但由于施工过程中，大屯路隧道沉降按照传统施工方法控制不是很理想，多次组织专家论证，最终确定了取消下层四个导洞以减小沉降，提出在上层导洞内中桩采用1.8m大直径桩施工的方案。工法变更工法变更1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料人工挖孔人工挖孔桩长桩长47m47m，渗水量大渗水量大机械成孔机械成孔空间小空间小5 54m4m净空净空桩径大桩径大（1.8m1.8m）桩身长桩身长（47m4

26、7m）国内外无此类国内外无此类施工先例施工先例1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料成桩方法综合对比分析成桩方法综合对比分析项目项目技术特点技术特点经济合理性经济合理性工期工期对其他工序对其他工序的影响的影响结论结论冲击钻冲击钻进成孔进成孔泥浆制备量少依靠冲击力成孔依靠冲击力成孔无需钻杆改造设备50万元，配套钻具3万元。经验钻进速度1m/h，单桩成孔时间：1.96d清渣困难操作简便，但施工进度慢，施工对土体扰动过大，影响施工对土体扰动过大，影响大屯路隧道安全大屯路隧道安全，后期处

27、理泥渣十分困难。成本低。反循环反循环钻进成钻进成孔孔泥浆制备量大，即时排渣量大，需要设置泥浆、泥渣循环系统。旋转破碎土体需要使用钻杆，钻进时分节连接，提钻时分节拆卸。改造设备30万元，配套钻具3万元，配套制浆设备20万元。经验钻进速度1.5m/h，单桩成孔时间：1.33d清渣容易施工扰动小，进度快，后续施工扰动小，进度快，后续施工方便。施工方便。但施工作业较复杂，制备泥浆量大，实时排渣量大。成本低。旋挖钻旋挖钻进成孔进成孔泥浆制备量大。旋转挖取土体需要使用钻杆，且上需要使用钻杆，且上下提升频繁，需要反下提升频繁，需要反复连接、卸下钻杆。复连接、卸下钻杆。改造设备100万元，配套钻具10万元，泥

28、浆循环系统20万元。经验钻进速度1.8m/h，单桩成孔时间：1.1d出渣难度极大施工进度很快，施工扰动很小，但施工操作过于复杂，施工操作过于复杂，劳动强度过高。劳动强度过高。成本高。1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料反循环钻进成孔钻机设备研发钻机设备研发泥泥/渣浆循环系统渣浆循环系统钻进成桩工艺钻进成桩工艺钻机尺寸改造确定钻杆长度确定钻杆连接方式确定钻机行走方式选择地下沉淀池回路选择地上沉淀池回路钻进、下套筒钢筋笼浇灌、钢管柱定位1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破

29、、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料钻机设备研发钻机设备研发研发了适应于导洞（4.5米4米）内作业的专用反循环钻机，研究了适用于粘性土和层7层砂卵石钻具，经过试验和不断优化改进，完成了完成了36364747米直径米直径1.81.8米共米共5858根中根中柱桩基，平均柱桩基，平均2.52.5天一天一根，后期平均根，后期平均1.51.5天一天一根。根。1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料泥泥/渣浆循环系统渣浆循

30、环系统钻进设备钻杆桩孔围堰隧道泥浆车输浆管竖井初支底板泥水分离设备地面初支顶板基坑侧壁渣土场泥浆池首灌车输浆管初支底板渣浆泵泥浆泵移动式起重机为了提高工效，改善洞内作业环境，借鉴泥水盾构泥浆处理的原理研发了地面处理泥浆的系统装备。1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料形成大直径新型形成大直径新型洞桩法施工工法洞桩法施工工法制定了钻孔、泥浆处理、分节下钢套筒和钢筋笼、混凝土灌注、钢管柱就位等工艺标准，形成了一套完整的工法，被评为北京市工法。1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的

31、突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料建成开通后的建成开通后的奥林匹克公园站奥林匹克公园站奥林匹克公园站采用大直径新型洞桩法。经过850多天的探索和努力，于2013年11月顺利完成。大屯路隧道最终沉降控制在27.5mm以内，最大沉降发生在初期采用8导洞开挖部位，为60.5mm。1 1、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破、洞内大直径中桩成套机械化施工技术的突破中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料北京地铁16号线全长约49.7公里，北起海淀北安河，南至丰台宛平。南北向贯穿北京城西部地区，主

32、要为砂卵石地层，其中从万泉河向南穿越含有大粒径的砂卵石地层。，全部为地下线，共设车站29座，其中暗挖车站13座，根据各站实施方案特点及周围环境情况，采用4导洞大直径新型洞桩法的暗挖车站共8座。新型洞桩法在16号线的实践与应用2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料万泉河桥站1）4导洞方案有利于减小沉降、对保护桥梁及周围环境有利，少量桩基有地面成桩的条件；2）35年最高水位位于上导洞底以下，可缩短降水周期；2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践

33、中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料1 1、苏州街与人大北路的十字交叉口；苏州街与人大北路的十字交叉口；2 2、受受1010号线埋深控制号线埋深控制，本站采用端厅形式本站采用端厅形式，车站车站中部单层下穿中部单层下穿1010号线车站号线车站，两侧为双层暗挖车站；两侧为双层暗挖车站；3 3、周边建筑退红线较近周边建筑退红线较近。西北西北、东南象限各拆迁东南象限各拆迁一栋一栋6 6层居民楼层居民楼，设置附属结构；设置附属结构；4 4、车站设置四组车站设置四组F F形换乘通道形换乘通道，岛侧通道换乘岛侧通道换乘。苏州街公寓苏州街公寓（1717层）层）居民楼居民楼（6

34、6层）层）亿方大厦亿方大厦（1313层）层）银丰大厦银丰大厦（1414层）层）长远天地大厦长远天地大厦（19211921层）层）航天精密大厦航天精密大厦（715715层）层）居民楼居民楼（6 6层）层）居民楼居民楼（6 6层）层）居民楼居民楼（5 5层）层）40m50m苏州街人大北路苏州街M10苏州街站2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料37主体标准横断面图主体标准横断面图推荐采用四导洞法：推荐采用四导洞法：1)1)减小地层沉降；减小地层沉降；2)2)缩短降水周期；缩短降水周期；3

35、)3)底板落于粘土，桩基可解决底板落于粘土，桩基可解决软弱地基问题；软弱地基问题；4)4)边桩落底隔离保护临近高层边桩落底隔离保护临近高层建筑物和穿越既有线。建筑物和穿越既有线。苏州街站2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料苏州桥站车站与苏州桥桥桩距离最近处仅车站与苏州桥桥桩距离最近处仅7.4m。且苏州桥桥桩较短，。且苏州桥桥桩较短，考虑到车考虑到车站平行苏州桥，与桥桩距离较小，采用站平行苏州桥，与桥桩距离较小，采用桩基方案对控制桥桩沉降有利。桩基方案对控制桥桩沉降有利。2 2、北京

36、地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料万寿寺站推荐理由：推荐理由：1）桩基方案取消下层导洞，对沉降控制有利。2）本站盾构过站，采用桩基能更好解决下导洞与盾构施工影响的关系。从沉降及盾构过站考虑，桩基方案更占优势。初步试算初步试算:中桩位于基底下约中桩位于基底下约5m，边桩位于基底下约，边桩位于基底下约4m。2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料新疆驻京新疆驻京办办建设部建设部二里沟站二

37、里沟站推荐意见：推荐意见：由于本站三柱四跨，地下大型重力流管线较多，取消下由于本站三柱四跨，地下大型重力流管线较多，取消下导洞对控制沉降有利，因此推荐采用桩基。导洞对控制沉降有利，因此推荐采用桩基。初步试算初步试算:中桩位于基底下约中桩位于基底下约12m12m，边桩位于基底下约，边桩位于基底下约6m6m。二里沟站2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料莲莲花花河河莲花河东路莲花河东路红莲南里站红莲南里站推荐采用四导洞法：推荐采用四导洞法：1)1)临近河道，距建筑物较近，减小临近河道，距

38、建筑物较近，减小地层沉降；地层沉降；2)2)地下水位较高，可缩短降水周地下水位较高，可缩短降水周期。期。2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料西四环南路西四环南路富富丰丰桥桥富丰路富丰路富丰桥站本站通过探井发现地层最大卵石直径达到本站通过探井发现地层最大卵石直径达到60cm60cm，1 1）桩基方案取消下层导洞，）桩基方案取消下层导洞，对沉降控制有利；对沉降控制有利；2 2）缩短降水周期，减少降水量；）缩短降水周期，减少降水量；3 3）边桩对富丰桥下部开挖可）边桩对富丰桥下部开挖可起

39、到隔离保护作用，桥区隔离桩长度可减短。起到隔离保护作用，桥区隔离桩长度可减短。2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料推荐采用大直径新型洞桩法主要考虑的因素：1 1、周边临近桥梁、建筑物基础，对变形要求较高、周边临近桥梁、建筑物基础，对变形要求较高2 2、邻近河道和湖泊、邻近河道和湖泊3 3、地下水位较高，需要长期大量降水、地下水位较高，需要长期大量降水4 4、传统、传统8 8导洞条基基础承载了不满足要求导洞条基基础承载了不满足要求5 5、车站位于城市主干道及快速路下方，对控制沉降要求

40、较高、车站位于城市主干道及快速路下方，对控制沉降要求较高6 6、复杂地质条件，多跨多层车站、复杂地质条件，多跨多层车站7 7、车站上方有重要的大型重力流或带压管线、车站上方有重要的大型重力流或带压管线2 2、北京地铁、北京地铁1616号线新型洞桩法应用与实践号线新型洞桩法应用与实践中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料大直径新型洞桩法需要解决的难题大直径新型洞桩法需要解决的难题机械成孔机械成孔钻机钻具钻机钻具设备能力设备能力现场试验现场试验提高工效提高工效大粒径漂大粒径漂石的处理石的处理大粒径卵石地层大粒径卵石地层成孔问题成孔问题中国土木工程学会隧道与地下工程分会

41、地下铁道专业委员会广州会议交流材料为了进一步验证和探索大粒径卵石9和卵石11地层，1.8米直径成桩的工效和现场适应性，2013年6月份在二里沟站住建部南侧，新疆大厦西侧的场地内进行了地面试桩。现场试验情况介绍现场试验情况介绍地面试桩中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料1、试钻长44米直径1.8米两根桩，第一根用时6天，第二根3天。2、成功穿越了大粒径卵石9和卵石11地层，孔内捞出40cm的漂石。3、采用自平衡进行了承载力试验，两根承载力超过设计标准值约3，达到47750kN，满足设计要求。地面试桩成果现场试验情况介绍现场试验情况介绍中国土木工程学会隧道与地下工程

42、分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料从2014年8月底开始在苏州街站进行了洞内现场成桩试验。虽然有15号线和16号线现场地面试桩的经验，但先期成桩确实遇到一些困难，如机械的磨合，操作人员不熟练，对地层认识不清、机械故障、准备不充分等等，个别桩成孔时间长达8天，经常出现堵管现象。现场试验情况介绍现场试验情况介绍中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料05010015020025030015#18#20#22#24#14#16#17#19#21#23#25#209.5 214236.5160.5122.5757698.575122.5142.5761215.520.5

43、24454229.518.53623.523.5126C洞中桩成桩时间统计表（h）有效施工时间损耗时间钻进、下钢套筒、钢筋笼、浇灌混凝土工艺改进。钻进、下钢套筒、钢筋笼、浇灌混凝土工艺改进。经过一个多月的努力，由最初的58天完成一根桩，直径1.8米的中桩平均达到3天/根，直径1米的边桩平均达到1.5天/根。现场试验情况介绍现场试验情况介绍中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料钻进、下钢套筒、钢筋笼、浇灌混凝土工艺改进。钻进、下钢套筒、钢筋笼、浇灌混凝土工艺改进。经过一个多月的努力，由最初的58天完成一根桩，直径1.8米的中桩平均达到3天/根，直径1米的边桩平均达到

44、1.5天/根。目前：钻进直径2.0m，深24m，（卵石地层穿透卵石、，卵石含量达100%），用时在30小时左右。现场试验情况介绍现场试验情况介绍中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代第五代第五代2011201420173 3、成果之一：钻机设备研发定型、成果之一：钻机设备研发定型中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料钻具改进与研发钻具改进与研发合金钻头合金钻头-截齿截齿钻齿 耐磨性改进捞渣普通筒钻，钢丝绳兜取，打捞超径卵石，走的弯路较多破碎 因堵管严重，须考虑破碎兼打捞成果：复合钻头（钻

45、进、分流、留大取小）工欲善其事必先利其器3 3、成果之二：钻具改进研发定型、成果之二：钻具改进研发定型中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料三翼钻头三翼钻头F1型钻具F2型钻具F3型钻具F4型钻具F7型钻具F6型钻具F5型钻具3 3、成果之二：钻具改进研发定型、成果之二：钻具改进研发定型中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料直径直径1.8m1.8m-2m2m桩在大粒径卵石地层采用的钻具系列桩在大粒径卵石地层采用的钻具系列适用于卵石粒径小、含量低适用于卵石粒径大、含量低适用于瓢石地层适用于卵石含量高、胶结程度高适用于卵石胶结严重适用于砂

46、卵石地层与土层3 3、成果之二：钻具改进研发定型、成果之二：钻具改进研发定型中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料3 3、成果之三：钢管柱安装一体机、成果之三：钢管柱安装一体机洞内洞内2m2m直径中桩及钢管柱安装直径中桩及钢管柱安装中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料钢管柱安装：每根仅钢管柱安装：每根仅16h16h左右，是传统人工定两次安装浇筑工效的左右，是传统人工定两次安装浇筑工效的1010多倍多倍。3 3、成果之三：钢管柱安装一体机、成果之三：钢管柱安装一体机中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料4

47、 4、成果之四：泥浆循环处理系统、成果之四：泥浆循环处理系统钻进设备钻杆桩孔围堰隧道泥浆车输浆管竖井初支底板泥水分离设备地面初支顶板基坑侧壁渣土场泥浆池首灌车输浆管初支底板渣浆泵泥浆泵移动式起重机为了提高工效，改善洞内作业环境，借鉴泥水盾构泥浆处理的原理研发了地面循环处理泥浆的系统装备。中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料3 3、成果之五：洞内桩间止水、成果之五：洞内桩间止水万泉河桥站位于万泉河立交桥下方，受道路、立交桥及河道的限制，车站一半不具备降水条件。中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料万泉河桥采用了“超高压水力切割，地层动

48、态平衡，浆+气+土搅拌成桩”九孔旋喷技术，在边桩之间形成桩体的止水技术。引孔引孔喷浆喷浆地面泵站地面泵站制浆3 3、成果之五：洞内桩间止水、成果之五：洞内桩间止水中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料万泉河桥万泉河桥土方开挖完成后共出现漏水点土方开挖完成后共出现漏水点6 6处处,主要原因是喷浆管提升速度过大出主要原因是喷浆管提升速度过大出现桩体中空，对漏水点已全部进行补充注浆处理，旋喷止水区域已基本无明流水。现桩体中空，对漏水点已全部进行补充注浆处理，旋喷止水区域已基本无明流水。总之采用了“超高压水力切割，地层动态平衡，浆总之采用了“超高压水力切割，地层动态平衡，

49、浆+气气+土搅拌成桩”土搅拌成桩”九孔旋九孔旋喷止水技术是成功的。喷止水技术是成功的。车站开挖到车站开挖到底止水效果底止水效果试验桩体试验桩体钻心取样钻心取样开挖暴露后的开挖暴露后的洞内试验桩体洞内试验桩体3 3、成果之五：洞内桩间止水、成果之五：洞内桩间止水中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料3 3、成果之六：、成果之六：PBAPBA工法车站结构设计工法车站结构设计关键关键参数研究参数研究开挖暴露后桩体位移？开挖暴露后桩体位移？中桩边桩的差异沉降中桩边桩的差异沉降？中桩边桩承载力？中桩边桩承载力？中桩钢管柱压缩变形量？中桩钢管柱压缩变形量？中国土木工程学会隧道

50、与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料苏州街和万泉河桥两座车站监测内容如下：（1）边桩、中柱沉降及差异沉降；（2）边桩桩体水平位移；（3）边桩顶及中柱顶压力；（4）边桩桩身钢筋内力；（5）边桩桩身混凝土应变；（6）扣拱导洞格栅钢筋内力；（7）扣拱导洞拱顶土压力；（8）初支扣拱和二衬扣拱顶沉降；（9）地表沉降。3 3、成果之六：、成果之六：PBAPBA工法车站结构设计工法车站结构设计关键关键参数研究参数研究中国土木工程学会隧道与地下工程分会地下铁道专业委员会广州会议交流材料现场测试作业现场测试作业3 3、成果之六：、成果之六：PBAPBA工法车站结构设计工法车站结构设计关键关键参数研究