地铁车站洞桩法设计与施工关键技术

在城市道路交通拥堵的今天，城市轨道交通已成为解决这一交通问题的主要方式。但随着地铁线网的不断加密，未来地铁车站埋深必将进一步增大，这就对深层地铁车站修建技术提出来新的要求。
由于洞桩法结合了盖挖法和暗挖法的优点，特别适合于复杂环境下暗挖地铁车站的施工，因此该工法必将成为地铁暗挖车站的主流工法。本书针对这一工法从关键技术的设计和施工以及数值模拟进行了一系列分析研究，结果表明采用成熟的洞桩法结合注浆加固、冷冻堵水、管幕隔水、洞内抽降水等措施，是解决深层富水暗挖施工的**有可实施性的方案。
本书特别适合从事轨道交通工程研究、教学、设计以及施工的相关人员阅读参考。 

本书依托北京地铁6号线一期及7号线工程，全面系统地研究了洞桩法设计及施工综合技术，进一步明确了关键部位的受力机理和结构与地层相互作用规律，统一了导洞断面尺寸、初期支护等参数，全面总结和提升了暗挖地铁车站洞桩法设计与施工关键技术，为工法的设计施工标准化作业奠定了基础。
本书可供从事轨道交通工程建设、设计、施工、工程管理、教学和科研等相关人员参考使用，对地铁暗挖车站设计、施工能起到较好的借鉴作用。

罗富荣，博士、教授级高级工程师，北京市轨道交通建设管理有限公司副总经理兼总工程师。
汪玉华 ，硕士，高工，专业地下工程，目前任职于工作单位中铁隧道集团有限公司。
郝志宏，硕士、教授级高级工程师，北京市轨道交通设计研究院有限公司，长期从事隧道及地下工程领域的设计、科研、咨询等技术工作，

第1章 概述
1.1国内地铁暗挖车站修建技术概况
1.2 洞桩法的发展及现状
第2章 洞桩法车站设计关键技术 18
2.1 洞桩法车站设计理念 18
2.2 洞桩法车站结构选型 18
2.3 施工竖井及通道设置 27
2.4施工导洞设计 31
2.5 边桩及中柱设计 38
2.6 扣拱设计 40
2.7洞桩法地铁车站结构计算方法 49
2.8横杆设置时机及作用机理 52
2.9 桩、柱下条形基础设计 54
2.10 地下降水方案 56
2.11多层洞桩法车站设计关键技术 60
2.12主体结构与附属结构接口处理方式 65
第3章 洞桩法车站施工关键技术 68
3.1 施工竖井及横通道施工 68
3.2 导洞施工技术 72
3.3 洞内围护桩施工 74
3.4 洞内钢管柱施工 90
3.5 顶纵梁施工 94
3.6 扣拱施工 96
3.7 主体土方开挖及二衬施工 100
3.8防水施工技术 103
3.9 主要辅助施工措施 117
第5章 洞桩法车站地表沉降分析 123
4.1沉降分析方法 123
4.2 数值分析 138
4.3 分析结果 154
第5章 北京市地铁建设发展特点及洞桩法的应用前景 155
5.1北京市轨道交通未来建设需求 155
5.2深层富水地层暗挖站建设解决方案 159
5.3分离式建筑格局及洞桩法的应用 167
5.4 采用洞桩法实现深层富水暗挖建造地铁车站的广阔前景 168
第6章 典型工程实例 169
6.1车公庄站导洞分离式洞桩法修建技术 169
6.2北海北站双跨洞桩法修建技术 189
6.3朝阳门站三跨洞桩法修建技术 206
6.4东四站大埋深洞桩法暗挖地铁车站修建技术 225

自20世纪60年代北京建成**条地铁线路以来，经过50年的发展，中国进入了城市轨道交通蓬勃发展的时期，轨道交通已经成为解决大中城市交通问题的主要方式。以北京为例，北京目前地铁运营线路已达到18条，运营线路总长约527km，根据《北京市城市轨道交通第二期建设规划(2015~2021 年)》，到2021年，北京市将形成27条运营线路、总长998.5公里的城市轨道交通网络。
伴随着我国地铁建设规模的不断扩大，地铁修建技术也得到了较大的发展，施工工法已由原来单一的明挖法发展到现在的明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法等多种方法并存的局面，其中浅埋暗挖法因具有拆迁占地少、对城市环境及周边居民、交通等影响小，灵活方便等优点，现已得到广泛应用。国内采用浅埋暗挖法修建地铁车站的历史相对较短，目前暗挖地铁车站施工方法主要有洞桩法、中洞法、柱洞法、侧洞法及双侧壁导坑法等，其中洞桩法特点*为突出，该工法结合了盖挖法和暗挖法的优点，在大部分土体开挖之前就已经形成了主受力的空间框架体系，大部分土体是在顶盖的保护下进行开挖，施工对地层扰动小，结构安全性高，能够较好地控制地层变形和对周边既有建（构）筑物的影响，对复杂的周边环境具有良好的适应性，特别适合于软土地区暗挖车站施工，具有十分广阔的发展前景，目前已成为北京地区暗挖地铁车站修建的主流工法，在北京地铁6号线一期及7号线工程17座暗挖地铁车站均采用了洞桩法进行施工。
虽然洞桩法目前在地铁修建过程中已得到大量应用，但关于洞桩法的设计及施工方面的系统研究仍然滞后，关键部位的受力机理和施工引起的变形规律不十分明确，因此有必要对洞桩法设计和施工过程中的关键技术进行系统的分析研究。本书通过对北京地铁复八线、4号线、10号线采用洞桩法修建的暗挖车站的调研，依托北京地铁6号线一期及7号线工程，全面、系统的研究了洞桩法设计及施工综合技术，进一步明确了关键部位的受力机理和结构与地层相互作用规律，统一了导洞断面尺寸、初期支护等参数，全面总结和提升了暗挖地铁车站洞桩法设计与施工关键技术，为工法的设计施工标准化作业奠定了基础。本书可供从事轨道交通工程建设、设计、施工、工程管理、教学和科研等相关人员参考使用，并冀望本书对地铁暗挖车站设计、施工能起到较好的借鉴作用。
本书主体内容分为6章。主要包括以下内容：
第1章：概述，主要介绍了国内暗挖地铁车站修建技术，洞桩法的发展历史及目前存在的问题等；
第2章：洞桩法车站设计关键技术，介绍了洞桩法的设计理念，结合工程实例系统论述了洞桩法结构型式及各自的适应条件，重点研究了施工竖井及横通道的设置形式，施工导洞的设计尺寸及开挖顺序，初支扣拱设计要点，车站结构计算方法，桩、柱下条形基础的设置方式及地基承载力计算，地下降水方案及多层洞桩法车站设计等；
第3章：洞桩法车站施工关键技术，系统论述了不同设置形式的施工竖井及横通道施工方法及措施，小导洞马头门施工要点，洞内围护桩成孔方式及对比，钻孔灌注桩设备选型，洞内钢管柱施工精度控制及顶纵梁、扣拱施工要点，关键节点防水施工等；
第4章：洞桩法车站地表沉降分析，结合工程实例，采用现场试验和理论分析，系统研究了不同地层洞桩法施工引起的地表变形规律；
第5章：北京地铁建设发展特点及洞桩法的应用前景，分析了北京地铁车站发展趋势及面临的问题，阐述了洞桩法在新形势下发展的前景；
第6章：北京地铁暗挖车站洞桩法典型工程实例，选取北京地铁6号线一期及7号线部分典型工点，系统介绍了洞桩法修建暗挖地铁车站的设计与施工情况。
本书由罗富荣、汪玉华、郝志宏撰写，在撰写的过程中得到了北京市轨道交通建设管理有限公司刘天正、徐凌、张成满、童利红、高亚彬、张昊、黄齐武、陈明昊，中铁隧道集团有限公司王刚、代昱昊、林纯鹏、韩建坤、白纪军，北京市轨道交通设计研究院有限公司李铁生，北京城建设计发展集团股份有限公司王文胜，北京建筑大学土木与交通工程学院刘军、荀桂富以及中铁十六局集团有限公司、中铁十四局集团有限公司等参建单位及人员的大力支持与帮助。本书在撰写过程中，还参考了大量的专业文献，谨向相关作者深表感谢！
同时，本书的撰写也得到了北京市国有资本经营预算项目“深层空间地铁工程建设科技创新团队”的支持和资助，在此深表感谢！
鉴于作者水平及认识的局限性，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。