发明提供薄顶板双层溶洞群发育条件下水上码头桩基支护结构施工方法。该方法包括前期岩土工程勘察、超前钻孔和管波探测、搭设钢结构平台、溶洞上部注浆加固、钢护筒支撑加固、水上钢护筒跟进等步骤。本发明按照溶洞高度、密度、充填形态和顶板厚度确定薄顶板双层大溶洞群的分布，采用溶洞上部注浆固化与钢结构主梁、三角支撑相结合的加固技术，钻机均沿轴线摆放加固点，两侧非大溶洞群桩孔优先成桩形成简支梁支撑体系，溶洞群区域由外向内，由中间向两侧进行灌注成桩。解决了施工中薄顶板双层溶洞群易破裂导致工作平台塌陷的问题，保障了施工工期与工作面安全，降低了溶洞坍塌风险与施工成本，提高了成桩效率。