三台阶七步开挖施工总结

隧道三台阶七步开挖法施工技术总结
吴源隧道、下历窠隧道是由我公司在京福客专闽赣V标承建的两座隧道，隧道的进口及出口岩性主要为粉质黏土和全风化石英云母片岩，围岩级别属于V级围岩，施工难度大。

经过方案的比选分析最后决定采用三台阶七步开挖法施工。

一、三台阶七步开挖法施工特点
三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式，分为上中下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护采用沿隧道纵向错开，平行推进的隧道施工的方法，它具有如下几个特点：（1）、施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。

部分软弱围岩及土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工作效率较高。

（2）、在地质条件发生变法时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工工法。

（3）、适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。

（4）、在台阶法开挖的基础上，预留核心土左右错开开挖，利于开挖工作面的稳定。

（5）、当围岩变形较大或者突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可以尽快的调整封闭成环时间。

二、三台阶七步开挖法施工作业工序
（1）、第1步，上部弧形导坑开挖，在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3—5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/1—1/2。

开挖循环进尺应根据围岩级别确定，
最大不得超过2.0m，开挖后立即喷4cm混凝土。

上台阶开挖矢跨比用大于0.3，开挖后应及时进行并及时进行钢架架立、钢筋网挂设、复喷混凝土至设计厚度、打设系统锚杆并注浆，完成初期支护。

开挖采用人工配合挖掘机工配备10名作业人员，开挖人员8名（风镐手4名），挖掘机司机1名，工班长1名；配备挖掘机1台，风镐4台。

（2）、第2、3步，分左、右侧开挖中台阶：开挖进尺应根据围岩级别确定（V、Ⅵ级围岩开挖进尺1榀钢架间距，Ⅳ级围岩不得超过2榀钢架间距），开挖高度一般为3—3.5m，左右侧台阶错开2—3m，开挖后立即初喷4cm混凝土，并及时进行钢架架立、钢筋网挂设、复喷混凝土至设计厚度、打设系统锚杆并注浆，完成初期支护。

开挖采用人工配合挖掘机工配备6名作业人员，开挖人员4名（风镐手2名），挖掘机司机1名，工班长1名；配备挖掘机1台，风镐2台。

（3）、第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护围岩级别确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3—3.5m，左、右侧台阶错开2—3m，开挖后立即初喷4cm混凝土，并及时进行钢架架立、钢筋网挂设、复喷混凝土至设计厚度、打设系统锚杆并注浆，完成初期支护。

开挖采用人工配合挖掘机工配备6名作业人员，开挖人员4名（风镐手2名），挖掘机司机1名，工班长1名；配备挖掘机1台，风镐2台。

（4）、第6步，上中下台阶预留核心土；开挖个台阶预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

采用人工配合挖掘机开挖，安全员现场指挥。

（5）、第7部，隧底开挖：每循环开挖长度宜为3m，开挖后及时施作初期支护，及时施工仰拱仰拱分段长度为3m。

采用人工配合挖掘机开挖，安全员现场指挥。

配备6名作业人员，开挖人员4名（风镐手2名），挖掘机司机1名，工班长1名；配备挖掘机1台，风镐2台。

三、三台阶七步开挖法隧道支护施工
隧道开挖应遵循“弱扰动、短进尺、强支护、勤量测”的原则。

为保护围岩的自稳能力，隧道支护应尽快施作。

三台阶七步开挖法的初期支护有喷射混凝土、钢架、钢筋网、系统锚杆等组成，各部分联合受力。

初期支护在开挖后立即施作，以保护围岩的自稳能力。

（1）、初喷混凝土封闭岩面
①初喷混凝土应在开挖后立即进行。

②清除岩面表面的空鼓和掉皮，埋设控制混凝土厚度的标志物。

③初喷混凝土厚度为4cm。

喷射混凝土必须满足设计强度要求、厚度的要求。

（2）、安装钢架
①安装工序：放样确定钢架基脚位置→在基脚位置设槽钢垫板→架设钢架→布设纵向连接钢架。

钢架单元之间夹橡胶垫片，连接采用高强螺栓栓接。

②在钢架安装前应清除基脚下的虚渣、虚土及杂物。

在基脚位置设槽钢垫板增强基脚的刚性，防止钢架下沉。

③加强拱（墙）脚锁脚锚管施工，各台阶在钢架拱脚以上30cm
处，紧贴钢架两测边沿下倾角30°各打设4根锁脚锚管，并与钢架采用L型牢固焊接，锁脚锚管采用外径50mm，壁厚3.5mm，长度5m 的无缝钢管，并在钢管内注水泥浆，以控制基脚变形。

（3）、钢筋网施作
①钢筋网用φ8的HPB235钢筋整理，网格尺寸采用20cm*20cm，搭接长度为1—2个网格，网片间采用焊接方式连接。

②钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不应大于3cm，大于3cm的须设置骑马垫块，钢筋网应与钢架连接牢靠。

其钢筋保护层厚度不应小于4cm。

（4）、复喷混凝土
①喷射作业应分段分次依次进行，拱部分成厚度不宜超过10cm，边墙厚度不宜超过15cm。

喷射作业从拱脚或墙角自下而上进行，应避免部分回弹料虚掩拱脚，先找平凹洼部分，后喷射凸出部分，各部平顺连接，喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在
1.0—
2.0m，沿水平方向以螺旋形画圈移动喷射。

②喷射混凝土表面应平顺，无空鼓、裂缝、松酥。

（5）、系统锚杆打设
待复喷混凝土完毕后打设系统锚杆，V级围岩系统锚杆长度L=4m，间距采用 1.2（环向）*1.5（纵向），打设完毕后及时注浆，注浆采用M20水泥砂浆，锚杆尾部采用垫片及螺帽并与钢架焊接。

四、三台阶七步开挖法隧道仰拱施工
（1）、隧道开挖采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环
开挖长度不得大于3m。

当仰拱施作距离掌子面，V级围岩超过35m时，应停止掌子面的开挖或采用跳槽进行隧底开挖。

（2）、隧底开挖后应实际清除虚渣、杂物、积水等，立即喷射混凝土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷混凝土至设计厚度，使初期支护及时封闭成环。

（3）、仰拱应超前二次衬砌，每循环浇筑长度3m，仰拱混凝土采用全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱施工缝及变形缝应设置止水带，仰拱表面应平顺，不积水。

（4）、仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土总凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物及积水，连续浇筑一次成型不留纵向施工缝。

填充混凝土达到5MPa后允许人通行，达到设计强度的100%后方可通行车辆。

仰拱表面坡度应符合设计要求，达到平顺、排水通畅无积水的效果。

五、二衬施工
（1）、施工准备
①对边墙基础顶面混凝土进行凿毛，并冲洗干净。

凿毛时，混凝土必须达到强度：人工凿毛为2.5Mpa，风动凿毛为10 Mpa。

②纵向施工缝浇注混凝土前，应在凿毛的先浇混凝土面上破一层厚约30cm的混凝土，其粗骨料宜比后浇混凝土减少10%，然后涂刷混凝土界面剂处理。

③环向施工缝后浇筑混凝土前，应将其表面浮浆和杂物清除，并及时浇筑混凝土。

（2）、施工顺序
初期支护表面处理→排水盲管、纵向排水管安装→土工布挂设→防水板安装→注浆管安装→钢筋绑扎→台车定位→槽道安装→止水带安装→混凝土浇注→脱模养护。

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