隧道三台阶七步开挖施工工法
隧道三台阶七步开挖法施工技术
隧道三台阶七步开挖法施工技术一、背景介绍隧道工程是指在山体、水体、城市地下等区域开挖的道路工程。
在隧道工程中，施工难度较大，施工时间长，施工成本高等问题一直困扰着施工方。
目前，隧道工程中采用的开挖方法较多，其中，三台阶七步开挖法是一种较为先进的施工方法，其能够有效地降低隧道工程的施工难度，提高施工效率，减少施工成本，是隧道施工中常采用的方法之一。
二、三台阶七步开挖法介绍三台阶七步开挖法是指在进行隧道开挖时，将开挖提取分为七步进行，其中每三步分为一道台阶，具体步骤如下：1.第一步：掏假隧道在进行三台阶七步开挖法的施工前，需要将隧道口进行掏岩，开挖出一个假隧道。
掏假隧道的目的是为了确保施工的安全，同时也能够统计出开挖的具体范围。
2.第二、三、四步：首道台阶开挖出假隧道后，开始进行第一道台阶的开挖，包括三个步骤：•第二步：下部回填，这一步主要是为了增加隧道施工的自稳力，减少施工风险。
•第三步：顶部挖掘，将隧道顶部的岩体掏空，为第一道台阶的开挖打下基础。
•第四步：第一道台阶的开挖，将位于顶部的岩体进行开挖。
3.第五、六、七步：二、三道台阶完成第一道台阶的开挖后，开始进行第二、三道台阶的开挖，具体步骤如下：•第五步：上部回填，仍然是为了增加隧道的自稳力，降低施工风险。
•第六步：顶部挖掘，将第一道台阶的上部岩体掏空，为第二道台阶的开挖做准备。
•第七步：第二、三道台阶的开挖，将第二、三道台阶的岩体进行开挖。
以上即为三台阶七步开挖法的具体步骤。
三、优点分析三台阶七步开挖法在隧道施工中具有如下优点：1.提高施工效率采用三台阶七步开挖法进行隧道施工，可以将开挖提取分为7步，缩短开挖时间，提高施工效率。
2.降低施工难度三台阶七步开挖法能够有效地降低隧道施工难度，需要的施工人员、机械等资源相对较少，减少了施工难度。
3.减少施工成本由于施工难度和施工时间的减少，三台阶七步开挖法能够降低隧道施工的成本，具有经济效益。
四、存在问题三台阶七步开挖法在隧道施工中也存在一些问题：1.环境保护难度较大隧道开挖需要大量的岩石爆破，会对周边的环境造成影响，比如大量的噪音、塵土等会对周边环境和居民造成影响。
三台阶七步开挖法
在项目初期制定绿色施 工方案，明确环保目标 和措施，确保绿色施工 理念贯穿整个项目过程。
加强绿色施工管理
建立绿色施工管理体系， 对施工过程中的环保工 作进行全面管理和监督， 确保环保措施得到有效 执行。
推广绿色施工技术
积极推广绿色施工技术， 如预制装配式建筑技术 等，降低施工过程中的 环境影响，提高施工效 率和质量。
开挖顺序
先挖中间部分，后挖两侧， 保持开挖面的稳定。 Nhomakorabea支护措施
开挖后及时施作中期支护， 如钢拱架、钢筋网等，以 增强围岩的稳定性。
第三步：下台阶开挖
开挖方法
同样采用机械开挖为主，人工辅 助修坡的方式。
开挖顺序
从下至上分层开挖，注意与上、中 台阶的衔接。
支护措施
开挖后及时施作后期支护，如混凝 土衬砌等，确保隧道的长期稳定。
第一步：上台阶开挖
01
02
03
开挖前准备
进行地质勘察，确定开挖 边界和坡度，制定安全措 施。
开挖顺序
从上至下分层开挖，每层 开挖深度不宜过大，以保 证施工安全。
支护措施
开挖后及时施作初期支护， 如喷射混凝土、锚杆等， 以稳定围岩。
第二步：中台阶开挖
开挖方法
采用机械开挖为主，人工 辅助修坡的方式，确保开 挖面平整。
超前钻探
在隧道开挖前，通过钻孔取样和 测试，获取详细的地质资料和岩 石力学参数，为设计和施工提供
依据。
地质素描与编录
对隧道开挖过程中揭露的围岩进 行素描和编录，记录围岩的颜色、 成分、结构、构造等信息，为围
岩分级和支护设计提供依据。
爆破技术及其安全控制
光面爆破技术
通过合理布置炮眼和装药结构，使炸 药爆炸后，岩面保持平整，减少超挖 和欠挖现象。
隧道三台阶七步流水作业施工
隧道三台阶七步流水作业施工三台阶七步阶法施工步阶挖:第步～上部弧形阶坑阶,在拱部超前支阶后阶行～阶向阶上部弧形阶坑～阶留核心土～核心土挖挖1阶度宜阶米~阶度宜阶隧道阶阶度的挖。
阶循阶阶尺阶根据初期支阶阶架阶距定～最大不得超阶挖确3~51/3~1/2米～阶后立初阶挖即阶。
上台阶阶失跨比阶大于挖～阶后阶及阶阶行阶、阶、系阶支阶～架阶阶架挖网～1。
53～5cm0。
3在阶架拱脚以上高度阶～阶阶阶架阶阶沿按下阶角两搭阶阶脚阶杆～拱脚阶杆和阶架牢固阶接～阶阶阶30cm30？至阶阶厚度。
第、步~左右阶中台阶阶,阶阶尺阶根据初期支阶阶架阶距定～最大不得超阶挖挖确～阶高度挖231.5m一般阶,～左右阶台阶阶阶，～阶后立初阶挖即，阶~及阶阶行阶、阶、系阶支阶～接阶阶架～网33。
5m23m35cm在阶架拱脚以上高度阶～阶阶阶架阶阶沿按下阶角两搭阶阶脚阶杆～拱脚阶杆和阶架牢固阶接～阶阶阶30cm30?至阶阶厚度。
第、步～左右阶下台阶阶，阶阶尺阶根据初期支阶阶架阶距定～最大不得超阶挖挖确～阶高度挖451.5m一般阶，～左右阶台阶阶阶,～阶后立初阶挖即，阶~及阶阶行阶、阶、系阶支阶~接阶阶架～网33。
5m23m35cm在阶架拱脚以上高度阶~阶阶阶架阶阶沿按下阶角两搭阶阶脚阶杆～拱脚阶杆和阶架牢固阶接～阶阶阶30cm30?至阶阶厚度。
第步~上中下台阶阶留核心土,各台阶阶分阶阶后及阶施作仰拱初期支阶～完成隧道阶、挖挖两个挖6支阶循阶后～及阶施作仰拱～仰拱分段阶度宜阶。
4~6m第步~隧底阶，每循阶阶阶尺阶度宜阶挖挖阶后及阶施作仰拱初期支阶～完成隧底阶、挖两个挖72~3m支阶循阶后～及阶施作仰拱～仰拱分段阶度宜阶。
4～6m、三台阶七步阶法施工工阶挖3；，初阶混凝土封阶岩面要求，1、初阶混凝土阶在阶后立阶行.挖即a、用高阶阶自上而下吹阶岩面～埋阶控制阶射混凝土厚度的阶志阶。
b、工作面滴水或淋水阶～宜采用阶孔埋管做好引排水.大面阶潮的岩面宜采用粘阶性强的混凝湿c土～通阶添加外加阶、阶合阶改善混凝土性能~也可采用干阶形式快速封阶渗水岩面。
三台阶七部法
1.4.3三台阶七步法三台阶七步法施工工艺流程见图1-10、图1-11。
三台阶七步开挖法施工工艺流程图图1-10 三台阶七步法施工流程图图1-11 三台阶七步法横断面图三台阶七步开挖工法工序说明第一步：a.利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；b.开挖①部，同时，每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚砼封闭；c.分部施作①部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚砼，架立钢架；d.施作锁脚钢管；e.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。
第二步：a.在滞后于①部2-3米后，左右交错开挖②、③部；b.喷5cm厚砼封闭掌子面；c.导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架，并设锁脚钢管；d.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。
第三步：a.在滞后于③部2-3米后，左右交错开挖④、⑤部；b.导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架；c.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度；第四步：分台阶开挖⑥部。
第五步：a.在⑥部开挖15-25米后开挖⑦部；b.隧底周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架；c.复喷砼至设计厚度。
第六步：灌筑Ⅷ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施作)。
第七步：根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑拱墙衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
三台阶七步法施工注意事项（1）开挖应以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破，各分部平行作业，平行施作初期支护，各分部初期支护应衔接紧密，及时封闭成环。
（2）仰拱应紧跟下台阶施作，及时闭合成稳固的支护体系（3）施工过程中应通过监控量测掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。
（4）应完善洞内的临时防排水措施，防止地下水侵泡拱脚基础。
（5）上、中、下台阶预留核心土开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。
（6）各分部开挖宽度台阶高度可根据施工工具、人员等安排适当调整。
（7）钢架临时墙角应设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。
（8）开挖进尺应根据初支钢架间距确定，Ⅴ级围岩不超过1榀钢架间距，预留核心土的长度在3～5m为宜。
隧道工程三台阶七步法技术交底
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三台阶七步开挖工法
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一、设计情况
根据设计情况，三台阶七步开挖法适用于Ⅴ级围岩地段。人工开挖，严禁爆破开挖，尽量减少对围岩的扰动，开挖后及时施作钢架和锚网喷支护。
二、施工工艺及工序
三台七步法开挖示意图
施工步骤：Ⅰ-超前支护；1-上部弧形导坑开挖；Ⅱ上部初期支护；2、3-左侧导坑开挖；Ⅲ、Ⅳ-中部量测初期支护；4、5-下部两侧开挖；Ⅴ、Ⅵ-下部两侧初期支护；6-预留核心土开挖；7-仰拱开挖。Ⅶ-仰拱初期支护；Ⅷ-仰拱及填充混凝土；Ⅸ-拱墙二次衬砌
签收意见：
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三台阶七步开挖工法
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②左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，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3～5cm混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、网、喷射混凝土系统支护在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30º打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
②导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。
③工序变化处之钢架打设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。
④钢架之间纵向连接钢筋及时施做并连接牢固。
⑤仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。
⑥开挖过程中初期结构及核心土的稳定性，必要时利用核心土
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三台阶七步开挖工法
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体加设全断面环形临时支撑。
⑦施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。
三台阶七步开挖法施工工艺
三台阶七步开挖法l 总则1.0.1 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制,提高施工进度，制定本作业指南。
1。
0。
2铁路大断面隧道三台阶七步开挖法（以下简称“三台阶七步开挖法”)是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
1.0.3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180 m。
，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。
1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点：1施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业.部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。
2在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序,调整施工方法。
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，利于开挖工作面稳定。
5当围岩变形较大或突变时,在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间.1.0.5采用三台阶七步开挖法施工应尽量缩短台阶长度，确保初期支护尽快闭合成环，仰拱和拱墙衬砌及时跟进，尽早形成稳定的支护体系。
1。
0。
6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
2 施工准备2.0。
1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。
施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。
调查结束后应编写施工调查报告.2.0。
2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。
2。
0。
3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。
2。
0。
4施工机械配备应满足正常施工要求。
实施中，可根据施工进度要求分期、分批组织上场.2。
0.5 隧道施工机械配套应针对隧道大断面的特点,以实现机械化均衡生产为目标，配套的生产能力应为均衡施工能力的1．2～1．5倍。
隧道出洞施工三台阶七步法
隧道出洞施工三台阶七步法按隧道新奥法施工的基本原理遵循“短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则，抑制围岩变形，按上中下三台阶法开挖出洞施工，最大限度地发挥围岩自身的承载能力。
隧道三台阶七步法掘进开挖施工中严格遵守：“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则。
三台阶法开挖的施工工艺和技术措施第一步：利用上一循环开挖支护时架立的钢架，施作小导管超前支护→进行①部弱爆破开挖→进行Ⅰ部导坑拱部初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第二步：滞后①→Ⅰ部导坑≥3~5m，进行②部弱爆破开挖→进行Ⅱ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架和临时钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第三步：滞后②→Ⅱ部导坑≥3~5m，进行③部弱爆破开挖→进行Ⅲ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第四步：滞后③→Ⅲ部导坑≥3~5m，进行④部弱爆破开挖→进行Ⅳ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第五步：滞后④→Ⅳ部导坑≥3~5m，进行⑤部弱爆破开挖→进行Ⅴ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第六步：滞后⑤→Ⅴ部导坑≥2~3m，进行⑥部弱爆破开挖核心土→进行⑥部弱爆开挖时，按照2~3m分⑥-1、⑥-2、⑥-3台阶分部开挖。
第七步：滞后⑥-3部≥3~5m，进行⑤部弱爆破开挖→进行Ⅵ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度→进行仰拱衬砌施工，其工作内容：根据设计如果有仰拱钢筋，先进行钢筋绑扎，立模浇筑仰拱混凝土→进行仰拱填充混凝土施工，其工作内容：根据设计如果有中心排水沟，先进行中心排水沟立模、待浇筑段端模立模后，浇筑仰拱顶填充混凝土。
三台阶七步开挖施工工法
三台阶七步开挖施工工法中铁十二局集团有限公司第二工程公司:赵华锋一.前言大断而软岩隧道施工中，传统的施工方法有双侧壁导坑法.CD法、CRD法等，这些施工方法进度慢、工效低、存在一泄的局限性，如：限制了大型施工机械的使用，基本靠人工开挖，工效低、速度慢，难以满足客运专线工期要求：拆除临时支护时，正洞初期支护会因突然卸载而出现大的变形，存在安全风险；齐分部开挖面循环衔接性差，柑互干扰大，施工质量得不到充分保证：临时支护反复拆除，成本投入大等。
而目前国内大断而软岩隧逍施工中，我们往往会而临以下问题：对工期紧迫性的要求.需组织快速施工：工程水文地质复杂，可变性大，须选择一种能适应地质变化而迅速过渡的施工方法：能较大限度地发挥大型施工机械的优势，以求最佳的施工进度；把长期施工实践所积累的作业习惯融合于施工方法中•做到高工效，易掌握，达到快速形成施工能力的目的等要求。
借鉴近几年大断面隧逍施工的成功经验，规避传统施工方法的局限性，以加快隧道施工进度、保证隧道施工安全、提高施工质量为目的•提出了三台阶七步开挖法施工的工艺流程、施工步骤、控制要点、劳动组织、机具设备等，突出大断而软岩隧逍开挖施工的技术特点，总结完善形成本工二.工法特点1、施工空间大，方便机械化施工，可以多作业而平行作业。
部分软岩或上质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。
2、在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法。
3、适应不同跨度和多种断而形式，初期支护工序操作便捷。
4、在台阶法开挖的基础上，预留孩心土，左右错开开挖，利于开挖工作而稳定。
5、当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。
三、适用范围本工法适用于开挖断面为100-180m\具备一定自稳条件的N、V级用岩地段隧道的施工。
四、施工工艺1、工艺原理“三台阶七步开挖法S是以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖而，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
大断面黄土隧道三台阶七步开挖法施工技术
间 ，逐步 向纵深挖掘 。其 实质是 台阶开挖法的一种 ，拱部
采用环形开挖预 留核心土 ，利用核心土施压掌子面 ，中部 和下部也是先开挖两侧 ，保持 中部土体不动 ，保证掌子面 稳定 。三台阶七步开挖法 主要技术特点如下。 （ ）施 丁空 间大 ，大 型施工 机械 可在 多个 作业 面 １ 平行施工 ，工效 高 。部 分软岩地段 可采用挖 掘机直接 开 挖下半 部断面 ，减 少对围岩扰动 。
在 断 层 带 、 破 碎 带 等 自稳 性 较 差 地 层 和 富 水 地 层 承 载 拱 。
中，采用小 导管预注 浆 固结 、止水等辅助施 工措施 ，采 ２ １２ 中台 阶左侧 和 下 台 阶右侧 边 墙 开挖 支护 ． ． 用上部弧形 导坑法短 开挖施作拱部 初期支 护后 ，再左 右 （ １）上 台阶开 挖超前 中台 阶３～５ 后 ，交错 开挖 ｍ
修边 和对上 台阶初期支 护底部修 凿 。此期 间挖掘机开挖
高 度约 ３９ｍ，台阶长 度控 制 在３～５ｍ，核 心 土距 拱顶 下 台阶 。当中台阶上部 修边和上 台阶初期支 护底部修凿 ．
１５～２０ｍ，其 两侧 距 开挖 面 约２ｍ；中 台阶开 挖 高度 结束后 ，继续 开挖 中台阶下部 。 ． ．
约４５ｍ，台阶长 度控 制在 ３～４ｍ；下 台 阶开挖 高 度结束后 ，及 时喷４ ｍ厚 混凝 ｅ
一
６７—
土 ，封 闭作业面 。
（ ４）设 置锁脚 锚管 是保 证初 期支护 安全 的重要 措
（ ３）初 喷 后 打 设 锚 杆 和 挂 设 钢 筋 网 片 。锚 杆 采 施 。试验和量测 表明 ，拱脚 和墙脚初期 支护受到较大竖 用 ２ ２ｍｍ药 包 锚杆 ，长 ４ｍ，问距 ｌ ｌ ×１ Ｉ ｌ ｍ，梅 花形 向与侧 向压力 ，锁脚锚管可 保证工字钢受 到侧 向力 时不 布 置 。 钢筋 网片采 用 ８ｍｍ钢筋 ，网格 间距 ２ ｍ × 向洞 内位移 ，同时起 到抑制 拱架整体下沉作 用 ，保证初 ０ｃ
隧道三台阶七步开挖法施工工艺工法
三台阶七步开挖法施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0108-2011第五工程有限公司刘建萍1 前言1.1工艺工法概况1995年，德国采用拱部、台阶和仰拱三层七部暗挖—复合衬砌技术开挖面积达265m2的最大的高速公路三车道隧道—恩格贝格山底公路隧道开始。
1997年日本在修建神户鸣门线舞子隧道过程中，采用TBM、SlitDrill法与四(六)部中壁NATM机械开挖，三车道和停车带(四车道)开挖面积为148.33m2～186.51m2。
在国内，2005年至2008年间，弧形导坑三台阶七步开挖施工工艺在黄土隧道Ⅳ级围岩地段得以成功的运用。
该工艺规避了侧壁导坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除临时支护及受力转换造成不安全的因素，及时调整闭合时间，方便机械化施工，利于施工工序转换，大大提高了施工效率。
1.2工艺原理大断面黄土隧道施工按照“新奥法”原理。
开挖后立即进行初期支护，保证在最短时间封闭围岩，及时完成仰拱，使型钢成环，根据量测数据确定最佳二衬施工时间，尽早完成二衬施工。
2 工艺工法特点2.1根据黄土隧道的断面尺寸、埋深和黄土的含水量等特性，并结合目前国内施工机械设备实际情况，经过不同步长工况下监控量测数据对比分析，形成了大断面黄土隧道弧形导坑三台阶七步开挖工法的各个步距要求。
2.2初期支护由钢拱架、钢筋网片、锚杆、锁脚锚管、超前小导管、喷射微纤维混凝土等组成。
2.3大断面黄土隧道采用新奥法施工，合理安排工序衔接，可加快施工进度，缩短工期。
2.4采用监测信息化技术指导施工，使施工及成本始终处于受控状态。
3 适用范围本工艺工法适用于土质围岩的大断面铁路、公路隧道深埋段（Ⅳ级围岩）施工。
4主要引用标准4.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204）、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417）、《铁路工程测量规范》（TB10101）、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1）。
(完整word版)隧道三台阶七步开挖法施工技术
张茅隧道三台阶七步开挖法施工技术1张茅隧道三台阶七步开挖法施工技术一、概 况我集团公司承建的郑西客运专线工程所承担的隧道施工主要工程量为隧道18座28.1km ；其中列为铁道部重点工程的有：张茅隧道8483m 、金银山隧道4004m 、交口隧道4012m ，下面谨以张茅隧道为例就隧道三台阶七步流水法施工的做法向各位领导做一简要汇报。
重点工程项目第一标段张茅隧道位于河南省陕县境内，起讫里程DK218+207～DK227+090，隧道全长8483m 。
隧道分别于DK223+200、DK225+560、DK224+747线路前进方向右侧设置三个斜井，一号、二号斜井与线路平面夹角45度，三号斜井与线路平面夹角42.57度，一号斜井长246米，二号斜井长413米，三号斜井长108米。
本管段内的隧道所在区域大多为低山丘陵及黄土台源地貌，张茅隧道进口端DK218+630～DK222+300段属于低山丘陵地貌，地形较陡，地面高程630～860m ，相对高差200m 以上。
出口端 DK222+300～DK227+080段为黄土台源地貌，黄土冲沟发育，多呈“V ”字型，地形切割冲刷严重，地面高程640～740m ，相对高差约100m 。
二、总 则1、三台阶七步开挖法（以下简称“三台阶七步开挖法）是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的隧道施工方法。
2、三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180m 2，是根据以往大断面隧道施工及郑西客运专线张茅隧道施工的经验确定的。
该方法适用Ⅳ、Ⅴ级围岩，地质主要有黄土、强风化岩层等，如张茅隧道为Q 2老黄土（进口为强风化安山岩），不适用条件有围岩地质为流塑状态、洞口浅埋偏压段（但经过反压处理或施做超前大管棚后可采用）。
3、三台阶七步开挖法具有下列技术特点：⑴ 施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。
隧道三台阶七步法
（5）当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满 足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。
三台阶七步开挖法规避了侧壁导坑法、中隔壁法及交叉中隔 壁法等需要拆除临时支护及受力转换造成不安全的因素，及 时调整闭合时间，方便机械施工，利于施工工序转换。
三台阶七步开挖法主要内容
1、 三台阶七步法概况 2、 三台阶七步法施工工艺 3、三台阶七步法施工控制要点
1、三台阶七步开挖法概况
大断面隧道三台阶七步开挖法(以下简称“三台阶 七步开挖法”)是以弧形导坑开挖留核心土为基本模 式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的 开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工 方法。
2、三台阶七步开挖法施工工艺
（3）三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：
以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；
弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土， 开挖后及时支护；
其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分部初 期支护衔接紧密，及时封闭成环； 仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；
2、三台阶七步开挖法施工工艺
（3）三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：
施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形 情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工 安全； 完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚 基础。
三台阶七步开挖法施工步骤
拱管超部预前超注支护前浆小支导护
11
1
3
衬砌
6-1 6-2 6-3 5
2 4
仰拱 栈桥
2、三台阶七步开挖法施工工艺
（1）初喷混凝土封闭岩面要求： d、喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩 面粘结力要求。 e、喷射作业应分段分片依次进行，喷射作业从拱脚或 墙脚自下而上进行，作业时应避免上部喷射回弹料虚掩 拱(墙)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划圈移动。
隧道施工技术培训(三台阶七步开挖法)
隧道施工技术培训第一章隧道开挖工法根据铁路部“120号文”的强制性规定，隧道开挖之前必须作超前地质预报，开挖过程中必须进行超前地质预报，并对对隧道开挖进尺划定了四条红线。
分别如下：（1）上台阶每循环开挖支护进尺Ⅴ、Ⅵ级围岩不应大于1榀钢架间距，Ⅳ级围岩不得大于2榀钢架间距。
（2）边墙每循环开挖支护不得大于2榀。
（3）仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m。
（4）隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，Ⅴ级围岩初支封闭成环位置距离掌子面不得大于35m。
仰拱距开挖掌子面距离不超过40m，二次衬砌距开挖掌子面不超过70m。
改建铁路…隧道起讫里程...该隧道在…下穿…线，该段暗洞开挖采用超短台阶法，人工开挖，上下台阶距离不大于2m，每循环进尺长度不大于0.5m。
下面结合本隧道下穿特点，介绍三台阶七步开挖法的应用。
三台阶七步开挖法1. 施工工艺流程见《三台阶七步开挖法施工工艺流程图》；施工工序见《三台阶七步开挖法施工工序示意图》、《三台阶七步开挖法施工平面示意图》、《三台阶七步开挖法施工立体效果图》。
施工工序说明：⑴ 第一步：a 、利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护（即Ⅰ部）；b 、弱爆破开挖上部弧形导坑（即(1).部），每循环进尺一榀间距，同时掌子面喷5cm 厚砼封闭；c 、分部施作上部导坑周边的初期支护（即Ⅱ部），即初喷4cm 厚砼，架立钢架；d 、施作锁脚钢管；三台阶七步开挖法施工工艺流程图e 、钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。
(2) 第二步：a 在滞后于(1)部一段距离后，弱爆破左右交错开挖(2)、(3)部；b 喷5cm 厚砼封闭掌子面；c 导坑周边部分初喷4cm 厚砼，施作钢架，并设锁脚钢管；d 钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度（即Ⅲ、Ⅳ部）。
(3) 第三步：施工准备超前地质预报、测量拱部超前支护上部弧形导坑开挖监控量测施作复合衬砌结束分部钻爆设计（需要时）两侧错位开挖中台阶两侧错位开挖下台阶地质素描、轮廓检查地质素描、轮廓检查地质素描、轮廓检查初期支护初期支护初期支护仰拱开挖、初期支护，仰拱、侧壁、拱部初期支护闭合成环判定围岩稳定性下一循环开挖、支护施作钢筋混凝土仰拱、填充混凝土 调整开挖及支护参数变形超过规范要求a在滞后于(2)、(3)部一段距离后，弱爆破左右交错开挖(4)、(5)部；b导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架；c钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度（即Ⅴ、Ⅵ部）。
三台阶七步开挖法施工工艺
三台阶七步开挖法l 总则1.0.1 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制,提高施工进度，制定本作业指南。
1.0.2铁路大断面隧道三台阶七步开挖法（以下简称“三台阶七步开挖法”）是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
1.0。
3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100~180 m。
，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。
1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点：1施工空间大，方便机械化施工,可以多作业面平行作业。
部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。
2在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法。
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，利于开挖工作面稳定。
5当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。
1.0.5采用三台阶七步开挖法施工应尽量缩短台阶长度,确保初期支护尽快闭合成环，仰拱和拱墙衬砌及时跟进,尽早形成稳定的支护体系.1。
0.6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外,尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
2 施工准备2。
0.1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。
施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容.调查结束后应编写施工调查报告。
2.0.2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点,按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。
2。
0。
3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道,应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。
2。
0。
4施工机械配备应满足正常施工要求。
实施中，可根据施工进度要求分期、分批组织上场.2。
0。
朵给山隧道三台阶七步开挖施工方法
朵给山隧道三台阶七步开挖施工方法一、施工工艺流程三台阶七步开挖法施工工艺流程见三台阶七步开挖法施工工艺流程图，三台阶七步开挖法纵横断面部位见三台阶七步开挖法纵横断面部位示意图。
三台阶七步开挖法施工工艺流程图二、施工步骤第一步，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1/3～1/2。
开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。
上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第二、三步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过2.5m，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3～5cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第四、五步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，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3～5cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
三、施工要求（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
（2）开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
（3）台阶长度宜控制在10m~50m之内；围岩稳定较差时，控制在3~10m。
（4）下台阶断面开挖应两侧交错进行，下台阶开挖后仰拱应紧跟。
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隧道三台阶七步开挖施工工法高传伟摘要：铁路大断面隧道三台阶七步法（以下简称“三台阶七步开挖法”），是在隧道开挖过程中，是以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式,分上、中、下三个台阶七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开开挖，分部及时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
三台阶七步开挖法规避了侧壁导坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除临时支护及受力转换造成不安全的因素，及时调整闭合时间，方便机械化施工，利于施工工序转换。
关键词：三台阶七步开挖工法一.工法特点1.1施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。
部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高；1.2在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法；1.3适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷；1.4在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右侧错开开挖，利于开挖工作面稳定；1.5当围岩变形较大或突变时, 在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间；二.适用范围本工法适用于开挖断面为100～180 m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。
不适用于围岩地质为流塑状态、洞口浅埋偏压段（但经过反压处理或施做超前大管棚后可采用）。
三.施工工艺“三台阶七步开挖法”，是在隧道开挖过程中，是以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式,分上、中、下三个台阶七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开开挖，分部及时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
三台阶七步开挖法在施工的各阶段，均应进行现场量测，及时提出可靠的测量信息，反馈指导施工和修改支护参数。
四.施工工艺流程及操作要点4.1施工工艺流程施作仰拱图4.1-1施工工艺流程图4.2三台阶七步开挖发施工步骤施工步骤见附图4.2-1，开挖透视见附图4.2-2，施工工序见附图4.2-3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1/3～1/2。
开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5 m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。
上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，施工步骤：第1步：施作超前支护后，开挖拱部弧形导坑，预留核心土，施作拱部初期支护； 第2、3步：开挖左右侧中台阶并施作初期支护； 第4、5步：开挖左右侧下台阶并施作初期支护； 第6步：分别开挖上、中、下台阶核心土； 第7步：开挖隧底并施作仰拱初期支护封闭成环。
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3～5cm 混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
附图5.2-1开挖步骤图附图4.2-2开挖透视施工工序纵断面示意图施工工序正面示意图附图4.2-3施工工序图第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，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3～5cm 混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第6步，开挖上、中、下台阶预留核心土：分别开挖上、中、下台阶预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。
第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为2～3m ，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4～6m 。
4.3三台阶七步开挖法施工要点4.3.1采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应将超前地质预报纳入施工工序，并根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。
4.3.2采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。
在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，超前支护应按设计要求进行加强。
4.3.3三台阶七步开挖法施工应符合下列要求： 1. 以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；2.弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护；3.其他分步平行开挖，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；4.仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；5.施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；6.完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
五.材料与设备5.1材料：本工法使用的材料都是常用的。
5.2设备：本工法操作简单，单作业面施工机具配备见表5-2-1，可根据施工现场情况酌情调整。
5-2-1 单作业面施工机具配备六.质量控制6.1工程质量控制标准本工法以《铁路隧道施工技术规范》，《铁路工程质量检验评定标准》进行质量控制。
6.2质量保证措施6.2.1在满足作业空间和台阶稳定的前提下，应尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。
6.2.2三台阶七步开挖法施工应严格控制开挖长度，根据围岩地质情况，合理确定循环进尺，每次开挖长度不得超过1.5m；开挖后立即初喷3～5cm混凝土，以减少围岩暴露时间。
6.2.3严格按设计要求施作超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。
6.2.4隧道周边部位应预留30cm人工开挖，其余部位宜采用机械开挖，局部需要爆破时，必须采用弱爆破，不得超挖。
施工时应严格控制装药量，减少对围岩的扰动。
6.2.5钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。
钢架应架设在坚实基面上，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚碴回填。
钢架应与锁脚锚杆（管）焊接牢固。
6.2.6隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。
必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。
6.2.7应加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施作时间，进行信息化施工管理。
6.2.8应完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。
当地层含水量大时，上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。
必要时应配合井点降水等措施，降低地下水位至隧道仰拱以下，确保施工顺利进行。
反坡施工时，应设置集水坑将水集中抽排。
七.安全措施7.1隧道进洞前应做好洞顶及洞口防排水系统。
洞顶及洞口排水沟应铺砌，用砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。
7.2三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。
工序安排应紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。
7.2.1初期支护应及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右；7.2.2仰拱应超前施作，仰拱距上台阶开挖工作面宜控制在30～40m。
铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行。
7.2.3对于土质隧道，衬砌应紧跟仰拱施工，一般为15～20m，衬砌距开挖掌子面最大不得超过60m；对于岩石爆破隧道，衬砌距开挖掌子面距离须满足爆破距离要求；7.3中、下台阶左、右侧开挖应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为2~3m。
7.4施工过程中可采用增加拱（墙）脚锁脚锚杆（管）、增设钢架拱（墙）脚部位纵向连接筋、扩大拱（墙）脚初期支护基础及增设拱（墙）脚槽钢垫板等增强拱（墙）脚承载力等措施控制变形。
八.环保措施本工法严格执行国家标准和当地的有关环保政策和有关规定。
8.1施工现场按照设计统一规划、业主要求和施工环保的要求进行实施。
8.2污水处理采用多级沉淀池过滤沉淀。
处理的工艺流程为：污水—收集系统—多级沉淀—沉淀净化处理—排入河道。
8.3严禁乱倒、乱卸。
施工现场设密闭式垃圾站，施工垃圾和生活垃圾按规定分开收集，做到每班清扫，每班清运。
8.4施工道路上要适量洒水，减少粉尘污染。
8.5隧道施工应加强洞内通风，作业环境应符合职业健康及安全标准。
九.效益分析大断面软岩隧道施工采用“三台阶七步开挖法”，在经济效益方面尤为突出，与传统的大断面隧道CRD法施工比较，主要有以下几个方面的优点：一是拓展了隧道的施工空间，可以做到大型施工机具生产效率最大化，避免了CRD法作业空间小、限制了大型施工机具使用的尴尬局面，进一步提高了单位时间内的施工产值，缩短了整个单位工程的施工工期；二是降低了人工用量和劳动强度，节约了工费成本，由以往密集型劳力施工转变为机械化、程序化施工；三是采用“三台阶七步开挖法”施工没有临时支护环节，节约了大量的临时支护成本，减少投资浪费；四是工程质量满足验标要求，操作便捷，推广性强；该工法施工现场按照设计统一规划、遵循业主和施工环保要求进行实施，隧道地下水及施工用水从核心土开槽引排至集水井，既不影响施工又方便污水处理。
施工现场设密闭式垃圾站，施工垃圾和生活垃圾按规定分开收集，做到每班清扫，每班清运，施工环境粉尘污染少。
该工法施工速度快、成本低，可节约大量能量资源，环保、节能效益良好。
十.工程实例在乌江铁路巴彦查干隧道采用三台阶七步法，取得了安全、质量、进度的良好效果。
十一、参考文献[1]铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南（试行）[2]铁路隧道施工技术规范[3]铁路隧道施工技术。