典型施工方案(三台阶七步开挖法)
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)。
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。
大断面黄土隧道三台阶七步
大断面黄土隧道三台阶七步开挖法施工工艺工法宋连东西安地铁三号线试验段2标项目部1.前言1.1工艺工法概况三台阶七步开挖法是指在隧道开挖过程中，分三个台阶七个步骤，以前后七步相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。
1.2工艺原理大断面黄土隧道施工按照“新奥法”原理，遵循“早预报、管超前、非爆破、短开挖、少扰动、严治水、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则稳步前进。
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。
开挖后应立即进行初期支护，保证在最短时间封闭围岩，及时完成仰拱，封闭成环，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a.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三台阶七步开挖工法的各个步距要求。
b.初期支护由钢拱架、钢筋网片、锚杆、锁脚锚管、超前小导管、喷射混凝土等组成。
c.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。
d.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。
e.适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。
f.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。
g.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在黄土地区修建的大断面铁路、公路隧道、地铁隧道施工，对黄土地区修建的其他地下工程亦有借鉴意义。
4施工方法a.隧道开挖。
开挖时，采用人工配合挖掘机械的方式掘进，共分为上、中、下三台阶，上台阶长3～5m，中台阶长5～8m，下台阶长8～10m；每循环掘进上部0.8m安装型钢1榀，中部0.8m安装型钢1榀，下部1.6m安装型钢2榀；中部左右两侧掘进应错开2榀型钢，下部掘进应错开3榀型钢；掘进后应及时喷混凝土。
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。
三台阶七步开挖法施工工艺标准[详]
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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。
隧道三台阶七步法开挖
三台阶七步法开挖法一、施工工艺流程⑴三台阶七步法开挖法可分为以下主要步骤：1、上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护；2、中下台阶左右错开开挖，施做拱墙部初期支护；3、中心预留核心土开挖，隧底开挖，施做隧底初期支护。
每步开挖后均应及时支护，隧底初期支护后应及时施做仰拱，尽早封闭成环。
⑵三台阶七步开挖法的施工工艺流程见图4.7-3。
4.7-3三台阶七步开挖法的施工工艺流程见图二、施工作业⑴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，并各根据个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。
⑵采用三台阶七部开挖法施工的隧道，应根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松驰，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，超前支护应按照设计要求进行加强。
⑶三台阶七步施工方法施工符合下列要求:1、以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；2、弧形导坑开挖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，平行施做初期支护，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。
⑷三台阶七步开挖施工步骤见图4.7-4，开挖透视图见4.7-5，施工顺序见图4.7-6。
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3～5米，宽度宜为隧道开挖宽度的1／2～1／3。
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米，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倾角300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。
三台阶七步开挖施工方案
三台阶七步开挖施工方案一、前言大断面软岩隧道施工中，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、存在一定的局限性，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，难以满足施工工期要求；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；各分部开挖面循环衔接性差，相互干扰大，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。
而目前国内大断面软岩隧道施工中，我们往往会面临以下问题：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道施工的成功经验，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，突出大断面软岩隧道开挖施工的技术特点，总结完善形成本工法。
二、工法特点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。
三、适用范围本工法适用于开挖断面为120～180m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。
四、施工工艺1、工艺原理“三台阶七步开挖法”，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，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。
三台阶七步法开挖方案
技术交底三台阶七步法开挖方案一、目的明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖施工，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。
二、编制依据1.公路隧道施工技术规范三、适用范围三台阶七步开挖方法适用于新建铁路杭甬客运专线双线隧道Ⅴ级围岩深埋、浅埋和Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段的正洞开挖施工。
四、三台阶七步开挖方法简介Ⅳ、Ⅴ级围岩洞身开挖采用三台阶七步开挖法施工，是指在隧道开挖过程中，分七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。
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三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：⑴以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；⑵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；⑶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；⑷仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；⑸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；⑹完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
五、三台阶七步开挖法施工工序1、（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护（2）弱爆破开挖1部，同时，每进尺1.2m～2m,Ⅴ级围岩地段掌子面喷5cm厚混凝土封闭，Ⅳ级围岩地段必要时设置。
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。
三台阶七步开挖法
三台阶七步开挖法
（中铁二十一局集团第四工程有限公司）
三台阶七步开挖法斯以弧形导坑预留核心土法为基本模式，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，平行推进的施工方法。
1、三台阶七步开挖法应以机械开挖为主，必要时铺以弱爆破。
各分步平行作业，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，及时闭合构成稳固的支护体系。
3、施工过程中应通过监控量测掌控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、应完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
5、拱部超前支护完成后，环向开挖上台阶弧形导坑，预留核心
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,上台阶开挖矢跨比应大于0.3。
6、中台阶及下台阶左、右侧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,开挖高度宜为3~3.5m,左、右侧台阶错开
2~3m。
7、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。
&仰拱循环开挖长度宜为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
三台阶七步开挖法施工工序示意图
I-超前支护1-上部弧形导坑开挖n-上部初期支护
皿、w-中部两侧初期支护4、5-下部两侧开挖
7-仰拱开挖皿-仰拱初期
支护呱-仰拱及填充混凝土2、3-中部两侧开挖
V、W-下部两侧初期支护
6-1、6-2、6-3-上、中、下核心土开挖
三台阶七步开挖法施工工艺流程图。
三台阶七步开挖施工工工艺
三台阶七步法开挖方法及施工工艺（一）三台阶七步法开挖方法见施组图7-3-5三台阶七步法开挖方法示意图1、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
⑵弱爆破或人工开挖①部，同时，每循环进尺，掌子面喷5cm厚砼封闭。
⑶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。
⑷锁脚钢管，钻设系统锚杆。
⑸复喷砼至设计厚度。
2、⑴在滞后于①部一段距离后，弱爆破左右交错开挖②、③部。
⑵喷5cm 厚砼封闭掌子面。
⑶导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架。
⑷锁脚钢管，钻设系统锚杆。
⑸复喷砼至设计厚度。
3、⑴在滞后于③部一段距离后，弱爆破左右交错开挖④、⑤部。
⑵导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架。
⑶钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。
4、分台阶开挖⑥部。
5、⑴开挖⑦部。
⑵隧底周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架。
⑶复喷砼至设计厚度。
6、灌筑⑦部仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充应分次施作）。
7、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部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
施组图7-3-5 三台阶七步法开挖方法示意图（二）三台阶七步法施工工艺1、施工工艺流程标段内双线隧道Ⅴ级围岩深埋地段设计采用三台阶七步法施工。
三台阶七步开挖法工艺流程如施组图7-3-6”所示。
施组图7-3-6 三台阶七步开挖法工艺流程图2、施工工艺要点⑴洞身开挖采用自上而下分三台阶、七步骤，每开挖一步均应及时施作锚喷支护、安设钢架。
上台阶分部开挖时，分部施作初期支护。
上台阶开挖完成后，滞后一段距离开始第二台阶左、右部开挖及支护，形成左、右两侧开挖及支护相互交叉的情形；同样方法开挖第三台阶。
⑵各部开挖时，周边轮廓尽量保持圆顺，减小应力集中。
⑶各部的底部高程与钢架接头处一致。
⑷后一侧部位开挖后全断面及时封闭。
⑸同台阶左、右部纵向间距，适当拉开一定距离。
⑹仰拱开挖后，及时施工初期支护封闭，灌筑仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充分次施作)。
⑺灌注二次衬砌时，根据围岩监控量测结果，待初期支护收敛后，采用衬砌台车一次性浇筑(拱墙衬砌一次施作)。
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。
三台阶七步开挖法
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3～5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。
施作系统锚杆
黄土隧道系统锚杆按设计要求选用。
岩石隧道拱部系统锚杆必须带排气装置，采取沿锚杆孔进浆的施工工艺。
初喷后及时施做系统锚杆，锚杆必须设置垫板。
安装钢筋网、钢架
钢筋网随受喷面起伏铺设，保护层厚度不小于4cm。
软弱围岩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。
喷射砼作施工步骤
机械辅以人工开挖，最大进尺不得超过1.5m，严格控制超欠挖。 采用弱爆破时，严格控制装药量，减少围岩扰动。
施工步骤
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，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3～5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。
01
02
03
软弱破碎岩石隧道严格按设计要求施作超前支护，超前小导管沿线路纵坡布置于钢架外缘。
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。
GENERAL WORK REPORT FOR FOREIGN
初 期 支 护
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初喷砼封闭掌子面
软弱围岩各步序开挖后应立即初喷3～5cm厚混凝土封闭，避免围岩长时间暴露而导致失稳。
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。
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。
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中交第一航务工程局第三工程公司
典型施工方案
工程名称：新建兰新铁路第二双线兰州至西宁段
站前工程LXS-3标段
典型施工项目：三台阶七步开挖法断面开挖
方案编制日期：2010年4月19日
方案报送日期：2010年4月20日
审批：编制：
2010年4月20日
目录
一编写依据 (2)
二、施工工艺 (2)
三、三台阶七步开挖法控制要点 (3)
四、质量保证措施 (6)
一编写依据
1、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》TZ214-2005
2、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号
3、《施工作业指导书》
4、施工设计图纸
二、施工工艺
IV级围岩较差、V级围岩较好地段采用三台阶七步法。
开挖采用挖机开挖，人工或风镐配合修整，局部围岩较好部分采用浅眼松动爆破，严格控制装药量。
三台阶七步开挖法施工施工工艺见图“V级围岩三台阶七步开挖法施工作业程序示意图”及图“V级围岩三台阶七步开挖法施工作业工艺流程图”。
以下是本标段采用三台阶七步开挖法的施工段落：
第一步是上台阶开挖。
弧形开挖拱部，预留核心土。
核心土顶部距拱顶1.6~1.8m，两侧距边墙3.0m，核心土顶部留有3.0~4.0m长的平台。
根据地质情况每一次掘进1~2榀钢架间距，最长不得大于2榀钢架间距。
开挖、修整至设计轮廓后立即初喷3~5cm混凝土，及时铺设钢筋网、架设拱脚以上50cm 处，紧贴钢架两侧按斜向下倾角45°打设锁脚锚管，锁脚锚管于钢架采用U 形钢筋牢固焊接，锚、喷至30cm厚度。
第二、三步是中台阶开挖。
应先开挖边墙一侧，再开挖边墙的另一侧，并错开2.0~3.0m的距离，避免上台阶的初期支护在同一位置是悬空。
每侧每次开挖长度为1~2榀钢架间距，最长不得大于3榀钢架间距。
开挖、修整至设计轮廓后立即初喷4cm混凝土，及时铺设钢筋网、架设钢架，在钢架墙腰以上50cm处，紧贴钢架两侧按斜向下倾角45°设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架采用U形钢筋牢固焊接，锚、喷至30cm混凝土。
第四、五步是下台阶开挖，同第二、三步中台阶开挖。
第六步是开挖中部上、中、下台阶预留核心土。
第七步是仰拱开挖。
隧道仰拱初期支护长度4.0~6.0m，施工仰拱二衬和仰拱填充混凝土。
上台阶掌子面30~40m，施做二次衬砌。
三、三台阶七步开挖法控制要点
1.据隧道的水文地质条件，严格按设计要求做好超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，防止围岩松弛，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工，确保隧道施工安全。
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，以确保安全。
2.导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，以人工开挖为主，机械开挖为辅，人工配合挖掘机从台阶上向下刨土。
开挖后应及时支护；其他各分部平行开挖，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；临时仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。
3.过程通过变形监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时指导调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；
4.三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。
5.超前施作仰拱，仰拱距上台阶开挖工作面宜控制在40m左右。
铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行。
6.衬砌距仰拱保持2倍以上衬砌循环作业长度，但不得大于40m。
7.留足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在3～5m，宽度为隧道开挖宽度的1/3～1/2。
8.三台阶大拱脚七步开挖法施工应严格控制开挖长度，根据隧道围岩地质情况，合理确定循环进尺，每次开挖长度一般为0.6～0.8m；开挖后立即初喷3～5cm混凝土，以减少围岩暴露时间。
9.周边部位预留30cm人工开挖，其余部位采用机械开挖，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。
10.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，并加垫槽钢，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚土回填。
钢架应与锁脚锚杆焊接牢固。
11.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。
12.洞内临时排水应通畅，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，在上台阶开挖工作面附近开挖横向水沟，将水引至隧道两侧排水沟排出洞外。
反坡施工时，设置集水坑将水集中抽排。
四、质量保证措施
1、严格施工质量管理，重点加强成孔质量、灌浆质量、挂网质量和喷射混凝土质量，实行当班作业人员自检、互检，设质检员负责专检。
2、加强原材料质量检查，合格后方可使用。
3、严格按有关施工规范和验收规程操作。
4、施工时设专职安全员，严格执行有关安全法规和安全操作规程。
5、对重点施工工序和重点部位，要由有经验的施工人员组成施工班组来完成，不得随意换人。
6、按要求搞好养护、送检，对钢材、焊件、地材，按规范要求进行现场抽样检验，确保材料合格使用。
五、安全环保措施
1.建立安全管理体系，要加强对施工人员的安全意识教育，使每个职工牢固树立“安全第一”的观念,工人正确使用机械设备、各种工、器具、安全防护设施及个人防护用品负责。
对设备、机具的安全防护设施齐全、有效负责，并经常检查设施运行情况，及时消除不安全隐患或采取临时措施。
对新工人和调换岗位的职工负责安排专人负责其安全。
设置安全员、负责现场安全施工，施工前对施工人员进行安全技术交底，施工中应进行定期和不定期安全检查。
2.施工人员进入现场必须佩带安全帽，戴安全帽必须系带，穿好工作鞋、工作服，工作服必须三紧（袖口、领口、腰口）；高空作业（高度2米以上）人员必须穿防滑鞋、系好安全带，安全带必须挂在牢固的地方，应高挂低用。
对需加强安全防护的地方设立安全标志。
3.施工人员上岗必须穿戴整齐，妥善保管和正确使用各种劳动保护用品，严格遵守操作规程精心操作，严格执行工艺要求和操作纪律，并及时作好各项记录，交班者要为接班者创造良好的环境和各项规章制度，做到工完场清，做好文明生产工作。
4.对电器系统专人负责，持证上岗，对施工现场所用机械必须严格执行安全用电制度，现场由专人负责各种机电设备，施工机械必须做到“一机一闸一漏电开关”。
5.施工用电电缆严禁放在泥水中，过路电缆必须架离地面或挖沟埋设，埋设深度不得小于0.5米，电缆接头必须包扎好，剩余电缆应悬挂在支架或盘放在干燥的地面上。
6.配电箱、开关箱必须有防风、防雨措施，严禁用铁丝、铜丝代替保险丝，配电箱必须有门，箱内严禁放任何东西。
箱内外闸刀开关、按纽必须有名称标识。
7. 严格执行“三工制度”，做到工前交底，工中检查。
8.设专职机械检修人员，对施工机械定期进行安全检查，发现问题及时整改，防患于未然。
9.严禁非操作人员进入施工现场，并严格执行施工现场安全用电规范。
10.注浆、喷射砼工人作业时，必须戴防护眼镜，以防因高压喷射造成的人身伤害。
11.在需要搭接脚手架的施工部位，脚手架应搭接牢靠、稳固，以防止倒塌伤人。
12.开挖外排的弃砟必须排至设计给定的弃砟场，禁止乱排乱放。