三台阶施工方案

隧道三台阶施工技术交底

一、适用范围

1、V级强风化围岩，且设有超前长管棚或小导管支护地段。

2、Ⅳ级围岩设有超前锚杆支护地段。

二、三台阶施工总体方案

超短台阶法开挖：上台阶V级围岩每循环进尺1.2米，Ⅳ级围岩每循环进尺1.6～2.0米，当遇软弱围岩时，采用加强辅助施工措施稳定开挖工作面，以保证施工安全。

1、上台阶开挖采用人工钻爆开挖，及时施做初期支护和临时仰拱。

2、下台阶开挖时，采用左右侧壁导坑法交错换边开挖施工，遵循“弱爆破，短开挖”的原则，及时施做初期支护和临时仰拱。

3、仰拱开挖时，以下台阶的施工方式转入仰拱开挖，待左右部全部开挖并完成初期支护后隧道仰拱紧跟。

三、三台阶施工工艺框图

四、三台阶法施工安全稳定情况分析及加强措施

1、通过对隧道围岩力学特性分析，台阶法开挖隧道围岩应力集中部位主要出现在各开挖面附近，尤其在各转角附近。开挖线附近隧道围岩各主应力基本呈压应力状态，隧道围岩受力条件较好。

2、隧道拱顶和仰拱是围岩位移比较突出的部位。

3、拱部开挖和下半部左（或右）半幅开挖是台阶法施工的关键。施工过程中着重加固的范围为：左右拱腰以上45度范围和边脚墙以下45度范围为围岩应力松弛带。

针对以上围岩力学特性，采取如下加强措施：

A、锁脚小导管由原设计3根，加强为4根；

B、对于V级围岩左右拱腰以上45度范围围岩应力松弛带，每循环增加4根中空锚杆；

本标段隧道Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩浅埋段、Ⅳ级围岩地下水发育段采用φ42mm的热压无缝钢花管制作的小导管超前支护，配合格栅（型钢）钢架使用，小导管环向间距40cm，Ⅴ级围岩小导管每根长3.5m，纵向每2.4m 设置一环，Ⅳ级围岩每根长4.2m，纵向每3.0m设置一环；沿隧道开挖轮廓线（在拱顶140度的范围内布设）环向布置并向外倾斜，其外插角一般为3～5度，但在施工时可根据实际情况作适当调整，但外插角不应大于10度；注浆压力为0.5～1.0MPa，纵向前后相邻排导管搭接水平投影长度不小于1.0m；导管钻φ8mm注浆孔，间距15cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。

在施工过程中，要及时了解围岩变化情况，适时变更开挖方案。

五、施工工艺

（一）、超前地质预报

在隧道进洞开挖前，根据超前钻孔岩样分析及地质雷达预测，由专业

技术人员和有经验的地质工程师作出准确的地质预测报告。

掘进施工时，主要采用地面地质调查法和洞身地质素描法进行超前预报. 利用地质素描判定工作面前方短距离范围内的地质情况。派有经验的地质工程师在每排炮后对工作面进行地质观察、记录，绘制地质素描图。根据掌子面地质情况，通过对地质素描图的分析，用工程类比法对开挖面前方短距离内的岩体稳定性进行分析，通过分析判断，提出地质预测报告。

在隧道掘进施工时，每掘进开挖30m，采用地质雷达进行超前预报一次，根据地质雷达预报资料，及时的、有计划的进行调整初期支护参数及开挖方式。

（二）、开挖方法

应根据两个条件来确定开挖台阶长度：一是初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩稳定性愈差，闭合时间要求愈短；二是上台阶施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求。

1、上台阶开挖采用人工钻爆开挖，装载机配合自卸车运输。上台阶开挖30m后，转入上台阶与下台阶平行开挖施工。

上台阶V级围岩每循环进尺1.2米，Ⅳ级围岩每循环进尺1.6～2.0米，高度控制在6.5米。

2、下台阶开挖时，采用左右侧壁导坑法交错换边开挖施工，遵循“弱爆破，短开挖”的原则，采用光面爆破施工，减少对围岩的扰动。在下台阶开挖15米后，以同样的施工方式转向仰拱部分施工。

下台阶V级围岩每循环进尺2.4米，Ⅳ级围岩每循环进尺2.4～3.0米，高度控制在3.5米。

3、仰拱部分采取便开挖边施作仰拱混凝土的方式施工，使隧道的初期支护体系尽早封闭成环。当下台阶开挖施工与仰拱施工作业间距较大

时，采取跳槽开挖仰拱的方式施工。

仰拱部分V级围岩进尺长度4.2米，Ⅳ级围岩每循环进尺4.8～6.0米，高度控制在2.7米左右。

4、长度≤150米的隧道，根据围地质预报及岩量测资料上台阶先行贯通，再行施工下部台阶；长度＞150米的隧道，根据围岩量测资料确定下部台阶施工的最佳时间。

5、爆破参数设计。根据围岩情况，合理确定循环进尺，采用光面爆破控制爆破技术进行爆破开挖，周边眼装药结构采用非连续不藕合装药，不耦合系数控制在1.8左右，用非电毫秒雷管连接起爆。

光面爆破设计参数

（三）、临时仰拱

临时仰拱在开挖后尽快施工作业，以尽早封闭围岩，确保拱底围岩在后续施工过程中的承载力。同时临时仰拱在三台阶施工过程中与初期支护临时闭合成环，亦可形成稳定的受力体系。

临时仰拱采用C20喷射混凝土，当围岩稳定性较差时，增设临时钢架以增加临时仰拱的柔性。

（四）、初期支护

初期支护是由锚杆、钢筋网、钢架、喷射混凝土组成的联合受力体，初期支护在开挖后尽快施工作业，以确保围岩的承载力。无水部位采用湿喷混凝土施工技术，有水部位采用潮喷混凝土施工技术。

（1）初喷混凝土封闭工作面。用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制厚度的标志钉，在有滴水部位，用排水管做好疏通引排工作。喷砼自下向上进行，以防止上部回弹料虚掩拱脚而不密实，以至强度不足造成失稳，初喷厚度控制在4～5cm，且初喷面应大面平整。

（2）施作系统锚杆，挂设钢筋网。按设计初期支护要求，拱部采用φ25中空注浆锚杆，边墙采用φ22系统径向锚杆，呈梅花型布置施作，在各台阶初期支护连接处，均设4根锁脚锚杆，确保初期支护稳定。

钢筋网为Ф8mm焊接组成，网格间距为20cm和20cm，钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不大于3cm，钢筋网与锚杆体连接牢固。

（3）钢架安装。钢架是初期支护的重要组成部分，在柔性支护中起重要的位置。经测量放样后确定钢架基脚的位置，然后铺设[25a槽钢垫板，再架设钢架，设纵向钢筋与上榀钢架连接，在每个独立单元的钢架连接处用螺栓栓接牢固，经再次测量定位无误后进行喷射混凝土。施工型钢钢架施工中严格注意以下几项：

a.为加强整体稳定性，钢架纵向连接筋、系统及锁脚锚杆焊接牢固。

b.钢架与喷射混凝土层间较大空隙时用骑马或楔形垫块塞紧。

c.钢架平面垂直于隧道中线，任何部位偏离铅锤面不大于5cm。

（4）二次喷射混凝土。按照设计参数，施作下一循环超前支护，并把钢管的尾端焊接在钢架上，拱部每次最大喷射厚度10cm左右，若超过大于10cm，在混凝土自重的作用下，喷射层有脱层现象产生，甚至脱落。针对这一问题，施工中对局部超挖部位采取加设钢筋网及连接筋，采用分层喷射的方法，这样既能保证喷射混凝土的质量，又能节约施工成本。

（5）进行现场监控量测、及时调整支护参数。施工进洞后，及时按