三台阶七步开挖法施工工艺
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。
三台阶七步开挖法施工专项方案
目录1.编制依据 (1)2.编制原则 (1)3.工程概况 (1)4.三台阶七步开挖法施工方法 (2)4.1总体原则 (2)4.2施工工艺 (3)4.3施工控制要点 (3)5.劳动力和机械设备配置 (5)5.1劳动力配置 (5)5.2主要施工机械设备配置 (5)6.安全保证措施 (5)7.质量保证措施 (7)8.文明施工保证措施 (7)9.环保措施 (8)9.1.防止水土流失措施 (8)9.2.废料废方的处理措施 (8)9.3.水环境保护措施 (9)9.4.保护绿色植被措施 (9)XXX隧道三台阶七步开挖法施工专项方案1。
编制依据1）XXX至XXX公路扩建工程工程招标文件、两阶段施工图设计;2）交通部现行相关的技术规范及质量评定标准；3)同类工程施工资料及相关工法；4）国家、行业及青海省有关工程建设的法律、法规、标准、条例等；5）我公司进行的施工调查；6）公司拥有的施工工艺、施工方法成果、机械设备、管理水平、技术装备及多年积累的类似工程施工经验。
2。
编制原则1）严格遵守招标文件明确的设计规范，遵循工程建设规律和技术规律,围绕质量目标，合理安排工艺流程和施工顺序。
2）技术先进性,科学合理性，经济适用性，安全可靠性、实事求是相结合。
3）对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控,动态控制，科学管理的原则。
4）充分利用现有设备，做到配套、实用，合理安排冬、雨季施工。
尽量减少临时工程及物资运输量，科学布置施工平面图，统筹安排各单项工程进度。
3。
工程概况XXX隧道位于果洛州玛沁县下XXX乡，隧道穿越XXX山，进口处位于XXX垭口西北侧山体斜坡坡脚处,出口位于XXX垭口东南侧斜坡坡脚。
隧道右线全长4495m，起讫里程为K58+505-K63+000,本标段施工右线起讫里程为K60+750—K63+000,全长2250m,其中有V级围岩段250m，IV级围岩段2000m。
主要围岩、衬砌分级长度如下表所示：讫里程为XXX60+750—XXX63+010,全长2260m，其中有V级围岩段260m，IV级围岩段2000m。
三台阶七步开挖法
三台阶七步开挖法
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。
8、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Ⅱ-上部初期支护2、3-中部两侧开挖
Ⅲ、Ⅳ-中部两侧初期支护4、5-下部两侧开挖Ⅴ、Ⅵ-下部两侧初期支护
6-1、6-2、6-3-上、中、下核心土开挖7-仰拱开挖Ⅶ-仰拱初期支护Ⅷ-仰拱及填充混凝土
拱墙二次衬砌
三台阶七步开挖法施工工艺流程图。
隧道三台阶七步法开挖施工工艺
工程技术交底书
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图-1 开挖步骤图
11
1234
5
7
6-16-26-33m～5m
2～3m 2～3m
2～3m 2～3m
4m～6m
1
66
6
2
3
457
核心土
7
5
4
21
16-23
4m～6m
30～40m
2～3m
2～3m 2～3m 2～3m 3m～5m 仰拱填充
仰拱
初期支护
6-3
6-115～25m 栈桥h 1
h 2
h 3
H
注：
1、上台阶开挖高度不小于上台阶开挖跨度的0.3倍， 一般为3.0～4.0m。
2、中、下台阶开挖高度为隧道总开挖高度(不含仰拱) 减去上台阶开挖高度后平均分配，一般为3.0～3.5m。
3、上台阶核心土长度(隧道纵向)3.0～5.0m,高度1.5 ～2.5m,宽度为上台阶开挖跨度的1/3～1/2。
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。
图-2 开挖透视图
1
1
1
2
3
4
5
6-1
6-2
6-3
7
超前支护 衬砌
仰拱
栈桥
施工工序纵断面示意图
施工工序正面示意图
图-3 施工工序图。
隧道“三台阶七步开挖法”
隧道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。
下面就从技术特点、施工工艺流程等方面说明隧道三台阶七步开挖法。
三台阶七步开挖法施工立体效果图三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180 平方米，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。
主要表现包括：黄土、强风化岩层（强风化泥岩、强风化泥质粉砂岩等）。
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）。
隧道开挖断面约为150～165 平方米，围岩级别为V级，上层风积砂质黄土，下伏上第三系泥岩，夹薄层砂岩、石膏岩和岩盐，虽然洞口地址表现为浅埋偏压，但洞口施做了一环30m长的Φ108超前大管棚支护，因此，可以采用三台阶七步开挖法。
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。
施工原则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。
施工工艺流程三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤：A、上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护；B、中、下台阶左右错开开挖，施做墙部初期支护：C、中心预留核心土开挖、隧底开挖，施做隧底初期支护。
每部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。
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。
隧道三台阶七步法
1、三台阶七步开挖法概况
三台阶七步开挖法技术特点： （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。
隧道三台阶七步法
1、三台阶七步开挖法概况
三台阶七步开挖法技术特点： （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。
大断面隧道三台阶七步开挖法
隧道三台阶七步法
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
隧道三台阶七步法
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。
隧道三台阶七步法
1、三台阶七步开挖法概况
三台阶七步开挖法原则： 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。
隧道三台阶七步法
2、三台阶七步开挖法施工工艺
2.1 施工工艺流程
（1）三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤： A、上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护； B、中、下台阶左右错开开挖，施做墙部初期支护： C、中心预留核心土开挖、隧底开挖，施做隧底初期 支护。
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。
隧道三台阶七步开挖法施工技术
支护参数 ，确定二次衬砌和仰拱施作时间提供信息
依据。 施工过程中要加强监控量测工作 ， 加大围岩量 测 的频率 ， 对量测数据及时、 严谨 的处理 ， 以便正确
指 导施 工 。 通过量 测数 据 的分析 ， 随 时调整 开挖循 环
（ ７ ） 三 台 阶大拱 脚 七 步 开挖 法 施 工要 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 ｍ； 开 挖后立 即初 喷 ２ ～ ３ ｃ ｍ混凝 土 ， 以减 少 围岩暴 露 时间 。
等Ｉ Ｖ、 Ｖ级不 良地质地段。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
起伏 较 大 。进 口段 斜坡 一 般坡 度 ３ ５ 。 ～５ ５ 。， 见基 岩 风化层 出露 ，出 口段 斜坡 一 般坡 度 ３ ０ ｏ ～４ ０ ｏ， 地 表上覆 残坡 积黏 土层 。综 合考 虑隧 道 的施 工 与现 场 围岩情 况 ， 对 Ｖ级 围岩采 用 三 台阶七 步法施 工 。
３ ． ２ 隧道 围岩监控量测
隧道监控 量测是隧道施 工管理的重要组成部 分， 作为不可缺少 的施工工序 ， 它不仅监测各施工阶
段 围岩 动态 ， 确保 施 工安全 ， 而且 通过 现场监 测 获得
围岩动态和支护工作状态的数据信息 ，为修正初期
缩短台阶长度 ， 核心土长度控制在 ３ ５ ｍ， 宽度为隧
详 细叙述 了三 台阶七 步开挖 法 的安全保 证措 施 。 该 方法较 好地 解 决 了围岩 破碎 隧道 施 工 中的诸 多技 术难题 ，
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)。
(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。
三台阶七步开挖施工工法
荣誉表彰
2009年10月19日，中华人民共和国住房和城乡建设部以“建质162号”文件发布《关于公布2007-2008年度 国家级工法的通知》，《三台阶七步开挖施工工法》被评定为2007-2008年度国家一级工法。
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工法特点
《三台阶七步开挖施工工法》的工法特点是： ⒈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。 ⒉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。 ⒊适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。 ⒋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。 ⒌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。
注：施工费用以2007-2008年施工材料价格计算
工程实例
施工单位采用《三台阶七步开挖施工工法》的工程实例如下：
⒈郑州至西安客运专线ZXZQ08标张茅隧道长度为8489米，隧道最大涌水量立方米/天，开挖断面164平方米， 地质为Q2老黄土，为全线控制性工程，采用“三台阶七步开挖法”施工进度提升至70~75米/月，高于CD、CRD法 30~35米/月的施工进度；初期支护全环封闭在15天左右，仰拱紧跟开挖面，成环封闭快，确保了隧道施工安全； 较CD、CRD法平均每延米节约7000多元的施工成本；无须投入特殊设备，施工工艺满足质量要求，提前合同工期 50天安全顺利贯通。
三台阶法
铁路隧道大断面隧道三台阶七步开挖法施工方案第一章总则一、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。
二、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”）是以弧形导道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
三、三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100~180㎡，具备一定自稳条件的IV、V级围岩地段隧道的施工。
四、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。
五、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。
六、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。
第二章施工准备一、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。
调查结果应编写施工调查报告。
二、施工调查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。
三、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。
四、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。
五、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。
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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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。
3 施工工艺3.1 施工工艺流程3.1.1 三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤：l 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。
每部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。
3.1.2三台阶七步开挖法的施工工艺流程见图3．1．2。
图3.1.2三台阶七步开挖法施工工艺流程3.2 施工作业3.2.1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。
3.2.2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。
3.2.3 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。
3.2.4三台阶七步开挖法施工步骤见图3.2.4--1，开挖透视图见．3.2.4—2，施工工序见图3.2.4—3。
图3.2.4-1施工步骤图 3.2.4-3施工工序图施工步骤：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1/3~1/2。
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米，开挖后立即初喷3~5cm砼。
上台阶开挖失跨比应大于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°搭设锁脚锚杆，拱脚锚杆和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。
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，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砼，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆，拱脚锚杆和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。
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砼，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆，拱脚锚杆和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。
第6步，上中下台阶预留核心土：各台阶开挖分别开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧道开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
第7步，隧底开挖：每循环开挖进尺长度宜为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。
3.2.5三台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆（管）、钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。
初期支护应在开挖后立即施作，以保护围岩的自然承载力，其施工工艺流程见图3.2.5 初期支护施工工艺流程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)用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。
3)工作面滴水或淋水时，宜采用钻孔埋管做好引排水。
大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，通过添加外加剂、掺合剂改善混凝土性能，也可采用干喷形式快速封闭渗水岩面。
4)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。
5)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。
2系统锚杆(管)、钢筋网施做应符合下列要求：1)初喷混凝土后应及时施做锚杆，锚杆必须设置垫板。
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；黄土隧道系统锚杆按设计要求选用。
2)钢筋网可采用为φ8 mm或φ6 mm的HPB235钢制作，网格尺寸宜采用20 cm×20 cm～25 cm×25 cm，搭接长度应为1～2个网格，网片间采用焊接方式连接。
3)钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不应大于 3 cm，钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于4 cm。
3安装钢架应符合下列要求：1)拱部单元安装工序：放样确定钢架基脚位置一施做定位锚杆一架设钢架一布设纵向连接筋。
2)墙部单元安装工序：墙脚部位铺设槽钢垫板一施做定位锚杆一对应拱部单元架设墙部钢架单元一布设纵向连接筋。
拱、墙部钢架单元宜采用栓接的方式连接。
3)加强钢架拱(墙)脚锁脚锚杆(管)施工，各台阶每单元钢架拱(墙)脚以上30 cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30。
打设4根或4根以上锁脚锚杆(管)，锁脚锚杆(管)与钢架牢固焊接，锁脚锚杆直径不应小于22 mm，锁脚锚管直径不应小于42 mm，长度不得小于3．5 m，以控制基脚变形。
4)施工注意事项及要求：①钢架拱(墙)脚应架设在稳固的基岩上或底部铺垫槽钢，以保证钢架基础稳固。
安装前应清除基脚下的虚渣、虚土及杂物。
②钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5 cm，垂直度允许偏差为±2。
③钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固，以增强钢架的整体稳定性。
④锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点，锁脚锚杆尾部宜加工成“L”形。
钢架连接板应采用栓接牢固连接。
⑤钢架和初喷混凝土间有较大间隙时，每隔2 m应采用骑马或楔形垫块顶紧；钢架与围岩的间隙不应大于5 cm。
4 喷射混凝土厚度应符合设计要求，二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚宜为5～6 cm。
喷射混凝土表面应平顺，无空鼓、裂缝、酥松，平整度宜采用2 m靠尺检查，允许偏差为侧壁5 cm、拱部7 cm。
3.3仰拱施工3．3．1 隧底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜控制在2—3 m。
当仰拱施工滞后下部台阶开挖面30～40m时，应停止前方工作面开挖或短距离跳槽进行隧底开挖。
短距离跳槽的次数不得多余3次，每次跳槽间隔不得大于10 m。
3．3．2隧底开挖后，应及时清除虚渣、杂物、泥浆、积水，立即初喷3～5 cm厚混凝土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。
3．3．3仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为4～6 m，仰拱应采用浮放模板支架成型。
仰拱混凝土应分段全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱施工缝和变形缝应设置止水带。
仰拱表面应平顺，不积水。
3．3．4仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。
填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100％后允许车辆通行。
仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅、不积水。
3．4监控量测3．4．1监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业进行布点和监测，量测数据可运用工程类比法及时分析反馈，必要时应根据分析结果调整支护参数，以保证施工安全。
3．4．2量测项目可分为必测项目和选测项目。
必测项目见表3．4．2．选测项目可结合工程实际情况，按照《铁路隧道监控量测技术规程》的规定选取。
表3．4．2监控量测必测项目注：Ho为隧道埋深；b为隧道最大开挖宽度。
3．4．3净空变化量测测点布置和初读数的读取应符合下列规定。
测点、测线布置详见图3．4．3。
拱顶观测点量测基线道隧中心线图3.4.3 净空变化测点布置1 上部弧形导坑开挖并施做拱部初期支护后，布设拱顶下沉测点A 和第一条净空量测基线B —B ’，在3～6 h 内取得初读数；2 中台阶开挖并施做上部边墙初期支护后，布设第二条净空量测基线c —C ’，在3～6 h 内取得初读数；3下台阶开挖并施做下部边墙初期支护后，布设第三条净空量测基线D —D ’，在3～6 h 内取得初读数；4其他量测项目应在开挖后12 h 内取得初读数，最迟不得超过24 h ，且在下一循环开挖前完成；5拱(墙)脚净空变化、拱顶、地表观测点应布设在同一断面，便于分析、比较。