软塑粘土地层大断面浅埋隧道微台阶施工工法(三级工法,附示意图)
软塑粘土地层大断面浅埋隧道微台阶施工工法(三级工法,附示意图)
软塑粘土地层大断面浅埋隧道微台阶施工工法
1．前言
我国修建软弱地层隧道时，Ⅴ、Ⅵ级围岩主要采用CD法、CRD法和双侧壁导坑法等工法，这类工法可以很好地控制地表沉降和变形收敛，但工序复杂、施工进度慢、造价也更高。中铁xx局集团承建的xxx绕城高速公路xxx隧道为国内第一座严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道，具有地基承载力低、含水量大、粘结力差和易塌方等特点。在施工过程中先后采用了环形开挖预留核心土法、三台阶七步开挖法、CRD法等工法，其中环形开挖预留核心土法和三台阶七步开挖法存在开挖对土体扰动次数多、围岩变形大和仰拱封闭需要时间长等缺点，施工中多次出现初支开裂等险情；CRD法可以及时完成初支封闭，很好的控制变形，但工序较多，且全部为人工或小型机械作业，大型机械无法展开，施工进度慢，同时增加临时仰拱及中隔墙，成本增加大。为安全、快速、高效完成隧道施工任务，最终优化创新了微台阶施工工法，通过对开挖支护工艺和参数的优化、各作业面之间距离的严格控制和其它配套设施的科学配置，成功穿越了3-1、5-1、5-2、7-1、8-2等软可塑状态的亚粘土地层，取得了很好的经济和社会效益。2008年12月25日，吉林省科技厅组织专家对《严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工技术》进行了科学技术成果鉴定，该技术达到国际先进水平。
2．工法特点
2.1采用多种技术措施，解决了软塑粘土地层地基承载力低的问题，确保了施工安全。
2.2施工空间大，可以引入大型施工机械，多作业面平行作业，工效高，很大程度上加快了施工进度。
2.3在地质结构复杂多变的隧道施工中，便于灵活、及时地调整施工方法，进度稳定，工期保障性强。
2.4能适应不同跨度和多种断面形式，没有需拆除的临时施工支护，避免了因拆除临时支护造成初期支护突然卸载而危及隧道安全的不利因素；初期支护断面圆顺，无应力集中点，安全性强；同时节省投资。
2.5仰拱初支及时封闭成环，仰拱衬砌混凝土超前施作，确保施工安全，改善隧道运输环境，便于隧道文明施工的开展。
2.6仰拱初支和仰拱混凝土全幅施作，确保了防排水系统、仰拱保温层和混凝土的施工质量，减少营运病害。
2.7无需投入特种设备，投入小，操作性强，易推广。
3．适用范围
本工法适用于地质条件为Ⅳ～Ⅴ级围岩的公路、铁路和水利水电隧道施工，也适用于浅埋暗挖的其它类似地下工程。
4．工艺原理
隧道施工以“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针为基本的指导原则，在超前支护完成后人挖掘机进行开挖，严格控制开挖进尺，及时支立型钢拱架并做好扩大拱脚、拱脚支垫、连接钢筋焊接和锁脚锚管固定，严格控制各作业面之间的距离，做到及时封闭，以监控量测信息指导施工，以便调整初期支护参数和确定二次衬砌时间。
5．施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
施工工艺流程如图5.1所示。
图5.1 微台阶法施工工艺流程图
5.2 操作要点
5.2.1 超前支护
利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。超前小导管钢管直径为ф50mm，长5.0m，间距30～40cm，外插角10～20°，首尾相接长度不少于1.0m。采用水泥－水玻璃双液注浆。
5.2.2 开挖与支护
微台阶法施工纵断面图见图5.2.2-1；微台阶法施工横断面图见图5.2.2-2；微台阶法施工平面图见图5.2.2-3。
图5.2.2-1 微台阶法施工纵断面图
图5.2.2-2 微台阶法施工横断面图
图5.2.2-3 微台阶法施工平面图
1、上台阶开挖，预留核心土。开挖①部时采用人工风镐配合挖掘机开挖，在挖掘机开挖时沿轮廓线预留50cm土体，人工采用风镐进行开挖，避免挖掘机破坏既有初支，防止挖掘机开挖对土体的振动太大，造成土体塌方，并可以控制超挖。人工开挖时在拱
脚处设计开挖线以外向围岩方向开挖深度为30cm，高度为
70cm，长度为开挖段通长的
扩大拱脚，并在拱脚底部至少留深20cm土用人工开挖，严禁拱脚超挖，便于拱脚使用型钢或方木垫实，防止因拱脚原状土被破坏或承载力不足而造成支护下沉。开挖时根据围岩级别不同每次进尺为0.5～0.75m（既设计一榀拱架间距）。
2、上台阶支护。在开挖后初喷4cm厚C25钢纤维混凝土对开挖面进行封闭，以免孔隙水从断面处渗出，而使土体失稳。然后设置拱脚支垫，架设型钢拱架，相邻两榀工字钢之间纵向采用“”形φ22连接钢筋在工字钢内外缘交错连接，环向间距80cm。布设钢筋网时随初喷混凝土表面起伏铺设，φ8钢筋网格间距为20cm×20cm，钢筋网片必须严格按设计要求先在洞外定型加工，且每片加工面积不宜小于1m2，然后在洞内安装，且相互之间的搭接长度不应小于30d（d为钢筋直径）。及时施作锁脚锚管（锁脚锚管与型钢拱架采用“”形螺纹钢双排焊接，以增强共同支护作用）。拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用25号混凝土喷射充填密实，先喷拱架与轮廓之间空隙，再喷拱架，然后再喷拱架之间，直至喷到规定的厚度。
3、下台阶交错开挖支护。在上台阶初期支护稳定的条件下，开始交错开挖⑤⑧部（错开距离1～2m）。⑤⑧部开挖左右错开，开挖长度以能支立一榀为准（根据不同围岩级别为0.5～0.75m）。边墙的型钢钢架应与拱部钢架上下对正，并螺栓连接牢固。钢架支立完成后进行钢筋网、锚杆和喷射混凝土施工。
4、核心土开挖。根据现场机械施工要求，适时挖除核心土，但必须保证核心土的尺寸。
5、仰拱开挖及支护。仰拱开挖采用全幅施工，上面铺设仰拱栈桥，开挖长度控制在每次3榀拱架；仰拱开挖后，立即初喷4～6cm喷射混凝土封闭围岩（如基底渗水严重，增加喷混凝土厚度），然后安装仰拱拱架并喷射混凝土达到设计厚度，使初期支护成环。
6、中央排水沟施工。中心水沟施工在初期支护封闭后仰拱施工前施作，为便于机械施工，可临时切断（事先预留好法兰接头）初期支护钢拱架；连续切断不得超过3根，且切断后净距不得大于2m，待中心水沟工序完成后及时恢复初期支护的封闭；
5.2.3 仰拱混凝土、仰拱回填和混凝土基层施工
当中央排水沟施工完成后，开始在仰拱初期支护上面安装仰拱钢筋，施作仰拱、仰拱保温层和仰拱回填。
5.2.4 微台阶施工注意事项
1、由于土体粘结力差，开挖后容易发生垮塌，因此在开挖时严格控制挖掘机开挖深度，保证掌子面平齐，防止出现悬空，为便于作业，开挖长度可增加20cm。
2、根据现场机械施工要求，适时挖除核心土，但必须保证核心土的长度。核心土必须保证其长度和宽度，核心土宽度一般不得小于对应高度洞身宽度的50％，为发挥机械施工功效和便于安装拱部钢架，上台阶核心土高度为2.0m，核心土顶面距拱顶高度2m。
3、上下台阶每循环进尺为一榀拱架间距，仰拱每次开挖支护3榀拱架长度；上台阶长度3～5m，掌子面距仰拱初支距离控制在12m以内，掌子面与仰拱钢筋混凝土及仰拱回填距离控制在15m以内，掌子面与二次衬砌间距控制在60m以内。
4、锁脚锚管在土质隧道的施工非常关键，必须按设计长度、数量和角度进行施工，同时锁脚锚管的施工随型钢拱架的作业及时跟进。
5、根据支护受力破坏分析，拱脚部位易发生剪切破坏，故在拱架加工时必须保证连接板的尺寸，同时按设计位置布置螺栓孔，在拱架支立时，拱架部位接头除栓接外，还应四面帮焊，以确保接头的刚度和强度，条件允许时，接头最好采用角钢连接板，便于混凝土全面握裹。
6、开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并利用量测反馈信息进行及时调整。
7、临近贯通时，一侧须停止向前掘进（中间距离控制在5～7m），掌子面设横向和竖向工字钢支撑（支撑与初期支护拱架焊接，并做好纵向连接钢筋焊接），同时边墙、仰拱及衬砌要抓紧跟进（在未跟进的情况下，坚决不允许贯通，为防止仰拱混凝土施工时下台阶核心土滑落伤人，下台阶留2m左右不进行仰拱封闭，衬砌与掌子面距离控制在40m以内，边墙与仰拱紧跟），贯通前最后一个循环要达到1.5m左右，不致贯通时土
体过薄，出现坍塌（为防止土体由于暴露时间太长，风化粘结力降低而发生滑塌，对上下台阶掌子面喷射混凝土进行封闭，喷层厚度在5cm以上），造成安全事故，在剩余3m 左右时，在拱部开挖通气孔，缓慢释放能量，转移受力。
5.2.5 隧道监控量测
1、常规监控量测
监控量测是在隧道施工过程中，使用专用仪器和工具对围岩和支护结构的变形、受力以及它们之间的关系进行观测，并对其稳定性、安全性进行评价，据此对施工方法、结构支护参数进行调整的信息化工作。要做好监控量测，先要确定监控量测的必测项目和频率，必测项目和频率见表5.2.5。
表5.2.5 监控量测必测项目及频率
1）、根据隧道地质情况、施工方法、断面情况制定监控量测实施方案，制定监控量测控制基准值，成立监控量测工作小组，及时掌握使用先进仪器设备。
2）、隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况进行观察，察看喷射混凝土、锚管和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。同时要做好洞顶地面观察和沉降监测。
3）、测点应在开挖面施工后及时安设，并尽快取得初始读数，测点布置要牢固可靠、
易于识别，并注意保护，拱顶下沉和地表下沉量测基点与洞内和洞外水准基点联测。
测点布置如下：待初期支护施工完毕，核心土开挖之后，进行全断面测点布置，水平收敛基线布置3条，起拱线上1m处布置1条，起拱线下1m处布置1条，路面以上1m处水平布置1条。拱顶下沉测点的布置在每个断面内布置3点。
4）、周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项测点应尽量集中布设在一个横断面，以便测量结果的协调分析、综合运用，测点断面间距为5～10m，土层、结构变化部位适当加密。
5）、使用的测量仪器应满足量测精度要求并按操作规程及时检验校正以保证量测数据准确。使用收敛仪量测时，先把钢尺拉出（拉出长度稍长于量测基线）停放20min，使钢尺温度与环境气温基本一致（同一洞口内连续量测若干断面，且环境气温相差不大时，可连续量测）。
6）、在开挖支护施工过程中时，当下断面开挖靠近上断面量测点时，量测频率应适当增加。
7）、加强监控测量管理，及时反馈信息，提高应变能力。
2、隧道施工动态监测
隧道深部位移观测，是通过多点位移计量测孔壁岩土体不同深度处位移。它不同于隧道围岩收敛观测，后者仅能测到隧道净空收敛变形，前者则能测到洞室围岩内不同深度上轴向变形。因此，根据这些观测资料，可分析判断隧道等地下构筑物围岩位移的变化范围和松弛范围，预测预报围岩稳定性，为修改锚杆支护参数和隧道理论分析提供重要依据。
操作要点
1）、根据隧道地质条件分析及现场地表踏勘情况，确定隧道深部位移观测布设桩号，测试布设点的坐标，确定多点位移计监测深度。
2）、观测采用数显卡尺。每次观测前后，在现场应对测量仪器进行检查；长期测量时，应定期进行率定，以保证仪器的测试精度。
3）、每次量测数据时，应重复测读二次以上，并取其中二次接近值的平均值作为正式读数，记录在表内。
4）、观测间隔时间：安装埋设后30d之内，每天测读l～2次；第1～3个月每2d 测读1次；3个月以后，每周测读1～2次。若设计有特殊要求，则可按设计要求进行。
5.2.6 冬季防寒保温施工技术
寒区冬季寒冷而漫长，为确保工期，必须进行冬季施工，因此冬季施工是严寒地区隧道施工的关键技术。
1、隧道内加热防护措施
1）、隧道洞门防护
洞口做两道防寒门，第一道门距洞口10米，两道防寒门间距15米，采用Ф80钢管搭设，双面用保温棉布封闭，通道用棉布帘作拉门，设专人看护。在两扇门之间加设自制钢管式暖气片一组，采用热水锅炉加热，以抵御寒气，提高洞内温度。为了解决隧道内的通风问题，在第二道防寒门上设一台28kＷ的吸出式通风机，用通风筒将洞内的烟尘有害气体排出。
2）、隧道内温度与湿度监测
由工地气象观测小组每日定时观测洞内温度与湿度，并根据结果给洞内加热或洒水，以满足混凝土施工作业要求。
温度测试：对洞内的温度定期测试，保证洞内的温度在10℃以上，并根据温度调整供暖时间。
2、喷射混凝土冬季施工措施
施工前期洞内喷射混凝土采用洞外骨料加温，洞内加热热水喷射的方法。骨料加热至15-20℃，水加热至50-60℃，以保证喷射温度不低于10℃。后期随着施工的进行，洞内具有较富裕的空间后，将搅拌机设在洞内，喷射混凝土砂石料放在同侧，在洞内保温搅拌，砂石料及水泥按计划需求提前进洞，提前预温，施工用水直接从热水锅炉中取用，最终保证喷射混凝土的喷射温度及养护温度不低于10℃。
3、衬砌混凝土冬季施工措施
二次衬砌混凝土冬季施工重点控制混凝土出仓温度不低于30℃、混凝土入模温度不低于5℃、混凝土养护温度不低于10℃，以保证混凝土质量。采用骨料预温，保暖拌制运输，洞内加热的方案实施。骨料预温在砂石料暖房内进行，采用蒸汽加热，加热后骨料温度不低于30 ℃，拌和用水由蒸汽管通入水池直接加热，温度60-70 ℃；混凝土运输时在车上覆盖保温被，并尽量缩短运输时间，减少热量损失。
4、钢筋及钢拱架加工
初期支护钢筋网片及工字钢拱架全部在暖棚内加工，以保证加工焊接质量，二次衬砌的钢筋在洞内现场绑扎，焊接。
5 、施工通风
隧道施工通风技术水平直接影响隧道施工进度。特别是在冬季施工中，因保温门的阻隔，洞内掌子面施工空气质量很差，基于隧道全隧浅埋的特点，采用“压入式通风和竖向通风孔”联合通风方式，改变了冬季施工掌子面环境差的状况，节省施工通风成本开支，洞内烟尘的排放，又节省电费和机械使用费。
操作要点：
1）、通风孔采用获得专利的隧道通风孔冲击钻机施工，孔径以50～60cm为宜；
2）、为保证通风效果，通风孔沿隧道走向在隧道拱顶打设；
3）、通风孔施工必须与隧道走向垂直，间距控制在30～40m；
4）、地表通风孔做好标示保护工作，防止堵塞；
5）、支护时做好通风孔的预留，在衬砌施工时必须做好封堵，防止衬砌渗水；
6）、洞外通风机使用频率及时间根据洞内烟尘大小灵活控制。
6 、可移动式螺杆式空气压缩机应用
隧道喷射混凝土和锚杆施工需要空压机提供动力，隧道施工常规作法是在洞口建立统一空压机供风站进行施工供风，对建于严寒地区的隧道而言，因冬季寒冷而漫长，水冷空压机需要建立厂棚且采取采暖保温措施，运营投入较大且工作效率季节影响大。采用风冷的螺杆式空气压缩机，安装在移动平台上，随掌子面的施工向前移动。该方法有效利用了隧道冬季洞内温度高，好保温的特点。且螺杆式空压机具有工作可靠性高、运行平稳、噪声低、对周围环境污染小、无基础、操作简单、维修方便等特点，因此适用于寒冷地区隧道的冬季施工。
6．材料与设备
主要材料见表6-1，主要机具设备见表6-2。
表6-1 主要材料表
表6-2 主要施工机具设备配置表
7．质量控制
7.1 隧道施工严格执行《公路工程技术标准》（JTJ 001-97）、《公路隧道通风照明技术规范》（JTJ026.1-1999）、《公路隧道施工技术规范》（JTJ042－94）和《公路工程质量检验评定标准》 (JTGF80/1-2004)，做到规范操作。
7.2 严格控制超挖，杜绝欠挖（拱脚、墙脚以上lm内严禁欠挖），开挖轮廓预留支撑沉落量及变形量，并利用量测反馈信息进行及时调整。洞身开挖实测项目见表7.2。
表7.2 洞身开挖实测项目
材质、类型、规格、数量、质量和性能必须符合设计的要求，顶入孔内的长度不得短于设计长度的95%，锚管下插角控制在5～10°之间，锚管固定焊接螺纹钢筋每根长度为40cm，必须对拱架及锁脚锚管接触部位完全满焊。
7.4 严格控制核心土、上下台阶开挖高度，上台阶高度控制在 4.0m，下台阶控制在 3.0m，这样可以便于挖掘机作业，同时防止掉土滑塌；下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上且完成锁脚锚管时开挖。下台阶开挖时左右两边错开距离1～2m，严禁一榀拱架两拱脚同时悬空；喷射混凝土的强度、厚度必须满足设计要求，同时喷层无空洞，无杂物。（钢纤维）喷射混凝土支护实测项目见表7.4。
表7.4 （钢纤维）喷射混凝土支护实测项目
8．安全措施
8.1本工法除严格遵循《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ6-88、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ6-86）和《建筑安装工人安全技术操作规程》的规定要求执行外，还应根据各施工工序注意事项，制定具体的专项安全技术措施和安全预案。
8.2 加强岗前安全教育及培训，做好安全警示标志的设置，并对危险源进行辨识和公告，提高全体操作人员安全意识。危险源辨识及措施见表8.2。
表8.2 危险源辨识及措施表
有裂缝时，及时通知安全总监，停止掌子面作业，增加监控量测频率，对裂缝原因进行分析，采取设置横向工字钢支撑、设置临时仰拱和仰拱跟进封闭等措施排除险情，在量测显示稳定后再进行掌子面作业。
8.4 严格执行进出洞人员翻牌登记制度，确保施工人员与登记人员完全对应。
8.5 加强监控量测，及时反馈监测信息，便于开挖方法和支护参数进行调整，以确保施工安全。
9．环保措施
9.1 通过风量计算，选用具有高效率、低噪音、节能耗和易维修等特点的隧道施工专用轴流通风机，合理选择通风方式和风管直径。
9.2 及时对路面散落泥土进行清理，并设置专人对路面进行洒水降尘。
9.3 空气压缩机、通风机安设消声器，选择带有防振装置的机械工作，同时对作业时间进行管理。
9.4对隧道坡面及时进行防护，截水沟及排水沟施工到位，保证排水通畅，在具备洞门施工条件时，及时做好洞门施工。
9.5 隧道弃碴运至指定弃碴场，按设计要求做好周边挡墙和截排水工作，防止水土流失，在弃碴顶面进行植草防护，防止污染环境。
10．效益分析
10.1采用微台阶法施工，与采用CRD法相比每延米洞身减少造价约3万元。
10.2通过现场试验，取消自进式中空注浆锚杆，增设锁脚锚管，既保证了安全，又提高了施工进度，月成洞达到70m；同时节约造价，每延米洞身减少造价约0.8万元。
10.3严格控制超挖，及时调整预留变形量，每延米洞身减少成本约0.4万元。
10.4采用微台阶法施工，提前工期4个月，减少各种费用约200万元。
10.5隧道上方向地表打设通风孔，由原来的传统风机压入式通风，改为竖井通风和压入式通风相结合的联合通风方式，节省了电费和机械使用费，节省开支达100万元。
10.6采用微台阶法安全穿越了含软弱夹层的软可塑地段，填补了国内同类工程施工的空白。
11．应用实例
xxx隧道位于黑龙江省xxx市，是xxx绕城公路东北段项目的重难点工程。隧道为双
洞分离式设计,单向双车道，单洞上行线长1660m，下行线长1690m。
xxx为北寒带气候条件。冬季长达五个月之久，春秋季节较短，年平均气温为5.7℃，极端最高气温39.1℃，极端最低气温－41.4℃。
隧道标准断面跨度14.28m，高11.17m，开挖量为129㎡，加宽段跨度16.83m，高12.06m，开挖面积达163m2，属大断面隧道。
隧道埋深最小处4m，最大埋深38.5m，按照目前常用的深浅埋分界方法，属于全隧浅埋类型。
隧道岩土主要为亚粘性土，局部见砂层，存在3-1、5-1、5-2、7-1和8-2等软可塑状态的软弱夹层，地基承载力为110～270kPa，含水量在20～24％之间。
因此xxx隧道是我国第一座严寒地区大跨浅埋软塑粘土隧道。鉴于此隧道特殊的气候、结构、地质及水文条件，安全快速施工技术是关键，通过本工法的使用，此工程获得了成功， 2008年12月25日，吉林省科技厅组织专家对《严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工技术》进行了科学技术成果鉴定，该技术达到国际先进水平。
2、台阶法施工工艺工法
台阶法施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0102-2011 第五工程有限公司赵继平 1 前言 1.1 工艺工法概况 台阶法开挖是将隧道设计断面分成两次开挖（不包括仰拱），其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进的施工方法。台阶法开挖法是隧道施工中采用最多的开挖方法，主要适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩，同时在地质条件较差的Ⅴ级围岩也可采用台阶法开挖（Ⅴ级围岩在采取超前支护、临时仰拱等有效支撑手段且监控量测数据未发生的异常的情况下慎重使用）。台阶法施工围岩适应性强，便于挖掘机、装载机、自卸汽车等大型机械设备联合施工，施工进度快，稳定性好。 台阶法简单分为长台阶法、短台阶法、三台阶法，长台阶法上台阶长度35～50m，下台阶长度20m，整个断面分为上下两个台阶分别进行开挖、出渣、支护施工（在上台阶可使用多功能平台进行钻眼爆破和支护施工），相互干扰小，支护及时，施工进度快，月进尺可达120～150m现在较少采用；短台阶法上台阶长度为5～7m，一般适用于地质条件较差的Ⅳ～Ⅴ级围岩，上台阶洞渣需通过机械转运至下台阶，开挖及支护作业需人工搭设施工平台，上下两个台阶施工相互干扰较大，但利用及时施做仰拱封闭成环，缩短衬砌与掌子面距离，月进尺可一般为90～100m。本工法主要讲述上下短台阶法施工。 以双线铁路隧道为例，隧道设计开挖高度10.8m，开挖面积100.5m2，上台阶超前下台阶5～7m，上台阶进行钻眼过程中下台阶进行装碴及运输作业，爆破后由挖掘机将上部洞碴挖运至下台阶，上部安装钢架及打设锚杆过程中下部集中装碴运输，在装碴作业完成后施做下部两侧钢架及锚杆，上下台阶同时进行初期支护喷射砼作业，后部仰拱及衬砌紧跟开挖掌子面施工。 1.2工艺原理 将隧道设计断面分成两部开挖（不包括仰拱），其中下台阶随上台阶同步施工，同时仰拱、二次衬砌紧跟下台阶，由于下台阶距离掌子面距离较短，为后部仰拱及衬砌紧跟开挖掌子面创造了良好的空间作业环境，尤其适合于在围岩较差时初期支护及二次衬砌及时封闭成环。 2 工艺工法特点 地质条件较差时采取上下短台阶法施工，采用人工组装平台进行开挖、支护作
台阶法施工作业指导书
台阶法施工作业指 导书
目录 1.适用范围............................................................ 错误!未定义书签。 2.编制依据............................................................ 错误!未定义书签。 3.作业准备............................................................ 错误!未定义书签。 3.1内业技术准备................................................. 错误!未定义书签。 3.2外业技术准备................................................. 错误!未定义书签。 4.技术要求............................................................ 错误!未定义书签。 5.施工程序与工艺流程 ........................................ 错误!未定义书签。 5.1施工程序......................................................... 错误!未定义书签。 5.2工艺流程......................................................... 错误!未定义书签。 6.施工要求............................................................ 错误!未定义书签。 7.劳动组织............................................................ 错误!未定义书签。 8.材料要求............................................................ 错误!未定义书签。 9.设备机具配制.................................................... 错误!未定义书签。 10.质量控制及检验 .............................................. 错误!未定义书签。 10.1质量控制....................................................... 错误!未定义书签。 10.2质量检验....................................................... 错误!未定义书签。 10.2.1 主控项目 .................................................... 错误!未定义书签。 10.2.2 一般项目 .................................................... 错误!未定义书签。 11.安全及环保要求 .............................................. 错误!未定义书签。 12.其它注意事项 .................................................. 错误!未定义书签。
3隧道微台阶开挖施工工法
隧道微台阶开挖施工工法 中铁二局贵广铁路工程指挥部 二〇一一年一月十日
Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道微台阶开挖施工工法 中铁二局贵广铁路工程指挥部 1．前言 新奥法隧道施工方法自上世纪六十年代末被引入到我国，七、八十年代得到迅速发展，九十年代开始被广泛应用，是当前使用最广泛的隧道施工方法。新奥法施工一般有全断面法、台阶法、分部开挖法。全断面法开挖主要适用于Ⅰ～Ⅲ级硬质围岩；台阶法主要适用于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级中等硬度围岩；分部开挖法主要适用于Ⅴ、Ⅵ级以下软弱围岩地质条件。台阶法施工又分为长台阶、短台阶法，对于自稳较好的Ⅲ、Ⅳ级围岩常采用长台阶法，上台阶长度超过50m；短台阶法适用偏软的Ⅳ、Ⅴ级围岩，上台阶长度为5～50m；围岩稳定性较差时，台阶长度应控制在一倍洞径。 近年来，国内外隧道施工过程中发生多起坍塌事故，造成较大的人员伤亡和财产损失。调查统计表明，发生这些事故的主要原因是隧道开挖台阶长度过长、初期支护未及时封闭成环和二次衬砌未及时跟进导致围岩失稳造成。为了控制和降低铁路隧道施工安全事故，铁道部对仰拱与掌子面的距离要求越来越严格，《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）规定：III级围岩中仰拱与掌子面的距离不得超过90m，IV级围岩不得超过50m，V级及以上围岩不得超过40m.铁道部《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设[2010]120号）文件对隧道开挖掌子面与仰拱、二衬之间的距离做出强制性规定:隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环， IV、V、VI级围岩仰拱封闭位置距离掌子面不得大于35m，IV级围岩二次衬砌与掌子面距离不大于90m；V、VI级围岩二衬与掌子面距离不大于70m。 无论围岩的稳定性如何，采用长台阶法施工，都难以满足上述工序安全距离的强制性规定；采用长度大于20m的短台阶法施工时，受变台阶处交通和仰拱施工作业空间要求的限制，工序安全距离仍然会超标；采用长度小于20m的短台阶法施工时，虽然能满足工序安全距离的要求，但因为上台阶作业空间窄小，工序间相互干扰严重，机械设备的工作效率大大受阻，施工进度缓慢。 本文所介绍的Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道微台阶开挖施工工法，有效地解决了上述问题，即保障了隧道施工安全，也提高了施工进度。
上下台阶法开挖专项施工方案
佛道坪隧道开挖专项施工方案 一、编制目的和依据 1、编制目的 进一步加强佛道坪隧道工程的质量管理，落实建设单位关于开挖工法变更后编制隧道专项施工方案的通知，杜绝质量隐患，确保隧道顺利贯通。特制订本专项方案。 2、编制依据 （1）、《公路隧道施工技术规范》JT G F60-2009 （2）、《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004） （3）、《公路隧道设计细则》（JTG/T D70-2010） （4）、现场查勘调查的有关资料，开挖工法变更会议纪要 （5）、黄延总监发（2014）434号文 二、工程概况： 佛道坪隧道项目为分离式隧道，隧道左洞全长1470m，进口里程为ZK126+236，出口里程为ZK127+706；右洞全长1461m，进口里程为YK126+238，出口里程为YK127+699；设置两个工区分别负责该隧道进出口施工，佛道坪隧道左线ZK126+290-ZK126+346经过现场勘查掌子面围岩稳定、自稳能力强、含水量7.9%左右，将ZK126+290-ZK126+346段土质浅埋段优化为预留核心土上下台阶法施工，支护参数I25钢拱架间距由60cm变为75cm，超前小导管每5榀拱架间距（3.75m）施工一环。隧道右线YK126+294- YK126+414经过现场勘查掌子面围岩稳定、自稳能力强、含水量9.8%左右，将YK126+294- YK126+414段土质浅埋段优化为预留核心土上下台阶法施工，支护参数I25钢拱架间距由60cm变为75cm，超前小导管每5榀拱架间距（3.75m）施工一环。 三、施工方案 1、施工准备 1）导线控制点、水平基点已布设，轴线放样和标高测量满足施工要求。 2）围岩周边收敛仪、精密水准仪等监控量测仪器齐全，洞口监控量测点已布设，量测数据反馈信息满足开挖正常作业要求。 3）钻孔台车、出渣运输车辆等各项机械设备性能良好可靠，可满足施工需要。 4）供电、供水、供风及排水等辅助作业能满足施工需要。 2、测量放样 隧道开挖前，测量人员定出开挖断面中线、水平线，根据设计图将开挖轮廓线标示在掌子面上。 3、隧道开挖 上下台阶预留核心土法机械利用率高，工序少，进度相对较快，适宜于Ⅴ级石质围岩深埋段、Ⅴ级土质围岩（含水量小于22%）深埋地段。
台阶法(三台阶法)开挖施工工艺
人、材、机准备施工准备爆破设计 施工测量 起爆 （中）下台阶装药 上台阶装药 通风 出碴 初期支护 量测 台阶法（三台阶法）开挖施工工艺 台阶开挖是先开挖断面的上半部分，待开挖至一定长度后同时开挖（中）下部分，上（中）、下部分同时并进的施工工艺。 在Ⅲ～Ⅳ级围岩铁路客运单线、双线隧道施工时一般采用台阶法，V 级围岩隧道在采用了有效的措施（如超前预注浆加固围岩）后亦可采用台阶法开挖。 一、作业内容 施工测量、地质预报、钻孔、装药、起爆、通风、出渣、初期支护、量测。 二、工艺流程图（见图 2.3.2-1） 图2.3.2-1 台阶法开挖施工工艺流程框图 三、工序步骤及标准 （一）施工准备 参见全断面施工。 （二）台阶法开挖施工程序 施工测量→钻眼→装药→起爆、通风→初喷→出渣→设置锚杆、挂网→立架→复喷→下一循环。 （三）台阶法开挖施工步序示意图见图 2.3.2-2。 超前地质预报 （中）下台阶钻孔 上台阶人工钻孔 - 23 -
- 24 - 台阶法开挖支护断面示意图 a.上部采用人工打眼，下部利用作 业台架人工打眼。 b.上、下部同时起爆， 通风后，初喷砼； c.挖掘机、装载机配合自卸 汽车出碴，进入下一循环。 图 2.3.2-2 台阶法开挖施工方法示意图 （四）施工要点 1. 台阶长度应根据隧道断面跨度、围岩地质条件、初期支护形成闭合断面的时间要求、上部施工所需空间大小等因素来确定，台阶长度宜为 3~5m 左右，当拱部围岩条件发生较大变化时， 可适当延长或缩短台阶长度，如围岩较差，台阶长度可缩短为。如采用三级台阶法，第一个台阶高度一般为 2.5m 。 2. 上台阶的底部位置应根据地质情况确定，一般情况下，可在起拱线附近。 3. 上台阶使用钢架时，可采用扩大拱脚和施作锁脚锚管等措施，防止拱部下沉变形。 4. 下台阶应在喷射混凝土达到设计强度的 70％以上后开挖。下台阶一次开挖长度不宜超过2 榀拱架间距。当岩体不稳定时，应合理缩短进尺，先施工边墙初期支护，后开挖中间土体，左右错开或先拉中槽后挖边墙，并及时施工仰拱。 5. 应解决好上下部的施工干扰问题。下部施工应减少对上部围岩、支护及衬砌的扰动和破坏。 6. 工艺改进：对于较软弱围岩中采用台阶法，可以考虑与预留核心土、施作临时仰拱、挖中槽等方法相结合。在上台阶开挖时，预留核心土，以便快速完成拱部开挖，及时施作初期支护。在在地质条件较差时，可在上（中）台阶上施作临时仰拱，以减少拱部结构变形。 （五）其它工序作业内容参考全断面法。 机械手湿喷机 上台阶 下台阶
台阶法施工方案
台阶法施工方案
新建贵阳至广州铁路工程 （贵广GGTJ-7段） 台阶法施工方案 中铁二十三局集团贵广铁路工程指挥部第二项目部 二00九年三月
台阶法施工方案 一、编制依据： 根据《隧道施工工法》贵广贰隧参09，特制定贵广铁路七标二项目部隧道台阶法施工方案。 二、工程概况： 贵广铁路七标第二项目部隧道共11.5座，共19个工作面，包括：坪山隧道出口、大源隧道出口、幸福源隧道、东岭隧道、宝峰山隧道进口、峰山隧道1号斜井、宝峰山隧道2#斜井、宝峰山隧道出口、恭城隧道进口、凤凰山隧道、桥头村隧道、东科山隧道进口、东科山隧道1号斜井、东科山隧道出口、丹江隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。现今已贯通幸福源隧道、东岭隧道、凤凰山隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。 三、施工方案 Ⅲ级、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，即超前支护先行（Ⅳ级围岩采用φ42超前锚管作超前支护）；上台阶采用弱爆破及人工配合机械开挖，施做拱部初期支护,下台阶开挖及施做边墙初期支护；仰拱紧跟下台阶及时施做尽早闭合成环，衬砌及时紧跟。 施工中认真进行围岩量测，实行信息化施工，动态化管理，及时反馈信息，调整支护参数，确定仰拱模板拆除时间，确保施工安全。
全断面共分二个台阶和仰拱部分采用平行流水进行，各台阶长5m左右，相错5m左右。同时仰拱、二衬紧跟，距下台阶掌子面分别为20～30m。台阶法施工详见：图7-6《台阶法施工工艺流程图》，图7-7《台阶法施工工序图》，施工工序说明如下：（1）弱爆破开挖①部。施做①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后和挂钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （2）弱爆破开挖②部。台阶周边部分初喷4cm厚混凝土；接长钢架，并设锁脚锚杆。钻设径向锚杆并铺设钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （3）在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部。施做隧底喷混凝土。 （4）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后,灌筑○Ⅳ部仰拱与边墙基础。灌筑仰拱填充○V部至设计高度。 （5）利用衬砌模板台车一次性灌筑○Ⅵ部衬砌（拱墙衬砌一次施做）。
隧道开挖施工方法及施工要点讲解
隧道开挖施工方法及施工要点讲解 1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。 适用条件： (1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表 施工特点: (1)开挖断面与作业空间大、干扰小； (2)有条件充分使用机械，减少人力； (3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件； (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。 施工工序流程图：隧道全断面开挖施工工序流程见图1－1
施工要点： (1)配备钻爆台车或多功能台架及高效率装运机械设备，由于开挖断面大，围岩相对稳定性降低，且每循环相对工作量较大，要求具有较强的开挖、出碴和相应的支护能力。 各工序使用的机械设备务求配套。以缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。 (2)利用深孔爆破增加循环进尺，控制周边眼间距及角度改善光面爆破效果，减少超欠挖。 (3)及时施做初期支护，摸清开挖面前方地质情况，及时准备好应急措施，围岩条件变化时及时调整施工方法，以确保施工安全。 (4)有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。 (5)二次衬砌及时施作，Ⅰ～Ⅱ级围岩二次衬砌距掌子面距离≤200m，Ⅲ级围岩≤80m。 (6)在软弱破碎围岩中使用全断面开挖时，应加强辅助施工方法设计与检查，加强动态量测与监控。 施工图片：
台阶法施工方案
新建贵阳至广州铁路工程 （贵广GGTJ-7段） 台阶法施工方案 中铁二十三局集团贵广铁路工程指挥部第二项目部 二00九年三月
台阶法施工方案 一、编制依据： 根据《隧道施工工法》贵广贰隧参09，特制定贵广铁路七标二项目部隧道台阶法施工方案。 二、工程概况： 贵广铁路七标第二项目部隧道共11.5座，共19个工作面，包括：坪山隧道出口、大源隧道出口、幸福源隧道、东岭隧道、宝峰山隧道进口、峰山隧道1号斜井、宝峰山隧道2#斜井、宝峰山隧道出口、恭城隧道进口、凤凰山隧道、桥头村隧道、东科山隧道进口、东科山隧道1号斜井、东科山隧道出口、丹江隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。现今已贯通幸福源隧道、东岭隧道、凤凰山隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。 三、施工方案 Ⅲ级、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，即超前支护先行（Ⅳ级围岩采用φ42超前锚管作超前支护）；上台阶采用弱爆破及人工配合机械开挖，施做拱部初期支护,下台阶开挖及施做边墙初期支护；仰拱紧跟下台阶及时施做尽早闭合成环，衬砌及时紧跟。 施工中认真进行围岩量测，实行信息化施工，动态化管理，及时反馈信息，调整支护参数，确定仰拱模板拆除时间，确保施工安全。 全断面共分二个台阶和仰拱部分采用平行流水进行，各台阶长5m左右，相错5m左右。同时仰拱、二衬紧跟，距下台阶掌
子面分别为20～30m。台阶法施工详见：图7-6《台阶法施工工艺流程图》，图7-7《台阶法施工工序图》，施工工序说明如下：（1）弱爆破开挖①部。施做①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后和挂钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （2）弱爆破开挖②部。台阶周边部分初喷4cm厚混凝土；接长钢架，并设锁脚锚杆。钻设径向锚杆并铺设钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （3）在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部。施做隧底喷混凝土。 （4）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后,灌筑○Ⅳ部仰拱与边墙基础。灌筑仰拱填充○V部至设计高度。 （5）利用衬砌模板台车一次性灌筑○Ⅵ部衬砌（拱墙衬砌一次施做）。
3、连拱隧道施工工艺工法
连拱隧道施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0503-2011 第五工程有限公司刘建萍 1 前言 1.1工艺工法概况 中导洞-主洞施工方法是双连拱隧道施工的一种高效施工方法。它根据新奥法原理，采用光面爆破大断面开挖，使用锚、喷、网、钢拱架和超前导管及超前管棚等支护手段，先开挖贯通中导洞，浇筑中隔墙混凝土，然后采用上下台阶法开挖左、右主洞，最后进行全断面二次衬砌。 早期的双连拱隧道多采用三导洞法施工，对围岩扰动的次数多，施工周期长，工效慢、工期长、成本高，不利于隧道防水。通过连拱隧道工程实践采用中导洞-主洞台阶法施工，效果良好。 1.2工艺原理 1.2.1 本工法的基本理论基础是新奥法。开挖后允许围岩有一定的变形，从而释放部分地应力；通过监控量测和适时支护来控制围岩变形，使围岩不会失稳；围岩与锚喷等支护共同作用形成复合承载结构。 1.2.2中导洞-主洞法根据新奥法的基本原理，简化施工工序，在三个工作面平行施工的情况下缩短了工期。 2 工艺工法特点 2.1 采用新奥法施工，尽量减少对围岩的扰动，充分保护和利用围岩的自承载能力，提高隧道结构的整体安全度。 2.2 与三导洞法相比，减少了两个侧壁导洞，施工干扰少、临时支护量小，有效地降低了对围岩的扰动，缩短了施工周期，降低成本，减少工程投资。 2.3中导洞首先贯通，可揭示隧道围岩情况，为左右两洞大断面开挖施工提供依据。
3 适用范围 本工法适用于双连拱山岭隧道的各种围岩情况，隧道主洞的开挖方式则根据具体的情况来选择。 正台阶二步开挖法是全断面一次开挖法的改进方法，多用于围岩能短期内处于稳定的地层中。台阶法根据台阶长度的不同，可划分为长台阶、短台阶和超短台阶三种，在Ⅲ级以下的围岩中一般采用长台阶或全断面开挖法，对于III、IV级围岩多采用短台阶开挖法，对于Ⅴ级以上的软弱围岩则常采用超短台阶开挖法，对于土质围岩及软弱围岩则采用环形开挖留核心土法或三台阶七步开挖法。 本工艺工法主要介绍中导洞-主洞法施工双连拱隧道。 4 主要引用标准 《公路隧道施工技术规范》TTJ04 《公路隧道设计规范》JTG026 《公路工程质量检验评定标准》JTJ071 5 施工方法 采用中导洞-主洞法施工，其步骤为先开挖中导坑，并做导坑临时支护直到中导洞贯通，然后由内向外浇筑中隔墙混凝土。 中隔墙施工完成后，将其顶部与临时支护之间间隙采用与设计同标号的喷射砼喷（回）填密实，待喷填砼强度满足设计要求后，即可开挖两侧主洞。 根据主洞的地质情况，首先做好洞口的防护、排水和洞身的超前预加固，然后开挖左（右）洞上台阶及初期支护，同时做好围岩的变形观测；待开挖掌子面上台阶推进适当距离（约50m）后，方可开挖右（左）洞上台阶并做好初期支护，同时做好围岩的变形观测。 根据洞身实际地质情况，上下台阶距离控制在3~15m，下台阶采用跳槽的方法进行侧墙的开挖与初期支护，开挖宽度控制在2～3m。初期支护完成后铺设防水层，采用整体式模板台车浇筑二次衬砌混凝土。 6 工艺流程及操作要点
隧道施工方法及工艺流程
隧道开挖施工方法 一、全断面施工 Ⅱ级围岩整体性较好，采用全断面光面爆破开挖（开挖顺序见II围岩开挖示意图），锚喷初期支护，采用凿岩机钻孔，Ⅱ级围岩开挖进尺3.5m。出渣采用装载机或挖掘装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。 全断面法施工工艺见“Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图”。 Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图 二、台阶法施工 Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上下两部分（见III级围岩开挖示意图）。上台阶长度30m，下台阶长度为10m，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。上台阶断面采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；下台阶断面采用 凿岩机钻孔，Ⅲ级围岩开挖进尺3.1m。
采用装载机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。 台阶法施工工艺见“台阶法施工工艺流程图”。 台阶法施工工艺流程图 三、台阶法施工 Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上中下三部分（见Ⅳ级围岩开挖示意图）。上台阶长度5m，中台阶长度6m，下台阶长度为6m，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动， 拱部及边墙采用光面爆破。上台阶采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；Ⅳ级围岩开挖进尺2.1m。 采用挖掘机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。
三台阶开挖法施工工艺流程图 三、大拱脚台阶法施工 V级围岩地段采用大拱脚台阶开挖法施工，尽量采用人工风镐配合长臂挖掘机开挖，侧翻式挖掘机装碴，自卸汽车运输。必要时采用微振动爆破，YT28风钻钻眼，非电毫秒雷管起爆，每循环进尺0.8m。
隧道台阶法开挖施工方案
xx高速公路二期工程 隧道台阶法开挖施工方案 中交路桥北方工程有限公司 xx高速xx标项目经理部 xx年xx月xx日
目录 一、编制依据 (3) 二、工程概况 (3) 三、施工方案 (3) 四、施工质量要求标准 (9) 五、机械设备及人员配备 (10) 六、质量、安全、环保和职业健康保证措施 (10) 七、施工进度计划及保证措施 (13) 附图 (15)
一、编制依据 1.1、xx高速公路二期工程xx合同段两阶段施工图设计图纸，总监办下发的文件和要求。 1.2、《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94） 1.3、《公路工程施工安全技术规范》（JTJ076-95） 1.4、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 1.5、《公路工程国内招标文件范本》（2003年版）。 1.6、现场踏勘及调查了解的施工环境、条件等。 1.7、xx省高速公路《隧道施工标准化指南（试行）》。 二、工程概况 xx隧道位于xx境内，为双向六车道分离式隧道。隧道洞身位于平曲线上，左洞位于R=1120米曲线上，右洞位于R=1110米曲线上。左右洞均部分洞身位于超高段，左洞横坡为4%~2%，右洞横坡为-4%~2%。左洞进口桩号为ZKxx+xxx，左洞出口桩号为ZKxx+xxx，长x米，纵坡采用-1.563%、+0.563%；右洞进口桩号为YKxx+xxx，右洞出口桩号为YKxx+xxx，长x米，纵坡采用-1.555%、+0.577%。 隧道建筑界限：行车道宽度为3×3.75m，左侧向宽度为0.5m，右宽度为1.0m，左侧设检修道宽0.75m，右侧设检修道宽1.0m，净高5m。 本隧道围岩整体性较好的Ⅲ级围岩采用正台阶法光面爆破的方法掘进。 三、施工方案 开挖支护按新奥法原理组织施工。开挖施工采用YZ28型气腿式凿岩机配合自制开挖台车钻爆开挖。 1、施工准备 1.1、导线控制点、水平基点已布设，轴线放样和标高测量满足施工要求。 1.2、围岩周边收敛仪、精密水准仪等监控量测仪器齐全，洞口监控量测点已布设，量测数据反馈信息满足开挖正常作业要求。 1.3、钻孔台车、出渣运输车辆等各项机械设备性能良好可靠，可满足施工需要。 1.4、供电、供水、供风及排水等辅助作业能满足施工需要。
台阶法施工工艺.doc
台阶法施工工艺 台阶开挖是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工工艺。 ⑴台阶法施工工艺流程图见图 2 ⑵工艺主要说明及要求 台阶长度必须根据隧道断面跨度、围岩地质条件、初期支护形成闭合断面的时间要求、上部施工所需空间大小等因素来确定。 适用范围：铁路客运单线、双线隧道Ⅲ～Ⅳ级围岩地段，Ⅴ级围 岩隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法施工。 作业内容：施工测量、多功能台架就位、钻孔、装药、起爆、通风、出碴、支护。 在本标段的Ⅲ～Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖，在每一开挖循环中，利用风动凿岩机钻孔；出碴时，用挖装机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；上下台阶均采用风动凿岩机钻孔，人工安装锚杆及钢筋网挂设和喷混凝土施工。钻爆均采用光面爆破技术，喷混凝土采用湿喷技术。 测量放线：测放中线、水平、所有炮眼位置； 多功能台架就位钻孔爆破：多功能台架就位、上下断面钻孔、装药、爆破； 排烟：爆破后，利用通风机排除炮烟； 出碴：采用用ITC312 挖装机装碴，自卸汽车运输至弃碴场； 初期支护：利用砼湿喷机在初喷一层混凝土封闭围岩后，相继施工上下部锚杆、挂网和喷混凝土作业，达到设计要求； 初期支护完毕，进入下一开挖循环。
开始 施工准备（含超前地质预报） 上下台阶爆破设计 上台阶测量放线下台阶测量放线 钻孔机台架就位钻孔机台架就位 上台阶钻眼下台阶钻眼 上台阶装药下台阶装药 爆破 信 息通风 反 拱部初喷混凝土边墙初喷混凝土 馈 上台阶翻碴 出碴 差 开挖断面检查及爆破效果评价 良 拱部锚杆钢筋网钢架下部锚杆钢筋网钢架 拱部喷射混凝土下部喷射混凝土 底部开挖 仰拱支护灌筑混凝土 结束
环形开挖预留核心土法施工工艺工法
环形开挖预留核心土法施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0103-2011 第五工程有限公司李阳刚 1.前言 1.1 工艺工法概况 环形开挖预留核心土法施工，可以有效地避免洞身开挖造成较大的收敛和下沉,为近早突破软弱围岩地段加快了进度。该工法在我国郑西客专秦东隧道、浙赣复线新羊石大跨软岩隧道、深圳盐坝高速公路B段溪涌隧道、宁夏沙坡头水利枢纽北干渠输水隧洞等工程中都得到广泛应用。 1.2 工艺原理 按照“新奥法”原理，遵循“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”原则，着眼于“如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护”：一方面，“环形开挖”将“面”拓展到“点”，减少软弱围岩大范围开挖而引起的扰动，加之利用“预留核心土”来支顶工作面，从而达到充分保护岩体的目的；另一方面，按照洞室开挖后岩体受力特点，利用环形开挖预留的作业空间及时进行支护，充分利用支护结构来限制岩体的变形，保证岩体不致过度松弛而丧失或降低岩体的承载能力。 2 工艺工法特点 2.1施工难度小。由于“化面到点”，工序简单，各部位开挖及初支较容易控制，施工难度降低。 2.2降低施工成本。与双侧壁导坑、CRD工法相比,大大节省了临时钢架和临时喷射混凝土，省工省料。 2.3施工安全有保障。核心土支顶工作面，稳定性好；开挖均在支护的保护下进行；短进尺及设备的利用缩短了围岩的暴露时间；工序少、工序之间距离短，能尽早使初期支护封闭成环，发挥支护效应。 2.4加快了施工进度，容易转换工序。与双侧壁导坑、CRD工法相比，无临时支护，节省了拆除临时支护的时间，所以当围岩变化时候，容易转换工序。 2.5本工法可灵活应用。单独使用时，错台的高度可根据实际围岩情况，进行灵活调整，其工法核心内容之一“预留核心土”亦可广泛应用在台阶法、双侧壁导坑法、CRD法等工法的分部施工中。
隧道施工的六大方法
隧道施工的六大方法 在当前隧道施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。 1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。 适用条件： (1)I～IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。 全断面开挖法 隧道机械化施工，有三条主要作业线： 开挖作业线：钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输)、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输)。 锚喷作业线：混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备。 模筑衬砌作业线：混凝土拌和机具、混凝土输送车及输送泵、防水层作业平台、衬砌钢模台车。 全断面法施工特点： (1)开挖断面与作业空间大、干扰小; (2)有条件充分使用机械，减少人力;
(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件; (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。 2、台阶法施工 台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。 台阶法施工 至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定： (1)初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短。 (2)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。 在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。在围岩条件较好时，主要是考虑如何更好的发挥机械效率，保证施工的经济性，故只要考虑后一条件。 台阶开挖法的优缺点： 台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全，但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。 台阶开挖时应注意以下几点： (1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为—个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开，干扰较小;而短台阶干扰就较大，要注意作业组织。对于长度较短的隧道，可将上半断面贯通后，再进行下半断面施工。 (2)下部开挖时，应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好，则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。 (3)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。
正台阶法隧道开挖
正台阶法隧道开挖 隧道开挖施工 4.1 方案设计 要求本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。 浅埋软弱围岩隧道施工严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、溶洞、淘金洞等对隧道的影响，要加强调查和处理。 石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。 隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根据围岩情况Ⅱ、Ⅲ级及横洞Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工，每循环进尺控制在2.5m以内。 石质隧道采用钻爆法开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。 施工通风采用管道压入式通风。 在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。 4.2 正台阶法 先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上下
半断面同时并进的施工方法。主要应用于正洞Ⅱ、Ⅲ级围岩及横洞Ⅳ、Ⅴ级围岩的施工。 施工工艺流程见图11，施工工序见图12。 图11 台阶法施工工艺流程
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
台阶法施工
台阶法施工作业 指 导 书 城轨15-2 王建维 1548043220
隧道台阶法施工工艺 山西中南部铁路通道ZNTJ-4标隧道设计开挖施工方法Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法施工；深埋Ⅴ级围岩采用三台阶法，并增设临时仰拱，每两榀设一道；浅埋、断层破碎带Ⅴ级围岩结合超前预加固措施采用三台阶（临时仰拱）法。为更准确的进行台阶法施工，保证隧道施工安全质量，按照铁道部、晋豫鲁铁路通道股份公司近期文件和参照设计图纸、施工规范、技术指南，编制我标隧道台阶法施工工艺。 一、编制依据 1、铁建设〔2010〕120号《关于进一步明确软弱围岩及不良地 质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》； 2、铁建技〔2010〕352号《关于进一步加强铁路隧道设计施工 安全管理工作的通知》； 3、中南铁筹〔2010〕56号关于印发《山西中南部铁路通道线 下工程施工技术规定》（试行）的通知； 4、晋豫鲁铁工〔2011〕64号《关于开展隧道安全质量专项整 治活动的通知》； 5、《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008； 6、晋中南瓦洪施隧参07-01～26《辅助施工措施及施工方法设 计参考图》； 7、隧道设计施工图； 二、台阶法适用衬砌类型
台阶法可分上、下两部开挖支护；台阶法有多种开挖方式，可根据地层条件、断面大小和机械配备情况合理选用。按晋中南瓦洪隧道参07-01设计说明，下列衬砌类型适用于台阶法开挖支护。 1、台阶法：黄土Ⅳ级、黄土Ⅳ级浅埋段、Ⅳ级围岩、Ⅳ级 围岩加强段、Ⅲ级围岩水平成层； 2、短台阶法：Ⅴ级围岩、Ⅴ级围岩加强段； 3、短台阶法+临时仰拱：洞口段Ⅴ级围岩加强； 三、Ⅲ级围岩台阶法 Ⅲ级水平成层围岩采用台阶法施工。台阶分为上下台阶两部开挖支护；周边眼间距40cm，采取间隔装药，光面爆破钻爆施工。上台阶每循环进尺不得超过3m，上台阶长度3～10m，高度5～6m；下台阶长度40～60m；仰拱距掌子面距离不得大于90m；二衬至掌子面距离不得大于120m。下台阶一次开挖长度不得超过4m，及时喷砼支护。 Ⅲ级围岩可选用全断面法施工。采用中空楔型或菱形双排掏 槽，每排炮进尺3.5m,钻孔130个左右，采用光面爆破，装药量单耗控制在0.75kg/m3，爆破后及时排险喷锚支护。 四、Ⅳ级围岩台阶法 Ⅳ级围岩采用台阶法施工。台阶分为上下台阶两部开挖支 护。周边眼间距40cm，采取间隔装药，光面爆破钻爆施工。 上台阶每循环进尺不得大于2榀钢架间距，上台阶长度3～10m，高度4～5m；下台阶长度20～30m，下台阶一次开挖长度不得大于
留核心土台阶法(隧道开挖施工方案)
重庆三环铜永段土建三标项目经理部隧道开挖施工方案 编制： 复核： 审核： 2012年2月 隧道开挖施工方案
1.目标 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。 2.编制依据 ⑴重庆三环铜永段玉龙山隧道设计图纸； ⑵《公路隧道工程施工技术规范》 3.适用范围 适用于重庆三环铜永段土建三标项目经理部玉龙山隧道开挖。 4.隧道开挖施工 4.1 方案设计 本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。 石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。 隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根据围岩情况：隧道浅埋、V级围岩地段采用留核心土的台阶法开挖，IV围岩地段采用台阶法开挖，Ⅲ级围岩地段采用上下台阶法或全断面开挖，每循环进尺控制在2.5m 以内。 石质隧道采用钻爆法开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车
无轨运输。 施工通风采用管道压入式通风。 在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道施工安全。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。 洞身开挖中，记录开挖的地质情况，并绘制地质描述图（描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等），核对设计地质情况，判别围岩类别及稳定性。当发现围岩地质情况发生变化时通知设计单位及时现场核实。若实际地质情况与设计地质情况出入较大时，设计单位应进行补充勘察。 4.2留核心土台阶开挖法 先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。此方法主要应用于隧道V级围岩的开挖。 4.2.1岩石隧道留核心土台阶开挖法 工艺流程见图1, 施工工序见图2。
隧道台阶法施工详解
隧道台阶法施工详解 1、长台阶法 台阶长度L 》5B , B 为洞室的宽度。甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法” 特点：进度快，仅次于全断面法。 适用于：皿?I 级围岩。 上台阶先贯通在现实中存在风险尤其是山体呈现偏压状态时尤其小心, 2、短台阶法 台阶缩短： （1?1.5 ） B < L v 5B, 特点: ① 支护闭合时间加快，围岩稳定性增加； ② 台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。 适用于：W 、V 级围岩 当长台阶法岀现支护变形量过大的时候， 应该停止掌子面施工， 下台阶跟进落底形成短台阶模式。 只要设计支护强度没问题，下台阶落底之后能十分有效的控制围岩的变形。 做好两侧洞口以避免洞内 它掘进慢的原因就在
于仰拱紧跟其后。围岩等级为4级的时候单次开挖进尺不宜大于2m ,当围岩为5级的时候一次 进尺不得大于两品拱架1m-1.5m 具体情况视围岩而定。 3、超短台阶法 上台阶长度仅为3-5m 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大。 适用于：W、V级围岩 此方法因为上台阶只有三至五米无法采用大型机械施工，至适合小型机具配合人工开挖。当短台阶法岀现支护变形量过大的时候，应该停止掌子面施工，下台阶跟进落底形成超短台阶模式。只要设计支护强度没问题，下台阶落底之后能十分有效的控制围岩的变形。它掘进慢的原因就在于 仰拱紧跟其后及人机械配合人工开挖。一般适合铁路隧道小断面且洞身不高的情况下。围岩等级为4级的时候单次开挖进尺不宜大于2m，当围岩为5级的时候一次进尺不得大于两品拱架 1m-1.5m 具体情况视围岩而定。 4、三台阶法施工 上台阶长度仅为3-5m 特点：更有利于控制围岩变形，但上中下台阶相隔太近，施工干扰大。 适用于:w、v级围岩的大断面施工。