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）。 5施工方法
大断面黄土隧道采用弧型导坑三台阶法掘进施工方法为：采用人工配合挖掘机开挖，掘进分为上、中、下三台阶七步开挖，初期支护采用型钢钢架、喷锚支护。出碴采用挖掘机配合自卸汽车运输，. 二次衬砌采用全液压整体式模板台车施工。
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。仰拱到掌子面距离不大于30m ，二衬到仰拱的距离不大于30m 。 6工艺流程及操作要点 6.1施工工艺流程
施工工艺流程图见图1，开挖步骤图见图2。
测量放样
超前支护（小导管、管棚）
开挖上台阶预留核心土
左右错开开挖中台阶，施做初期支护
左右错开开挖下台阶，施做初期支护 开挖仰拱，施做初期支护 开挖下台阶预留核心土 上部弧形导坑开挖，施做初期支护
监控量测，围岩
稳定性评价，修正支护参数
图1 三台阶七步开挖法施工工艺流程图
图2 开挖施工步骤图
6.2操作要点
6.2.1 施工准备
1 风、水管、电线敷设、施工便道、施工场地布置，机械设备、人员配置、材料准备、修建防排水设施、修建环保、水保设施。
2 根据设计资料详细分析了解工程地质、当地水文地质情况，制定合理的施工方案和施工措施，制定施工监控量测方案及沉降观测计划。
6.2.2 施工步骤
1根据水文地质条件，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。
2 上台阶弧形开挖，弧形开挖作业高度和宽度为1.5～2.0m ，开挖每循环0.8m ，
第一步：
开挖（1）部，初喷砼，安装（1）部钢架，打设锁脚锚杆，挂钢筋网，
打锚杆，喷砼。
第二步：开挖（3）部
第三步：
开挖（4）部，初喷砼，安装（4）部钢架，挂钢筋网，打锚杆，喷砼。
第四步：
开挖（6）部，初喷砼，安装（6）部钢架，挂钢筋网，打锚杆，喷砼。
第五步：开挖（8）部，初喷砼，安装（8）部钢架，
挂钢筋网，打锚杆，喷砼。
第六步：
开挖（10）部，初喷砼，安装（10）部钢架，挂钢筋网，打锚杆，喷砼。
第七步：开挖（12）部
第八步：
开挖（13）部,初喷砼，安装（13）部钢架，喷砼
弧形导坑三台阶法施工工序横断面示意图
图中序号表示施工顺序；富水地段先打设超前小导管，每一分步开挖完成后，初喷C25砼4cm,架立型钢钢架及打设锁脚锚杆，挂钢筋网片，安装锚杆，喷砼，第2、5、7、9、11、14道工序包括挂网、锚杆、钢架、喷砼等
所有的初期支护。
(1)
(3)
(12)(6)
(10)
(4)
(8)
2
5
7
9
11
(13)
14
开挖后及时初喷混凝土，安装钢支撑，并施作锁脚锚管固定（φ42，长不小于3.5m）,然后安装钢筋网片，钢支撑相互焊联，喷混凝土。钢支撑脚板必须支撑稳固。
3 开挖上台阶核心土，核心土长度控制在3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。
4 中台阶采用单侧或两侧开挖施工，开挖作业宽度1.5～2.0m，中间暂留核心土，开挖每循环1～2榀钢架，开挖后及时初喷混凝土，安装钢支撑与上部钢支撑对接通过螺栓连接牢固，施作锁脚锚管固定（φ42，长不小于3.5m）,然后安装钢筋网片，钢支撑相互焊联，喷混凝土。中台阶开挖、支护施工，两侧前后错开距离2榀型钢长度。
5 开挖中台阶核心土，核心土长度控制在3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。。
6下台阶采用单侧或两侧开挖施工，开挖作业宽度1.5～2.0m，中间暂留核心土，开挖每循环1.6m，开挖后及时初喷混凝土，一次安装2榀钢支撑与中部钢支撑对接通过螺栓连接牢固，施作锁脚锚管固定（φ42，长不小于3.5m）,然后安装钢筋网片，钢支撑相互焊联，喷混凝土。同样钢支撑脚板在没有与仰拱钢支撑连接成环之前必须支垫踏实。下台阶开挖、支护施工，两侧前后错开距离2榀型钢长度。
7 开挖下台阶核心土。
8 开挖仰拱，施工初支。每循环开挖3～5m，一次安装4～6榀型钢，仰拱钢支撑和墙下部钢支撑通过焊接牢固，仰拱施工期间采用栈桥保持通行。
6.2.3 监控量测
1 主要施工监测项目
表1 监控量测项目表
序号量测项目量测方法和仪器测点布置测量频率
测量
精度
1 洞内外观测现场观测，地质素
描及初期支护状
态观测
每榀拱架
施工前洞顶现场勘测，
施工中开挖后进行
2 水平收敛量测收敛剂、反射膜片
配合全站仪
每10～30米一个断
面，上下2条基线4
个点
υ≥5mm（0～1B）2次/d；1
≤υ＜5（1～2B）1次/d；
0.5≤υ＜1 （1～2B）1次
/2～3d；0.2≤υ＜0.5 （2～
5B）1次/3d；υ＜0.2 （＞
0.1mm
3 拱顶下沉水准测量的方法，
水准仪、钢尺等
每10～30米一个断
面，1个点
1mm
5B）1次/7d。
注：B—隧道开挖宽度，υ—变形速速
图3 测点布置示意图
7劳动力组织
由于黄土隧道施工进尺短，人员安排多则浪费，安排少则不能正常工作，人员配置很重要，通过实践，总结出某铁路双线隧道单作业面施工作业人员配置如表2（供参考），并可根据施工现场情况及时调整。
表2 单作业面作业劳动组织表（2班）
序号工作项目作业内容人数
1 开挖风镐手 6 矿用电钻手
2 挖掘机司机 2 自卸车司机 6
2 初期支护型钢加工 6 钢筋网片加工 2 钢架安装8 喷射混凝土15 混凝土搅拌运输罐车司机 4
3 混凝土生产混凝土搅拌机司机 3 装载机司机 2 机械修理工 1
4 测量及其他技术员 2 测工 4
5 其他队长 1
技术负责人 1
质检工程师 1
专职安全员 1
试验员 2
电工 3
修理工 2
空压机司机 3
调度 3
辅助人员 5
8 主要机具设备
弧型导坑三台阶七步法掘进用配套机械多，施工时合理安排机械不但可以加快施工进度同时还可以节约施工成本。
根据机械工作能力和实际工作量，某单作业面主要机械配备如表3（供参考）。并可根据施工现场情况及时调整。
表3 单作业面机械设备配备表
序号作业机具设备名称规格型号单位数量备注
1 施工通风轴流式通风机SDF（c）-NO110 台 1 通风
2 施工照明低压变压器24v,10kw 台 2 掌子面及二衬施工平台
3 施工用电发电机250kw 台 1 备用
变压器500kw 台 1 施工及生活用电
4 开挖挖掘机PC-300-6 台 1 开挖
东风（斯太尔）
自卸车
15t 辆 3 出碴
空压机LWJ-20/7-1 台 3 高压供风
风镐台10
矿用电钻φ50 台 5 掘进打锚管、锚杆
5 初期支护工字钢弯曲机GW1-200 台 1 型钢加工
钢筋弯曲机GW 台 1 钢筋加工
钢筋切断调直机GQ 台 1 钢筋加工
等离子切割机GW 台 1 钢板切割
交流电焊机BX1-500 台 6 钢架、网片加工及安装台式钻床24025 台 1 钢板加工
压浆机台 1 锚杆注浆
混凝土湿喷机TK-500 台 3 喷浆
6 量测及测
量仪器
全站仪莱卡402 台 1 方向控制
水准仪莱卡N2 台 1 标高控制
塔尺5m 个 2 标高控制
精密水准仪莱卡N2 台 1
沉降观测因瓦尺个 2
收敛仪JSS30A 个 2 量测
锚杆拉拔仪BL—150B 个 1 锚杆拉拔
应力测试仪套 1 应力测试
9质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1大断面黄土隧道富水地段容易发生坍塌掉块，变形加速。
9.1.2开挖进尺不当，造成局部坍塌。
9.1.3开挖步距过大，闭环时间过长，钢架发生变形。
9.2保证措施
9.2.1施工中采用增设锁脚锚管、放大拱脚和墙脚、增加纵向连接导管和增强基底承载力等措施，有效防止了初期支护整体沉降。同时应切实做好监控量测工作，及时进行数据分析，动态调整支护参数和预留变形量。
9.2.2上台阶开挖进尺为1榀型钢的间距，中台阶开挖进尺为2榀型钢的间距，下台阶开挖进尺为3榀型钢的间距。
9.2.3钢架安装间距误差要求在±10cm内，锚杆间距误差在±15cm内，锚杆长度不小于设计长度的95%，钢筋网片搭接长度误差在±5cm内，钢架安装垂直度误差在±2°内，型钢、网片、连接管之间焊接焊缝应饱满，不应有假焊漏焊现象。
9.2.4掌子面与仰拱之间距离不大于30m，仰拱与衬砌之间距离不大于30m。10安全措施
10.1主要安全风险分析
黄土隧道开挖要注重塌方、突水（泥、石）、大变形等安全风险的评估，提出相应的风险处理措施，编制施工应急预案。
10.2保证措施
10.2.1施工中应严格控制施工步距，保持掌子面到仰拱距离不超过30m，仰拱到二衬距离不超过30m。
10.2.2坚持每天测量黄土含水量，并根据含水量和量测数据确定初支加固措施。
10.2.3施工时应严格按照设计要求挖大拱脚并安装好锁脚锚管，严格控制钢架下沉。
10.2.4施工时应做好防水和引排水工作，防止钢架脚板被水软化，引起过大下沉。
10.2.5施工中发现不安全因素时，应暂停开挖，加强支护措施。
10.2.6施工中应做好监控量测工作，确立临界值，并根据量测结果指导施工。如发现量测结果超出允许范围时应立即停止开挖，采取加强措施，确保围岩稳定和洞内施工安全。
10.2.7加强洞内电力、通风、排水管线路的管理，防止漏电、漏风伤人。
11环保措施
11.1避免炸药爆炸产生的有害气体和粉尘含量，减少了对空气的污染，节约了炸药等能源的消耗。
11.2通过对大断面黄土隧道采用分部开挖，充分利用人力和小型机具，减少了大型设备数量，从而减少了油料的消耗，达到节能和环保的要求。
11.3对于黄土隧道中加强施工用水的管理，防止水土流失。隧道施工中采用防水板和止水带等综合防排水措施，减少了黄土中水的流失，做到环保和节约水资源要求。
11.4优化了大断面黄土隧道的设计支护参数，节约了锚杆和混凝土的数量，从而节约建筑材料，起到了节约能源的目的。
11.5大断面黄土隧道洞口和弃土场等及时修建挡护和排水系统，做到先挡后弃，防止水土流失，对环境造成影响。
11.6加强机械保养维修，降低机械噪声和废气排放。
12 应用实例
12.1工程简介
由中铁一局集团第五工程有限公司承建的郑西铁路客运专线秦东隧道全长7684m，设计为双线大跨黄土隧道，开挖宽度15.2m，开挖高度13.18m，开挖面积163.08㎡，隧道围岩为黄土地质，含水率5%～30%，属客运专线大断面黄土隧道。隧道深埋段采用弧形导坑三台阶七步法施工，初期支护采用喷锚支护，钢架采用Ⅰ20a型钢，间距为0.8m，含水量超过23%地段采用Ⅰ22a型钢，钢架之间环向设置φ42连接钢管（间距为1.0m，含水量大于23%时间距为0.8m），每分部钢架脚板处采用2根φ42锁脚锚管（长4.0m）固定刚拱架，C25微纤维混凝土喷护，锚杆长2.5m、3.5m，二次衬砌采用模筑混凝土施工，混凝土采用高性能C35混凝土。12.2施工情况
秦东隧道设计DK333+520～DK338+620、DK338+670～DK338+690段共计5120m 为Ⅳ级围岩，采用了弧形导坑三台阶七步法施工，2005年8月开工，2008年10月竣工。上部掘进、中部掘进、下部掘进同时进行操作，每循环掘进上部0.8m，中部1.6m，下部1.6m；掘进、安装型钢每循环需4～5小时，出渣需要2～3小时；掘进1小时后出渣；型钢安装完后立即喷混凝土，喷浆每循环喷上部0.8m，中部0.8m，下部单侧1.6m共需要2～3小时，每天施工在合理安排下可完成3个循环。掘进时必须控制掘进预留台阶长度（掘进安全距离），上部核心土长3～5m（大于上台阶高度的1/2）较安全，核心土长度大于4m影响掘进速度，小于2.5m（小于上台阶高度的1/2）不安全；中部和上部相差5～8m（中台阶宽度的1/3～1/2）较安全，同时中部左右两侧相差至少3m。
12.3工程结果评价
黄土隧道不同地质段的施工工法进入模块化管理，确保了黄土隧道施工的快速、安全，各项指标均符合设计和规范要求。秦东大断面黄土隧道深埋段采用弧形导坑三台阶七步开挖法技术施工获得成功，保证了施工工期和质量，取得了较好的社会经济效益。2009年被股份公司评为优质工程奖。
12.4建设效果及施工图片
图4 秦东隧道喷砼准备图5 秦东隧道采用栈桥施工仰拱
图6 秦东隧道机械开挖图7 秦东隧道出渣运输
图8 秦东隧道安装钢架
图9 施工测量及量测
铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南(试行)-部分-经规标准[2007]119号
铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南（试行） 经规标准[2007]119号 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。
三台阶七步预留核心土工法
黄土隧道 三台阶七步预留核心土开挖法工法 2010-8 山西中南部铁路通道公司筹备组
1 总则 1.0.1 为保证黄土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，制定本工法。 1.0.2 黄土隧道三台阶七步流水开挖法根据围岩状况可分为三台阶预留核心土法、三台阶上导坑预留核心土法和三台阶不留核心土三种方法。本资料重点介绍三台阶七步预留核心土开挖法（以下简称“三台阶七步开挖法”），本工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100～180m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。Ⅳ、Ⅴ级围岩地质主要有黄土、强风化岩层等，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）。 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。 6 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，并能及时调整闭合时间，方便机械化施工，利于施工工序转换。 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
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。 三台阶七步开挖法工艺流程图
铁路隧道工程(三台阶七步开挖法)
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。
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。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。 ⑵ 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。 ⑶ 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。适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。
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。
(建筑工程管理]大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺
（建筑工程管理）大断面黄土隧道三台阶七步法施工 工艺
大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺 摘要：结合西平铁路中咀壹号隧道试验段施工。对大断面黄土隧道三台阶七步法开挖技术进行总结，重点阐述了三台阶七步法开挖法的适用条件、施工工艺及具体的施工要点和技术特点。且详细述说了三台阶七步法开挖法的安全保证措施。该方法较好的解决了黄土隧道施工中的诸多技术难题，且能充分利用开挖空间和大型施工机械，干扰少，速度快。 关键词：西平铁路大断面三台阶七步开挖法施工工艺 1.工程简介 西安至平凉铁路始自西安市，向西北经礼泉、乾县、永寿、彬县、长武及甘肃宁县、甘肃泾川等县至平凉市，正线全长263.1km，其中陕西省境内线路长161.3km，投资约为50多亿元，甘肃省境内线路长101.8km，投资约为20余亿元。 西平铁路为国家Ⅰ级电气化单线铁路，设计时速120km，运输能力为货运量3000万吨/年，单向客运量160万人/年。 西平铁路自陇海铁路茂陵站引出，至平凉市崆峒区和宝中铁路平凉南站接轨，连接陇海、宝中俩条重要的铁路干线，设26座车站。建成后的西平铁路运量大且货源集中，兼顾部分省际交流及地方客货运输的铁路。建设工期4年。 位于第壹标段的中咀壹号隧道全长1162米，整体南高北低，周边冲沟发育，切割深度50～200m，小型冲沟较多，大型冲沟于进出口各有壹个。沟俩侧坡面较陡，沟内小型浅层高度滑坡、错落发育，多有溜坍、坍塌。可见地质条件发杂多变，施工难度大，安全形势严峻均对进度产生严重影响。对按时交工造成压力。 2.施工方案的确定 黄土隧道工程地质较差，施工断面大，确立施工方案必须遵循以下原则：重
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。 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；
到底什么是隧道三台阶七步流水作业法
到底什么是隧道三台阶七步流水作业法 隧道三台阶七步流水作业法,似乎不讲隧道三台阶七步流水作业法不足以体现施工水平，其实真正的施工水平是根据隧道围岩、断面，灵活选择隧道施工方法，而不是只会一种方法，或者将隧道三台阶七步流水作业法看作是万能的，适合于各种围岩和隧道断面，这显然是不合理的。而事实上某些隧道所发生的问题正是应用了流水作业法。实际上隧道三台阶七步流水作业法是上世纪九十年代，几位隧道先辈勇于探索隧道施工技术的成果，它具有当时的社会、技术、管理、设备等背景的。据我了解，中铁十二局集团于2001年十二月在深圳召开隧道技术研讨会，在本次会上分别由十二局二公司的李永亮工程师和雷军工程师就靠椅山隧道技术总结，提出七步开挖作业法和七步平行流水作业法的概念，但这两个概念是有差别的，李永亮工程师所提七步开挖作业法是指拱部上台阶1步，中台阶左、右、中3步，下台阶左、右、中3步，以上共七步。而雷军工程师所提七步平行流水作业法是指拱部上台阶1步，中台阶左、右2步，下台阶左、右2步，仰拱1步，二次衬砌1步，以上共七步。从隧道施工技术原理讲，所谓隧道分步重点指从拱部首先开挖到初期支护闭合成环之前隧道开挖以及支护步骤，开挖与支护合算一步。这样看李永亮工程师所提七步开挖作业法由于仰拱未包括在内，技术原理上有缺陷，而雷军工程师所提七步平行流水作业法相对来说较为合理，也符合实际施工情况，只是在讲这个工法区别于其它工法如CD 法、CRD法时，二次衬砌不宜包括在内。而李永亮工程师所提七步开
挖作业法之中、下台阶分三步开挖（即中、下台阶预留核心土）与施工实际不符，技术上也不需要在这个部位预留核心土。所以，按照目前的技术要求来讲，应为隧道三台阶六步流水作业法，而非七步。而且隧道三台阶六步流水作业法只在隧道围岩正常的情况下应用，当遇到特殊地质如浅埋、偏压、断裂、穿越结构物等时，应采取顺序作业法而非流水作业法。当前有一种现象：隧道采用三台阶法施工出现了问题，就否定三台阶法，实际上是流水作业造成的问题，而非三台阶的问题，新奥法22条原理中讲，隧道分部越少越好，这是从应力状态和隧道稳定的角度讲，从施工角度讲，三台阶法可以应用大型施工机械，可提高作业效率，当然可以使支护更及时。应用三台阶法的关键就是按照新奥法原理的三大支柱来抓质量、安全。 在现场常听到一些不妥的提法，如三台阶+临时仰拱法、三台阶+预留核心土法，这就如讲：我要买一双带鞋底的鞋一样，临时仰拱、拱部核心土本就是三台阶法的必要组成。之所以出些这些不妥当的提法，实质是对新奥法的基本原理、隧道施工的基本技术不了解。
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
关于隧道“三台阶七步开挖法”的那些事儿
关于隧道“三台阶七步开挖法”的那些事儿 (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。 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108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。 三台阶七步开挖法工艺流程图 施工作业 （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。 （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，
黄土隧道三台阶七步开挖法施工工法
黄土隧道三台阶七步开挖法施工工法 1 前言 黄土隧道是目前施工中经常碰遇到的一种土质隧道，由于受地质围岩条件的限制，需在最短的时间内对围岩形成闭合成环，以保证施工安全。根据对穿越第四系上更新统砂质黄土隧道--西坡隧道三台阶七步开挖法施工工法总结，为完善和推广七步台阶开挖法提供了技术支持，为类似隧道工程提供示范工程和积累经验。 2 工法特点 2.1施工空间大，可以引入大型施工机械，多作业面平行施工，工效高；部分Ⅴ级软岩地段可以采用反铲挖掘机直接开挖下半断面，减小了对围岩的扰动。 2.2在地质结构复杂多变、软硬围岩相间的隧道施工中，便于灵活、及时地调整施工方法，进度稳定，工期有保障。 2.3能适应大跨度断面，没有拆除临时施工支护工序，节省投资；同时避免了因拆除临时支护可能造成的初期支护突然卸载而危及隧道安全等问题，初期支护断面圆顺，无应力集中点，受力均衡，结构安全性强； 2.4混凝土仰拱超前施作，不仅便于初期支护及早闭合成环承载，而且改变了洞内作业和运输环境。 2.5全断面一次施作防水层和灌筑混凝土衬砌，确保了隧道防排水和混凝土衬砌的施工质量，运营病害少。 2.6无需特殊设备，投入少，操作性强，易推广。 3 适用范围 断面开挖时掌子面围岩稳定或经过处理后（如超前小导管注浆预支护）无大的掉块、垮塌现象，初期支护刚度足够的黄土隧道。 4工艺原理 隧道开挖过程中利用其自身稳定性，将开挖轮廓线分为七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开开挖、支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作，最终形成稳固的初期支护整体，缩短作业循环时间，逐步向前推进的作业方法。
5施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 施工中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，台阶七步开挖一般包含上部弧形导坑开挖并施作拱部初期支护，再左右错位开挖中、下台阶并及时施作边墙初期支护，后及时施作仰拱混凝土，尽早封闭成环，二衬紧跟。七步台阶开挖法施工流程图如图5-1。 在断层、破碎、浅埋、偏压带等自然地质条件较差地层，需要采用大管棚、小导管预注浆加固、止水等辅助措施后，再进行三台阶七步开挖。 （1）施工工艺见三台阶七步法施工工艺流程图。 5-1 三台阶七步法施工工艺流程图
隧道三台阶七步开挖法作业指导书1
隧道三台阶七步开挖法作业指导书 一、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100~180㎡，是根据以往大断面隧道施工的经验确定的。该方法适用Ⅳ、Ⅴ级围岩，地质主要有砂岩、砂岩夹泥岩等；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： （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)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。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。 二、施工准备 1、在采用三台阶七步开挖法施工前，查阅大量设计文件和资料，结合三台阶七步开挖法的特点，按照隧道的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书，并进行详细的施工技术交底，对作业人员进行岗前培训和安全教育，从事特殊工种的作业人员持证上岗。 2、根据施工进度要求，施工机械、人员分期、分批组织上场。针对大断面隧道的特点，人员和施工机械配套如下表： 根据隧道施工情况分析，单作业面施工作业人员配备见表3.2.1，并可根据施工现场情况及时调整。
三台阶七步开挖法施工工艺标准[详]
三台阶七步开挖法 I总贝卩 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W、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
隧道三台阶七步开挖法
洞身开挖施工方案 一、编制依据 ⑴《岢临高速公路施工图设计文件》及相关文件纪要 ⑵《隧道工程施工技术规范》（JTJ 042-94） ⑶《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 二、工程概况 下王家隧道位于兴县康宁镇下王家村至麻子塔村之间的山体内，从西北向东南穿越较大的黄土梁。隧道洞门处埋深为0-9米，刷坡及进洞时须严格按照监控量测要求量测，同时采取一定工程措施，保证洞口安全和安全进洞。 三、施工工期 计划开工时间：2012年 6月 15日 计划完工时间：2012年 7月 20 日 四、施工人员 施工负责人：X X X 技术负责人：X X X 质检负责人：X X X 试验负责人：X X X 现场施工员：X X X 测量负责人：X X X 安全负责人：X X 普工：25名 五、机械设备的配置 机械设备应结合隧道施工工期要求进行合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。 隧道洞身开挖施工主要机械配备表 序号名称规格型号数量使用周期备注 1 挖掘机CAT320 1台洞身施工期 2 挖掘机PC220 1台洞身施工期 3 装载机ZL50 1台全施工期侧卸1台全施工期正铲 4 自卸汽车15T 3台全施工期 5 轻型汽车工具车1台全施工期临时运输 6 变压器630KVA 1台全施工期 7 抽水机13KW 6台全施工期 11 风动凿岩机YT-28 60台全施工期 六、施工方案
1、 三台阶七步开挖法的施工工艺流程见图1 图1 三步七台阶开挖法施工工艺流程 2、三台阶七步开挖法施工步骤见图2，开挖透视图见3，施工工序见图4。 施做仰拱填充 测量放样 超前支护 上部弧形导坑开挖，施做初期支护 左右错开开挖中台阶，施做初期支 左右错开开挖下台阶，施做初期支开挖上、中、下台阶预留核心土 分段开挖隧底，施做初期支护 施做仰拱 断面检查 否 围岩参数评判、修正支护参数
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；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100～180m2，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。
三台阶七步预留核心土工法
三台阶七步预留核 心土工法
黄土隧道 三台阶七步预留核心土开挖法工法 -8 山西中南部铁路通道公司筹备组
1 总则 1.0.1 为保证黄土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，制定本工法。 1.0.2 黄土隧道三台阶七步流水开挖法根据围岩状况可分为三台阶预留核心土法、三台阶上导坑预留核心土法和三台阶不留核心土三种方法。本资料重点介绍三台阶七步预留核心土开挖法（以下简称“三台阶七步开挖法”），本工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100～180m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。Ⅳ、Ⅴ级围岩地质主要有黄土、强风化岩层等，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）。 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，能够多作业面平行作业。部分软岩或土质地段能够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。 6 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，并能及时调整闭合时间，方便机械化施工，利于施工工序转换。 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黄土隧道施工除应符合本指南要求外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。 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、地形地质及其它与工程相关内容。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，从事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
三台阶七步开挖法施工标准工艺
三台阶七步开挖法施工标准工艺
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
【建筑工程管理】大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺
大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺 摘要：结合西平铁路中咀一号隧道试验段施工。对大断面黄土隧道三台阶七步法开挖技术进行总结，重点阐述了三台阶七步法开挖法的适用条件、施工工艺及具体的施工要点和技术特点。并详细述说了三台阶七步法开挖法的安全保证措施。该方法较好的解决了黄土隧道施工中的诸多技术难题，且能充分利用开挖空间和大型施工机械，干扰少，速度快。 关键词：西平铁路大断面三台阶七步开挖法施工工艺 1.工程概况 西安至平凉铁路始自西安市，向西北经礼泉、乾县、永寿、彬县、长武及甘肃宁县、甘肃泾川等县至平凉市，正线全长263.1公里，其中陕西省境内线路长161.3公里，投资约为50多亿元，甘肃省境内线路长101.8公里，投资约为20余亿元。 西平铁路为国家Ⅰ级电气化单线铁路，设计时速120公里，运输能力为货运量3000万吨/年，单向客运量160万人/年。 西平铁路自陇海铁路茂陵站引出，至平凉市崆峒区与宝中铁路平凉南站接轨，连接陇海、宝中两条重要的铁路干线，设26座车站。建成后的西平铁路运量大且货源集中，兼顾部分省际交流及地方客货运输的铁路。建设工期4年。 位于第一标段的中咀一号隧道全长1162米，整体南高北低，周边冲沟发育，切割深度50～200m，小型冲沟较多，大型冲沟在进出口各有一个。沟两侧坡面较陡，沟内小型浅层高度滑坡、错落发育，多有溜坍、坍塌。可见地质条件发杂多变，施工难度大，安全形势严峻都对进度产生严重影响。对按时交工造成压力。
2.施工方案的确定 黄土隧道工程地质较差，施工断面大，确立施工方案必须遵循以下原则：重地质、管超前、短开挖、强支护、快封闭、早成环。主要开挖方法有CD法、CRD 法、双侧壁导坑法、三台阶七步法等。 CD法是在软弱围岩大跨度隧道中分布开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法的一种，采用自上而下分2～3步开挖隧道的一侧，完成初期支护和中隔壁。待喷射混凝土达到设计强度等级的70﹪后，进行另一侧的开挖及支护形成带有中隔壁支护的左右洞室；最后拆除支护，施作仰拱、仰拱填充及拱墙衬砌。 CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中，采用自上而下分1～2步开挖隧道的第一侧上、中部，完成初期支护，施作中隔壁和横隔板；待喷射混凝土达到设计强度等级的70﹪后，进行第二侧的上中部开挖及支护，施作中隔壁和横隔板；最后依次开挖第一侧、第二侧的底部，完成初期支护和中隔壁、临时仰拱，形成带有中隔壁和1～2层水平支撑的网络状支护系统；最后拆除支护，施作仰拱、仰拱填充及拱墙衬砌。 双侧壁导坑法事先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的方法。 三台阶七步开挖时指在隧道开挖过程中分上中下和仰拱4部分，以前后左右7个不同的开挖面相互错开同时开挖，然后分布同时支护，最后形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。其实质为台阶法的一种，拱部采用环形开挖预留核心土，利用核心土施压掌子面，中下部开挖也是先开挖两侧保持中部土体不动，其核心是保证掌子面稳定。 与三台阶七步开挖法相比，采用CD法、CRD法或双侧壁导坑法开挖，各
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