隧道工程资料：什么是台阶开挖法适用于哪些地层.doc
台阶法开挖方案
台阶法开挖方案一、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.《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005）2.《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号3.《杭甬客专施图HYZQ-2隧道设计图及参考图》三、适用范围台阶法适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩地层和洞口段、偏压段、浅埋段的Ⅰ～Ⅳ级硬岩地层和Ⅱ、Ⅲ级软岩地层，但应视具体情况采取超前大管棚、超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工措施进行超前加固，并根据工程实际、地层条件和机械条件，选择合适的台阶方式。
四、台阶法简介台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，具有上下断面两个工作面或多个工作面，分步开挖。
其优点是灵活多变、适用性强，有足够的作业空间和较快的施工速度，能较早地使支护闭合，有利于开挖面的稳定性和控制其结构变形及由此引起的地面沉降。
缺点是上下部作业有互相干扰，应注意下部作业时对上部稳定性的影响，台阶开挖会增加对围岩的扰动次数等。
五、台阶法施工工序第1部：开挖①部后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。
第2部：在滞后①部3～6m后开挖②部，并进行下导初期支护。
第3、4部：及时施作仰拱砼、填充混凝土，及早封闭成环。
第5部：根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌。
六、台阶法施工注意事项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、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。
爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
3、应注意开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定性，必要时应利用核心土体加设全断面环形临时支撑。
4、复合式衬砌段在施工时，须按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定浇筑二次衬砌的时机及调整支护参数。
七、隧道开挖和钻爆施工安全技术措施掘进是隧道安全控制的最重要环节，由于隧道开挖断面大，施工时严格按设计图纸及施工组织设计采取合理的开挖方案，严格控制循环进尺，选择最佳的爆破参数，确保施工安全。
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。
台阶法、通仓法
台阶法、通仓法台阶法是指先开挖隧道上部断面（上台阶），上台阶超前一定距离后开始开挖下部断面（下台阶），上下台阶同时并进的施工方法。
根据台阶长度，可分为短台阶、长台阶、超短台阶（微台阶）法等。
台阶法是两车道隧道Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和部分V级围岩深埋段常用的施工方法，一般划分为上、下两个台阶。
该方法将设计断面分成上半部断面和下半部断面，错开一定距离L（台阶长度）先开挖上半断面，待开挖至一定长度后再开挖下半断面，上、下半断面在不同的工作面同时掘进施工。
三车道隧道一般采用三台阶。
台阶法的优缺点：(1)增加了工作面，前后干扰较小，有利于机械化作业，进度较快。
(2)一次开挖面积较小，有利于掌子面稳定，特别是下台阶开挖时较为安全。
(3)短台阶法相互干扰，增加对围岩的扰动次数。
通仓浇筑法，在一个坝段内不设纵缝、连续浇筑混凝土的施工方法。
混凝土分块浇筑法的一种。
在平面上以横缝分隔的整坝段为浇筑块,在基础约束范围内浇筑块高度为0.75~1.0米,上部块高2.0~3.0米。
优点是无需坝体纵缝灌浆、整体性好、浇筑工作面大和有利于高度机械化施工。
缺点是浇筑面积大、坝体降温收缩时比柱状浇筑法更容易产生温度裂缝,故对混凝土防裂的温度控制要求较高。
通仓浇筑法，在一个坝段内不设纵缝、连续浇筑混凝土的施工方法。
混凝土分块浇筑法的一种。
在平面上以横缝分隔的整坝段为浇筑块,在基础约束范围内浇筑块高度为0.75~1.0米,上部块高2.0~3.0米。
优点是无需坝体纵缝灌浆、整体性好、浇筑工作面大和有利于高度机械化施工。
缺点是浇筑面积大、坝体降温收缩时比柱状浇筑法更容易产生温度裂缝,故对混凝土防裂的温度控制要求较高。
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：Ⅲ～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，做好两侧洞口以避免洞内变形量过大。
2、短台阶法台阶缩短：（1～1.5）B≤L＜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：Ⅳ、Ⅴ级围岩当长台阶法出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。
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：Ⅳ、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。
当短台阶法出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：Ⅳ、Ⅴ级围岩的大断面施工。
（1）上台阶在上一循环的超前支护防护下，弱爆破开挖①部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆、锁脚锚管，复喷混凝土至设计厚度。
（2）中台阶弱爆破开挖②部，施作台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
台阶法开挖施工工艺标准
台阶法开挖施工工艺标准FHEC-SD-5-20071适用范围台阶法开挖是将设计断面分成上、下断面（或上、中、下断面）分次开挖的成形的开挖方法。
适用于Ⅲ-Ⅴ级较软和节理发育的围岩。
台阶法按上台阶超前长度分为长台阶（台阶长度50m以上）、短台阶（台长5～50m），超短台阶三种。
短台阶、超短台阶两种方法遇软弱围岩时应慎重考虑，必要时采用辅助开挖（超前小导管、锚杆，长管棚，双层小导管等措施稳定开挖面。
2主要应用标准和规范2.0.1中华人民共和国行业标准《公路隧道施工技术规范》（JTJ 042-94）。
2.0.2中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）。
2.0.3中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》（GB 6722-2003）。
2.0.4中华人民共和国国家标准《环境质量空气标准》（GB 3095-1996）。
2.0.5中华人民共和国行业标准《公路工程施工安全技术规范》（JTJ 076-95）。
3 施工准备3.1 技术准备3.1.1认真复核设计文件，根据工程实际编制性组织设计。
按照《施工方案审批办法》分级审批后，编制分项工程开工报告，报请监理工程师审批。
3.1.2组织有关人员对施工图纸、施工组织设计及相关资料进行学习，层层进行技术、质量和安全交底。
3.1.3成立QC小组，对施工中出现的难点问题进行技术攻关。
3.1.4对有关技术人员和特殊工种工人进行上岗前培训，并进行考核，达标者方可上岗。
3.1.5进行放样测量，标出隧道开挖轮廓线。
3.1.6认真做好围岩监控测量工作，根据对围岩变化的观测及量测数据的反馈，及时调整炮孔布置及爆破参数。
3.2机具准备3.2.1钻孔设备：风钻、钻孔台车、风镐、钢管、空气压缩机。
3.2.2出渣设备：挖掘机、装载机、自卸汽车（无轨运输）；装渣机、矿车、电瓶车、内燃机车（有轨运输）。
3.2.3供风、供水、供电设备：轴流风机、抽水机、高压水箱、发电机、变压器、防水照明灯。
洞身开挖(台阶法)
围岩级别
开挖部位
Ⅴ
拱部
平均线性超挖10
最大超挖值15
边墙
平均10
4）隧底开挖底部高程应符合设计要求。隧底范围岩石局部突出每平方米内不应大于0.1m2，侵入断面不应大于5cm。
5）边墙基础及隧底地质情况应满足设计要求，基底内无积水浮渣。
6）隧底进行加固处理时，应符合设计要求。
5）开挖不得危及衬砌，初期支护及施工设备的安全。
6）开挖面未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理。
六、环保注意事项
1、施工期间生产场地和生活区修建必要的临时排水渠道，避免水源污染。
2、生活垃圾指定地方堆放,不得乱弃乱倒污染环境及当地附近水源。
3、内燃机械安设消烟罩，减轻对大气的污染。施工机械要经常进行检修，尾气排放不得超出国家规定的标准。
4、对施工现场和运输便道等易产生粉尘的地段定时进行洒水降尘，勤洗施工机械车辆，使产生的粉尘危害减至最小程度。
5、对易松散和易飞扬的建筑材料用彩条布、蓬布等严密覆盖，并放于居住区的下风处。
6、隧道弃碴及弃碴场地清理物，如表土、草皮、树木、树墩、树根、灌木和垃圾等运到指定地点弃置，不乱弃乱倒。
7、对有害物质（如染料、油料、废旧材料和生产、生活垃圾等）经处理后运至当地环保部门所指定的地点进行掩埋，防止泄露、腐蚀造成对生态资源的破坏。
3）开挖台阶高度的划分是根Ⅴ级加强衬砌断面图中型钢钢架加工尺寸划分。
3、开挖循环进尺
1）上台阶每循环开挖支护进尺不得大于1榀钢架间距（0.5m）；
2）边墙每循环开挖进尺不得大于2榀；
3）仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m；
4）仰拱隧底开挖循环长度宜为2~3m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两次隧底开挖、支护循环后及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m；
03隧道开挖工法及其选择(二)
5）上台阶分部开挖（上台阶留核心土微台阶开挖）
由于掌子面保留了核心土，对掌子面的稳定起到支撑作用，环形留核心开 挖土法的稳定性优于超短台阶法，在土质或易坍塌的软弱围岩比较适用。
由于工作面狭小，弧形导坑只能采用小型施工机具开挖，施工速度慢。
3、常用开挖工法简介
（3）导洞法
导洞法主要应用于断面跨度较大、且围岩较软弱、容易 发生坍塌的隧道，如土质或松散围岩隧道。
具体方法包括： 1)单侧壁导坑法； 2)双侧壁导坑法； 3)中导洞法和三导洞法（连拱隧道） 重点介绍前2种。
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（3）导洞法
1）单侧壁导洞法：只在隧道一侧开挖先行导洞。
施工工序为（CRD法）： ①开挖侧壁导洞上台阶； ②施作侧壁导洞上台阶初期支护； ③开挖侧壁导洞下台阶； ④施作侧壁导洞下台阶初期支护； ⑤开挖主洞上台阶； ⑥施作主洞上台阶 ⑨拆除中间临时支撑，施作二次衬砌。
3、常用开挖工法简介
（2）台阶法
4）下台阶分部开挖 为了保证上台阶初期的稳定，必要时可以将下台阶分成几部 分开挖，如分左右两侧开挖、拉中槽后左右开挖、以及拉中槽左 右跳挖马口开挖。
分左右两侧开挖 拉中槽后左右开挖 拉中槽左右 跳挖马口开挖
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太近，施工干扰大。 ◆适用条件：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)
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3、常用开挖工法简介 （店铺）
（2）台阶法
2）台阶长度的选择 三种不同台阶法的差别主要在台阶长度，其作业顺序基
本相同。台阶长度的选择主要考虑以下两点： 一方面，台阶缩短，初期支护闭合成环速度越快，约有
隧道开挖的几种方法
隧道开挖方法的选择初次接触隧道工程，感触颇深，在从事隧道试验检测工作的同时，我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验，在学校读书的时候老师也是大概的讲解了一下，而更多的东西还要靠自己去领悟，去学习。
自己总结了隧道工程的一些开挖方法，加上具体的现场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。
在当前的施工实践中，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；从施工平安角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应依据实际情况综合考虑，但必须符合平安、快速、质量和环保的要求，到达躲避风险、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，依据经验一般不应小于lkm，否则采纳大型机械化施工，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，便于施工组织与治理，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，待开挖至肯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。
至于施工中究竟应采纳何种台阶法，要依据以下两个条件来决定：⑴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；⑵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，确保施工平安。
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隧道工程资料：什么是台阶开挖法适用于哪些地层
台阶法适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩地层和洞口段、偏压段、浅埋段的Ⅰ～Ⅳ级硬岩地层和Ⅱ、Ⅲ级软岩地层，但应视具体情况采取超前大管棚、超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工措施进行超前加固，并根据工程实际、地层条件和机械条件，选择合适的台阶方式。
根据地层条件和机械配备情况，台阶法又可分为正台阶法、中隔墙台阶法等。
①正台阶上下两部分步开挖法
将断面分成上下两个台阶开挖，上台阶长度一般控制在1～1.5倍洞径，但必须在地层失去自稳能力之前尽快开挖下台阶，支护形成封闭结构。
若地层较差，为了稳定工作面，也可辅以小导管超前支护等措施。
一般采用人工和机械混合开挖法，即上半断面采用人工开挖、机械出碴，下半断面采用机械开挖出、机械出碴。
有时为解决上半断面出碴对下半断面的影响，可采用皮带运输机将上半断面的碴土送到下半断面的运输车中。
②正台阶分步开挖留核心土法
该法适用于较差的地层，上台阶取1倍洞径左右环形开挖，留核心土，用系统小导管超前支护、预注浆稳定工作面，用网构钢拱架做初期支护，拱脚、墙脚设置锁脚锚杆。
当隧道断面较高时，可以分多层台阶法开挖，但台阶长度不允许超过1.5倍洞径。
③中隔墙台阶法开挖
当工作面地层自稳能力较差，上台阶开挖后拱脚支撑在未开挖岩体上的自稳时间较短且开挖断面跨度较大时，可采用中隔墙台阶法（通常配合临时仰拱使用）。
通过中隔墙的分载作用，减轻两侧拱脚的压力，降低地表沉陷值，以确保施工安全。
采用中隔墙台阶法开挖时，上台阶开挖长度一般控制在1.5倍洞径内，并辅之以超前小导管注浆加固地层，留核心土环形开挖等措施。
由于中隔墙的限制，一般上台阶采用人工开挖，人工出碴至下台阶，下台阶采用机械开挖、机械出碴。
台阶开挖时应注意台阶长度要适当。
选用长台阶还是短台阶、微台阶，应根据两个条件来确定：其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；其二是上半断面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求。
还应注意解决好上、下半断面作业的相互干扰问题，尤其是短台阶干扰较大，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。
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。