隧道开挖台阶法施工工序图
台阶法(三台阶法)开挖施工工艺
- 23 -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- 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。
台阶法
4）应加强监控量测工作，根据局量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施做时间，进行信息化施工管阶法施工方法
台阶法可根据地层条件、断面大小和机械配备情况合理选用。台阶法可分为上、下两部或上、中、下三部开挖等。晋祠隧道暗挖地段一般采用台阶法开挖，下穿一般建筑物和公路采取台阶法加临时仰拱法施工。
2、台阶法开挖工序图见图
3、台阶法施工
1）施工超前支护
利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф42 t=3.5mm小导管，同时施工导坑上部玻纤锚杆。
2）侧导坑开挖
根据现场地质情况，选择合适的开挖方式。每开挖完成一台阶施作初期支护。
3）型钢钢架闭合后，复喷混凝土至设计厚度。
4）拆除临时支护，施作防水系统及二次衬砌。
台阶法加临时仰拱法施工流程图
3、施工注意事项：
1）三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。
2）在满足作业空间和台阶稳定的前提下，应尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。
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。
2，上台阶超前下台阶5100.5m10.8m，开挖面积～以双线铁路隧道为例，隧道设计开挖高度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。
台阶法施工工艺
台阶法施工工艺一、工艺概述台阶法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。
适用于本标段隧道III级围岩的施工。
台阶法开挖施工台阶长度必须根据隧道断面、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，如围岩较差，台阶长度可缩短。
二、作业内容1、施工测量；2、凿岩台车就位；3、钻孔；4、装药；5、起爆；6、通风；7、出渣；8、支护。
三、质量检验标准（一）.隧道开挖断面的中线和高程必须符合施工图要求。
1、检查数量：每一开挖循环检查一次；2、检查方法：采用仪器测量。
（二）.隧道开挖必须严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部位（每lm2不大于0.1m2）侵入衬砌必须小于5cm。
拱脚和墙角以上1m内断面严禁欠挖。
1、检查数量：每一开挖循环检查一次；2、检查方法：采用自动断面仪等仪器测量周边轮廓面，绘断面与施工图断面核对。
（三）.洞身开挖必须核对地质，在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙的结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对施工图地质情况，判断围岩稳定性。
（四）.光面爆破或预裂爆破钻孔眼，必须根据钻爆设计图准确标示出钻孔位置。
钻孔时必须按钻爆设计要求严格控制钻孔的间距、深度和角度。
掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。
周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角必须符合钻爆设计要求，孔底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
1、检查数量：每一开挖循环检查全部掏槽眼和10%周边眼；2、检查方法：测量（五）.光面爆破的钻孔痕迹保存率，硬岩不得小于80%，中硬岩不得小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
1、检查数量：每一爆破开挖循环检查一次；2、检查方法：对照钻爆设计资料，观察、计数检验钻孔痕迹保存率。
四、施工准备（一）.编制施工工艺设计、工序质量控制设计和作业指导书；（二）.确定弃渣场的位置和范围；汽车运输道路的引入和其他运输设施的布置。
洞身开挖(台阶法)
三、施工步骤及说明
1、施工顺序
长台阶法共分3个开挖步骤，各个部位的开挖顺序见图1，其中下台阶左右两侧开挖顺序可以调换，但要注意控制开挖间距和层次。
技 术 交 底 书
编号：SD-PD-013
第1页共4页
单位工程
巴朗山隧道平导工程
分部工程
洞身开挖
分项工程
洞身开挖
编制依据
设计图纸及相关规范
交底内容
一、适用范围
巴朗山隧道进口主洞PK99+235~PK99+285段，该段设计衬砌类型为 级围岩浅埋复合式衬砌，长50m。
二、开挖方法及其工艺流程
本段洞身开挖施工工法，采用台阶法开挖。
（1）超前支护
超前支护已做单独交底，此处不再交底。
（2）开挖
利用上一循环架立的钢架施作隧道洞身纵向超前支护; 1-开挖上部土方;Ⅱ-施作上部初期支护。
3-开挖下部土方；Ⅳ-施做下部初期支护；Ⅴ-施作仰拱；6-填充仰拱混凝土；Ⅶ-施作拱墙二次衬砌。
人工配合机械沿开挖轮廓线由上向下开挖，并将松碴扒离掌子面，每次掘进1m。
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。
隧道开挖方法、的方案及支护方法
地下水发育的断层破碎带 或可能出现突水涌泥地段
大管棚施工工艺框图
注浆设计
测量定位 套拱施工
注浆参数试验
注浆配置 注浆设备就位调试
否
管棚机钻孔 安设大管棚
安设止浆塞
注浆 效果检查 合格 下一孔施工
管棚机就位
钢管φ108mm,厚6mm 中至中80cm
500 500
15#
20#
Байду номын сангаас
25#
钢管φ108mm,厚6mm
开挖界线
φ50mm锁脚钢管L=3m 壁厚3.5mm
超前砂浆锚杆
Ⅹ
I18横撑,C单元
单元 接头（三）
开挖界限
接头（一） 开挖界限
单元
隧 道 中 线 横撑， 单元
超前砂浆锚杆 单元
临时钢架
Ⅹ
I18横撑,C单元
定位系筋
锁脚钢管
开挖界限 单元
φ50mm锁脚钢管L=3m 壁厚3.5mm
Ⅸ
Ⅸ
Ⅸ
双侧壁导坑法施工工序横断面
施工准备 （含超前地质预报）
爆破设计
试验验证
测量放线
钻眼（深度不同）
药量计算
信 息
装药（药量不同）
反
馈
爆破
初喷后装碴运输
断面检查、爆破效果分析 良好
进入下一道工序
2、台阶法：分上下台阶开挖。
台阶法开挖施工工艺框图（Ⅳ级围岩）
施工准备 （含超前地质预报）
爆破设计
试验验证
上下台阶测量放线
测量放线
上台阶钻眼
中
线
喷15 厚 砼
临时钢架 开挖界线
开挖界线
Ⅴ
φ50 锁脚钢管 ＝3 壁厚3.5
隧道开挖施工方案(台阶法、预留核心土法与钻爆法结合)
隧道开挖施工中，坚持“岩变我变，因地制宜”的原则，采取合理的施工方案，确保施工进度及安全施工。
采用简易凿岩台架风枪钻爆作业。
开挖后必须及时支护，避免围岩长时间暴露，根据量测结果适时施作二次衬砌。
隧道围岩大部分Ⅳ、Ⅴ级，洞口段、断层破碎带地段及部分洞身浅埋地段为Ⅴ级，岩性主要为风化岩。
隧道开挖根据不同的围岩级别和隧道断面大小分别采用不同的开挖方法。
隧道按照新奥法原理组织施工，Ⅳ级围岩、Ⅲ停段采用台阶法施工；Ⅴ级、Ⅴ加强偏、Ⅴ加强围岩、Ⅳ停采用环形预留核心土法开挖，Ⅲ级围岩采用全断面开挖，风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，侧卸式装载机装碴，自卸车运送至弃碴场。
待隧道出口方向掘进施工20天左右，再向进口方向开挖掘进，统一指挥，同步施工，进、出口距离在100米内时，采取浅眼低药量控制爆破；以保证安全及避免双向对围岩的影响。
（1）台阶法Ⅳ级围岩及Ⅲ停段采用台阶法开挖，即将设计断面分两次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进。
施工工序见图11；施工工艺流程见图12。
施工要点：根据围岩条件，合理确定台阶长度，当顶部围岩破碎，施工支护须紧跟时，可适当延长台阶长度，减少施工干扰，以确保开挖、支护质量及施工安全。
台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，其中上台阶高度暂定为4.5m，并在开挖掘进过程中根据实际情况进行调整。
上台阶施工钢架时，应采用扩大拱脚或施做锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形。
下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。
当岩体不稳定时，应采取缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。
施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。
上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。
（2）环形预留核心土法环形预留核心土适用于Ⅴ级、Ⅴ加强偏、Ⅴ加强围岩、Ⅳ停。
施工工序见图13；施工流程见图14。
施工时，先对隧道拱部采用超前加固，然后分部开挖。
铁路隧道开挖工法
中隔壁法（CD法）
中隔壁法开挖方式
中隔壁法（CD法）
①
④
②
⑤
③
m 3~5 m 3~5 m 3~5 m 3~5
⑥
m 3~5 m 3~5
上：中隔壁法施工示意图 右：中隔壁法施工开挖
6、交叉中隔壁法 （CRD法、cross diagram） 将大断面分部分块开挖，环向初支步 步成环、纵向每步拉开短步序，一般适用 于Ⅴ～Ⅵ级围岩，围岩自稳性极差、浅埋、 洞口、下穿建构筑物等。 工法优点：步步成环，安全度高，可较 好地控制沉降。 工法缺点：工效低、进度慢、造价较施工
2、台阶法
隧道分两次或三次开挖，台阶 间控制一定距离，上下平行作业，
一般用在Ⅳ～Ⅴ级围岩。
施工要点： （1）根据围岩条件合理确定台阶长度和台 阶数量，台阶长度一般不宜超过1倍开挖洞径， 台阶高度根据地质情况、断面大小和施工机械 设备情况确定。 （2）上台阶施作钢拱架，必要时采用扩大 拱脚、锁脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初 期支护变形；下台阶施工时应保证初期支护钢 架整体顺接平直，螺栓连接牢固，钢拱架必须 落在实处，严禁悬空或落在虚碴上。 （3）下部施工时应采取措施，减少对上部 围岩、支护的扰动。
4、三台阶七步开挖法 在三个台阶上分七个工作面，以前后七 个不同位置相互错开同时开挖，然后分部及 时支护，形成支护整体。一般适用于黄土地 区。
施工要点： （1）做好工序衔接，尽量缩短台阶长度； （2） 隧道周边预留30厘米人工开挖，其 余采用机械开挖，局部需要爆破时，采用弱爆 破； （3）左右落底错开2～3米，严禁对开； （4）完善洞内排水 措施，严禁水浸泡拱 （墙）脚及在施工现场漫流。必要时配合井点 降水将水位降至仰拱以下。 （5）掌子面配备人员一般75人。