隧道开挖台阶法施工工艺流程图.doc
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。
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。
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。
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。
施工手册(洞身开挖-台阶法)
洞身开挖施工技术指导洞身开挖施工技术指导1、施工工序2、施工方法3、施工注意事项4、质检工艺流程、检查项目及标准5、工程质量通病防治洞身开挖施工技术指导（台阶法）1、施工工序台阶法：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。
适用于Ⅳ级围岩的中小跨度隧道和III级围岩的大跨度隧道；对于Ⅳ级围岩的大跨度隧道可采用上下台阶留核心土法开挖。
（2）（1）（5）（4）（3）（3）（1）a）横断面b）纵断面台阶法施工工序横断面及纵断面示意图施工顺序：1、上台阶开挖；2、上台阶初期支护；3、下台阶开挖；4、下台阶初期支护；5、全断面二次衬砌。
2、施工方法施工前做好相关准备工作，施工人员、机械设备、施工材料均已到位，除了凿岩机、钻机、挖掘机、装载机和自卸汽车等开挖出渣设备，还应将支护所需喷锚设备和材料准备好，确保开挖后及时支护；设计图纸有超前支护的，应先施工超前支护加固围岩，再进行洞身开挖。
开挖前，根据设计图纸，复核地质资料（由专业监控量测单位采集数据并出具超前地质报告），判断围岩级别是否与设计相符，并拍照留存；出现与设计不符的情况，应立即上报监理工程师，申请变更修改设计。
向作业班组进行书面交底，包括安全技术交底和施工技术交底，明确安全注意事项以及施工工序、规范标准等；测量放样出隧道中线、开挖轮廓线和高程，将数据书面交底给作业班组。
隧道洞身开挖前,应进行专门钻爆设计。
设计的内容应包括：炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等。
设计图应包括：炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。
钻爆设计还应根据工程地质、地形环境、开挖断面、开挖方法、循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑，并根据实际爆破效果及围岩变化情况分析各相关影响因素，及时调整爆破设计参数，确保爆破效果符合规范要求。
钻爆作业应按照钻爆设计进行，工艺流程图如下：钻爆作业工艺流程框图测量放样布眼：（1）钻眼前应定出开挖断面中线、水平线，用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线，并标出炮眼位置（误差不超过5cm）,经检查符合设计要求后方可爆破设计钻孔质量检查钻孔测量放线装药与堵塞连接起爆网络起爆通风爆破效果检验装药计算爆破材料准备网络检查设备警戒清理钻孔准备填充材料调整爆破参数钻眼；（2）当开挖面凸凹较大时，应按实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量，除掏槽眼外的所有炮眼眼底宜在同一垂直面上。
隧道台阶法施工工艺
3.2 台阶法开挖台阶法开挖就是将开挖断面分成两步或多步开挖，具有上下两个工作面（多台阶时有多个工作面），可分为正台阶法、三台阶法（七步流水、预留核心土）等。
图3.2-01施工正台阶法施工图3.2-02施工三阶法施工3.2.1 适用范围（1）两台阶开挖法一般适应于地层较好的Ⅲ、Ⅳ级围岩，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（D）以内。
（2）三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法指隧道开挖过程中，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，然后及时支护，形成支护整体，以缩小作业循环赶时间，逐渐向纵深推进的隧道开挖方法。
一般适用于黄土地区隧道施工，也可用于其它地区的Ⅲ～Ⅳ级围岩地段施工。
3.2.2 施工工艺流程（1）台阶法施工工艺流程图3.2.2 正台阶法施工流程图（2）三台阶七步开挖工艺流程图3.2.2 三台阶法施工流程图3.2.3 施工工艺（1）施工准备①施工测量放样：开挖前将控制开挖的中线、水平引至开挖部位掌子面，确定开挖轮廓（根据测得的围岩收敛数据分析得出需放大的净空值，设计一般有规定可供参考）。
②钻爆设计确定：炮眼的布置、数目、深度和角度，装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，凿岩机的台数安排等。
③开挖台车准备就绪，加固良好，防护安全。
④开挖作业照明安装，高压风水管的连接到位。
⑤机械、机具数量满足要求且状况良好。
⑥人员到位，且培训合格。
（2）钻孔作业钻眼前先检查开挖断面中线、水平和断面轮廓以及炮眼布置与设计相符后再进行钻眼。
钻眼采用人工作业台架上用气腿式风钻钻眼。
钻眼从上往下进行，避免在钻眼过程中掉下的石碴堵塞已钻好的孔眼。
炮眼钻好后用高压风进行清孔以及按炮眼布置图进行检查并作好记录。
不符合要求的炮眼要求重钻，经检查合格后方可装药爆破。
（3）装药爆破按照爆破设计图正确装药及连接，完成后检查、确认与设计相符后进行爆破。
爆破前所有人员，钻眼机具设备、风水软管、作业照明电灯及电线等施工器具应撤离工作面至安全区域。
三台阶七步法开挖
12 应完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。当地层含水量大时，上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。必要时应配合井点降水等措施，降低地下水位至隧道仰拱以下，确保施工顺利进行。反坡施工时，应设置集水坑将水集中抽排。
第6步，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。
第7步，隧底开挖：每循环开挖长度为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、三台阶七步开挖法初期支护：
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。
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碴、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±5cm，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。
13 隧道施工应加强洞内通风，作业环境应符合职业健康及安全标
安全保证措施：
在高于3m的架子上作业，必须拴安全绳。严禁在同一安全桩上拴几根安全绳和在一根安全绳上拴几个人。
进入施工现场的所有人员，必须戴安全帽。
各个作业面特别是与装、运作业面要相互错开，严禁上下重叠作业。
从事爆破、电力、高处起重等特种作业人员，各种机械的操作人员及机动车辆驾驶人员，经劳动部门专业培训和考试并取得合格证后，方能独立操作，并严格按照相应的技术操作规程操作。