铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工技术
各类围岩开挖方法
Ⅳ、Ⅴ级围岩1 开挖方法：Ⅳ（洞口段）、Ⅴ级围岩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。
三台阶七步开挖具体工艺流程见图1-1第一步、上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3~5m，宽度宜为开挖宽度的1/3~1/2。
开挖循环进尺应为Ⅴ级围岩上台阶开挖不得大于1榀钢拱架间距，Ⅳ级围岩上台阶开挖不得大于2榀钢拱架间距。
第二、三步、左右侧中台阶开挖：开挖进尺最大不得超过2榀钢拱架间距。
开挖宽度一般为3~3.5m，左右侧台阶错开2~3m，不得平行前进。
第四、五步、左右侧下台阶开挖：开挖进尺最大不得超过2榀钢拱架间距。
开挖宽度一般为3~3.5m，左右侧台阶错开2~3m，不得平行前进。
第六步、上中下台阶预留核心土，各台阶分别开挖后，及时施做仰拱初期支护，完成两个隧道开挖支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
第七步、隧底开挖每循环开挖进尺长度宜为2~3m,开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
2 验收标准2.1 主控项目隧道主洞开挖断面图见图1-2⑴隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
⑵隧道不应欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10cm，其他衬砌应小于5cm。
拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
⑶隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。
隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入断面应小于5cm。
⑷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。
⑸当隧底需要进行加固处理时，应符合设计要求。
2.2 一般项目⑴光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
三台阶七步开挖施工总结
隧道三台阶七步开挖法施工技术总结吴源隧道、下历窠隧道是由我公司在京福客专闽赣V标承建的两座隧道，隧道的进口及出口岩性主要为粉质黏土和全风化石英云母片岩，围岩级别属于V级围岩，施工难度大。
经过方案的比选分析最后决定采用三台阶七步开挖法施工。
一、三台阶七步开挖法施工特点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，分为上中下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护采用沿隧道纵向错开，平行推进的隧道施工的方法，它具有如下几个特点：（1）、施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。
部分软弱围岩及土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工作效率较高。
（2）、在地质条件发生变法时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工工法。
（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，利于开挖工作面的稳定。
（5）、当围岩变形较大或者突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可以尽快的调整封闭成环时间。
二、三台阶七步开挖法施工作业工序（1）、第1步，上部弧形导坑开挖，在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3—5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/1—1/2。
开挖循环进尺应根据围岩级别确定，最大不得超过2.0m，开挖后立即喷4cm混凝土。
上台阶开挖矢跨比用大于0.3，开挖后应及时进行并及时进行钢架架立、钢筋网挂设、复喷混凝土至设计厚度、打设系统锚杆并注浆，完成初期支护。
开挖采用人工配合挖掘机工配备10名作业人员，开挖人员8名（风镐手4名），挖掘机司机1名，工班长1名；配备挖掘机1台，风镐4台。
（2）、第2、3步，分左、右侧开挖中台阶：开挖进尺应根据围岩级别确定（V、Ⅵ级围岩开挖进尺1榀钢架间距，Ⅳ级围岩不得超过2榀钢架间距），开挖高度一般为3—3.5m，左右侧台阶错开2—3m，开挖后立即初喷4cm混凝土，并及时进行钢架架立、钢筋网挂设、复喷混凝土至设计厚度、打设系统锚杆并注浆，完成初期支护。
隧道三台阶七步开挖法施工技术
隧道三台阶七步开挖法施工技术一、背景介绍隧道工程是指在山体、水体、城市地下等区域开挖的道路工程。
在隧道工程中，施工难度较大，施工时间长，施工成本高等问题一直困扰着施工方。
目前，隧道工程中采用的开挖方法较多，其中，三台阶七步开挖法是一种较为先进的施工方法，其能够有效地降低隧道工程的施工难度，提高施工效率，减少施工成本，是隧道施工中常采用的方法之一。
二、三台阶七步开挖法介绍三台阶七步开挖法是指在进行隧道开挖时，将开挖提取分为七步进行，其中每三步分为一道台阶，具体步骤如下：1.第一步：掏假隧道在进行三台阶七步开挖法的施工前，需要将隧道口进行掏岩，开挖出一个假隧道。
掏假隧道的目的是为了确保施工的安全，同时也能够统计出开挖的具体范围。
2.第二、三、四步：首道台阶开挖出假隧道后，开始进行第一道台阶的开挖，包括三个步骤：•第二步：下部回填，这一步主要是为了增加隧道施工的自稳力，减少施工风险。
•第三步：顶部挖掘，将隧道顶部的岩体掏空，为第一道台阶的开挖打下基础。
•第四步：第一道台阶的开挖，将位于顶部的岩体进行开挖。
3.第五、六、七步：二、三道台阶完成第一道台阶的开挖后，开始进行第二、三道台阶的开挖，具体步骤如下：•第五步：上部回填，仍然是为了增加隧道的自稳力，降低施工风险。
•第六步：顶部挖掘，将第一道台阶的上部岩体掏空，为第二道台阶的开挖做准备。
•第七步：第二、三道台阶的开挖，将第二、三道台阶的岩体进行开挖。
以上即为三台阶七步开挖法的具体步骤。
三、优点分析三台阶七步开挖法在隧道施工中具有如下优点：1.提高施工效率采用三台阶七步开挖法进行隧道施工，可以将开挖提取分为7步，缩短开挖时间，提高施工效率。
2.降低施工难度三台阶七步开挖法能够有效地降低隧道施工难度，需要的施工人员、机械等资源相对较少，减少了施工难度。
3.减少施工成本由于施工难度和施工时间的减少，三台阶七步开挖法能够降低隧道施工的成本，具有经济效益。
四、存在问题三台阶七步开挖法在隧道施工中也存在一些问题：1.环境保护难度较大隧道开挖需要大量的岩石爆破，会对周边的环境造成影响，比如大量的噪音、塵土等会对周边环境和居民造成影响。
三台阶七步开挖法
在项目初期制定绿色施 工方案，明确环保目标 和措施，确保绿色施工 理念贯穿整个项目过程。
加强绿色施工管理
建立绿色施工管理体系， 对施工过程中的环保工 作进行全面管理和监督， 确保环保措施得到有效 执行。
推广绿色施工技术
积极推广绿色施工技术， 如预制装配式建筑技术 等，降低施工过程中的 环境影响，提高施工效 率和质量。
开挖顺序
先挖中间部分，后挖两侧， 保持开挖面的稳定。 Nhomakorabea支护措施
开挖后及时施作中期支护， 如钢拱架、钢筋网等，以 增强围岩的稳定性。
第三步：下台阶开挖
开挖方法
同样采用机械开挖为主，人工辅 助修坡的方式。
开挖顺序
从下至上分层开挖，注意与上、中 台阶的衔接。
支护措施
开挖后及时施作后期支护，如混凝 土衬砌等，确保隧道的长期稳定。
第一步：上台阶开挖
01
02
03
开挖前准备
进行地质勘察，确定开挖 边界和坡度，制定安全措 施。
开挖顺序
从上至下分层开挖，每层 开挖深度不宜过大，以保 证施工安全。
支护措施
开挖后及时施作初期支护， 如喷射混凝土、锚杆等， 以稳定围岩。
第二步：中台阶开挖
开挖方法
采用机械开挖为主，人工 辅助修坡的方式，确保开 挖面平整。
超前钻探
在隧道开挖前，通过钻孔取样和 测试，获取详细的地质资料和岩 石力学参数，为设计和施工提供
依据。
地质素描与编录
对隧道开挖过程中揭露的围岩进 行素描和编录，记录围岩的颜色、 成分、结构、构造等信息，为围
岩分级和支护设计提供依据。
爆破技术及其安全控制
光面爆破技术
通过合理布置炮眼和装药结构，使炸 药爆炸后，岩面保持平整，减少超挖 和欠挖现象。
“三台阶七步开挖法”在大断面浅埋土质隧道中运用
“三台阶七步开挖法”在大断面浅埋土质隧道中的运用【关键词】土质隧道三台阶七步开挖法施工技术1.工程概况天恒山隧道位于哈尔滨市道外区民主乡地界，是哈尔滨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。
建筑限界为净宽11.5m，净高5m。
普通断面开挖量为129㎡，紧急停车带加宽断面开挖面积达163㎡，属大断面隧道。
隧道最大埋深30m，标准断面跨度14.28m，高11.17m；加宽段跨度16.83m，高12.06m，按照目前常用的深浅埋分界方法，基本上可以将整条隧道定为浅埋型。
2.施工技术方案2.1施工方案的确定粘土具有地基承载力低、易变形塌方、遇水具有可塑性和压缩性较大等特点。
因此，施工中必须严格执行“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则，缩短台阶长度，初期支护尽快闭合成环，仰拱和衬砌及时跟进，及时形成稳定的支护体系。
项目部经过考察学习、专家方案论证决定采用“三台阶七步开挖法”施工，取得了较满意的结果。
2.2施工工艺流程在隧道施工过程中，结合喷射砼及时封闭开挖面，用超前导管支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动。
预留核心土支挡开挖工作面，有利于及时施作拱部初期支护以加强开挖面的稳定性，在初期支护的保护下左右错位开挖中、下台阶，并及时施作初期支护，初支及时封闭成环，并及时施作仰拱及回填混凝土。
2.2.1三台阶七步开挖施工工序图图1 三台阶七步开挖施工工序示意图2.2.2施工方法2.2.2.1超前支护利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
设计为超前小导管，钢管直径为ф50mm，长5.0m，间距40～80cm，外插角10～20°，首尾相接长度不少于1.0m。
采用水泥注浆，水泥－水玻璃体积比1：1，采用325普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，水玻璃浓度为25～30波美度，注浆压力0.5～5mpa。
台阶法技术交底
编号：
工程名称
厦深铁路广东段
施工合同段
XSGZQ－2标
单位工程名称
大南山隧道
施工单位
中铁隧道集团厦深铁路广东段工程指挥部进口工区
交底部位
三台阶七部法开挖
交底时间
2008年1月31日
交底内容：
一、铁路大断面隧道三台阶七部开挖法施工空间大，方便机械化施工。该法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。开挖断面考虑预留变形及施工误差进行适当扩大，V级围岩复合式加强衬砌断面及三台阶七步法开挖尺寸见图所示。
5、建立健全应急救援体系，制定完善的应急措施，在隧道内发生掉块坍塌时启动应急救援体系，确保把灾害损失降至最低程度。
四、进度保证措施
1、对明洞浅埋段施工的各个工序进行详细的分析,合理安排施工顺序、科学组织施工。
2、根据实际施工需要配齐各种机械设备和工具，特别是要配齐大型施工机具，提高机械化施工水平，保证施工速度，平时加强机械维修和保养，保证施工机具的完好率。
由环保工程师组织相关管理人员对施工可能对环境产生的危害进行分析，制定针对性的措施，并施工过程中监督实施。
施工便道晴天经常洒水处理，避免扬尘。
施工中产生的污水处理达标后，向指定的地方排放。控制施工注浆使用的水泥浆泄漏，并对进入隧道排水系统中的注浆废液做净化达标处理，避免浆液污染洞外居民的生活、生产用水。
2.1.2第2、3步：左右侧中台阶开挖：开挖进尺为1.5米，开挖高度为3.56米，左右台阶错开3米，开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角300打设Φ42注浆小导管，小导管与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
隧道三台阶七步法附图
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
1
6-23
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。
隧道出洞施工三台阶七步法
隧道出洞施工三台阶七步法按隧道新奥法施工的基本原理遵循“短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则，抑制围岩变形，按上中下三台阶法开挖出洞施工，最大限度地发挥围岩自身的承载能力。
隧道三台阶七步法掘进开挖施工中严格遵守：“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则。
三台阶法开挖的施工工艺和技术措施第一步：利用上一循环开挖支护时架立的钢架，施作小导管超前支护→进行①部弱爆破开挖→进行Ⅰ部导坑拱部初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第二步：滞后①→Ⅰ部导坑≥3~5m，进行②部弱爆破开挖→进行Ⅱ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架和临时钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第三步：滞后②→Ⅱ部导坑≥3~5m，进行③部弱爆破开挖→进行Ⅲ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第四步：滞后③→Ⅲ部导坑≥3~5m，进行④部弱爆破开挖→进行Ⅳ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第五步：滞后④→Ⅳ部导坑≥3~5m，进行⑤部弱爆破开挖→进行Ⅴ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。
第六步：滞后⑤→Ⅴ部导坑≥2~3m，进行⑥部弱爆破开挖核心土→进行⑥部弱爆开挖时，按照2~3m分⑥-1、⑥-2、⑥-3台阶分部开挖。
第七步：滞后⑥-3部≥3~5m，进行⑤部弱爆破开挖→进行Ⅵ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度→进行仰拱衬砌施工，其工作内容：根据设计如果有仰拱钢筋，先进行钢筋绑扎，立模浇筑仰拱混凝土→进行仰拱填充混凝土施工，其工作内容：根据设计如果有中心排水沟，先进行中心排水沟立模、待浇筑段端模立模后，浇筑仰拱顶填充混凝土。