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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。

台阶法施工工艺

台阶法施工工艺
台阶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。

⑴台阶法施工工艺流程图见图2
⑵工艺主要说明及要求
台阶长度必须根据隧道断面跨度、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。

适用范围：铁路客运单线、双线隧道Ⅲ～Ⅳ级围岩地段，Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法施工。

作业内容：施工测量、多功能台架就位、钻孔、装药、起爆、通风、出碴、支护。

在本标段的Ⅲ～Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖，在每一开挖循环中，利用风动凿岩机钻孔；出碴时，用挖装机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；上下台阶均采用风动凿岩机钻孔，人工安装锚杆及钢筋网挂设和喷混凝土施工。

钻爆均采用光面爆破技术，喷混凝土采用湿喷技术。

测量放线：测放中线、水平、所有炮眼位置；
多功能台架就位钻孔爆破：多功能台架就位、上下断面钻孔、装药、爆破；
排烟：爆破后，利用通风机排除炮烟；
出碴：采用用ITC312挖装机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；
初期支护：利用砼湿喷机在初喷一层混凝土封闭围岩后，相继施工上下部锚杆、挂网和喷混凝土作业，达到设计要求；
初期支护完毕，进入下一开挖循环。

图2 台阶法施工工艺流程图。

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。

台阶法

3）严格按设计要求施做超前支护，控制好超前支护外插角，严格按照注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。
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。

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。

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 3.2-01 施工正台阶法施工图 3.2-02 施工三阶法施工图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。

2、台阶法施工工艺工法