关于隧道“三台阶七步开挖法”的那些事儿
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
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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.
施工步骤
第4、5步 左、右侧下台阶开挖：开 挖进尺应依据初期支护钢架 间距确定，最大不得超过 1.5m，开挖高度一般为3～ 3.5m，左、右侧台阶错开 2～3m，开挖后马上初喷 3～5混凝土，准时进展喷、 锚、网系统支护，接长钢架， 在钢架墙脚以上30cm高度 处，紧贴钢架两侧边沿按下 倾角30°打设锁脚锚杆， 锁脚锚杆与钢架坚固焊接， 复喷混凝土至设计厚度。
施工步骤
第2、3步 左、右侧中台阶开挖：开挖 进尺应依据初期支护钢架间 距确定，最大不得超过 1.5m，开挖高度一般为3～ 3.5m，左、右侧台阶错开 2～3m，开挖后马上初喷 3～5混凝土，准时进展喷、 锚、网系统支护，接长钢架， 在钢架墙脚以上30cm高度 处，紧贴钢架两侧边沿按下 倾角30°打设锁脚锚杆， 锁脚锚杆与钢架坚固焊接， 复喷混凝土至设计厚度。
喷射砼作业
❖ ⑴ 二次复喷混凝土应分 层喷射，每层厚度宜为 5～6cm。
❖ ⑵ 喷射外表应平顺、无 空鼓、裂缝等 。
锁脚锚杆〔管〕施工
❖ 〔1〕在钢架拱脚以30cm高 度处，紧贴钢架两侧边沿按 下倾角30°打设锁脚锚杆 〔管〕。
❖ 〔2〕 锁脚锚杆〔管〕加工 成“L”型。
❖ 〔3〕锁脚锚杆〔管〕应与 钢架焊接坚固，增加拱〔墙〕 脚承载力，掌握变形。
超前支护
〔1〕 黄土隧道严格按设计 要求施作超前支护，超前小 导管沿线路纵坡布置于钢架 外缘。
〔2〕脆弱裂开岩石隧道严格 按设计要求施作超前支护， 超前小导管沿线路纵坡布置 于钢架外缘。
〔3〕严格按注浆工艺加固地 层，保证隧道开挖在超前支 护的爱护下施工。
初期支护
初喷砼封闭掌子面
❖ 脆弱围岩各步序开挖后 应马上初喷3～5cm厚 混凝土封闭，避开围岩 长时间暴露而导致失稳。
铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工技术
安山岩夹砂泥页岩 W4
2.1
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安山岩夹砂泥页岩 W3
2.3
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安山岩夹砂泥页岩 W2
2.7
0.5
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2
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灰岩
W2
2.6
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岩土力学指标表
岩性
黏质黄土 粗圆砾土 断层角砾 安山岩夹砂泥页岩 安山岩夹砂泥页岩 安山岩夹砂泥页岩 灰岩
状态
硬塑 中密
/ W4 W3 W2 W2
MPa 21 / / / / / /
摩擦 系数 临时 永久
边坡率 边坡率
0.3 0.4 0.4 0.35 0.5 0.6 0.6
1:0.75 1:0.75 1:0.75
1:1 1:0.75 1:0.3 1:0.3
1:1 1:1 1:1 1:1.25 1:1 1:0.5 1:0.5
进口段安山岩
出口段Q2黏质黄土
否
断面检查
满足 左右错位开挖中台阶，施作初期支护
左右错位开挖下台阶，施作初期支护
开挖上、中、下台阶预留核心土
分段开挖隧底，施做初期支护
施作仰拱
施作仰拱填充
围岩稳定性评判、 修正支护参数
“三台阶七步开挖法”开挖步骤图
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1
1
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1
1 核心土 6
H
h2
2
6-2
3
4
6-3
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用
三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用隧道工程是一项综合性很强的工作，需要综合考虑地质、地形、水文、气象等因素，制订合理的开挖方案，以保证施工安全和工期进度。
在浅埋软弱围岩大断面隧道中，由于地质条件的限制，隧道的开挖难度较大，因此需要采用相应的开挖方法。
本文将介绍一个在该类隧道中应用广泛的开挖方法——三台阶七步开挖法。
一、三台阶七步开挖法的原理和特点三台阶七步开挖法是指在隧道的侧壁分别开挖三个阶梯，每个阶梯分成七层，每层开挖一定的长度，以此逐步降低隧道的横截面积，控制隧道的变形量。
该方法可使隧道在开挖过程中保持稳定，减少因地质条件不良而导致的隧道塌方、滑动等事故发生，提高施工质量和效率。
该方法的特点如下：1. 逐层开挖，分阶段降低横截面积，控制变形量。
2. 降低隧道开挖的风险和安全隐患。
3. 适用于浅埋软弱岩体，使开挖过程中的应力得到充分释放。
1. 前期准备工作。
选择开挖面和断面，绘制隧道的平面图和纵断面图，确定三个阶梯的高度和宽度，确定每层的开挖长度。
同时还需要实施洞口支护、排水、通风等前期准备工作。
2. 开挖第一阶梯。
先在侧壁上开挖从底部到高度为第一阶梯高度的区域，再从该区域开挖第一阶梯的底部，依次向上逐层开挖，每层长度为设计值。
开挖顺序应遵循从高到低，从中间到两端的原则。
3. 开挖第二阶梯。
隧道的第一阶梯开挖完成后，再向上开挖第二阶梯的底部，按照同样的方式逐层开挖，每层长度为设计值。
5. 排水和通风。
在隧道开挖过程中，要及时排除积水和井水，保证施工场地干燥，尽可能提高施工效率。
同时，还要实施通风措施，保障施工人员的健康和安全。
6. 支护加固。
在开挖每个阶段的过程中，要随时观察围岩的变形情况，根据需要进行支护和加固，保障隧道的安全和稳定。
7. 完工验收。
当隧道开挖完成后，进行整体的检查和验收，确保工程质量达到设计要求，符合相关要求和标准。
优点：1. 这种开挖方法对围岩的变形和稳定性要求较高，相对来说较为安全，可以减少塌方和地面沉降的风险。
大断面黄土隧道三台阶七步
大断面黄土隧道三台阶七步开挖法施工工艺工法宋连东西安地铁三号线试验段2标项目部1.前言1.1工艺工法概况三台阶七步开挖法是指在隧道开挖过程中，分三个台阶七个步骤，以前后七步相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。
1.2工艺原理大断面黄土隧道施工按照“新奥法”原理，遵循“早预报、管超前、非爆破、短开挖、少扰动、严治水、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则稳步前进。
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。
开挖后应立即进行初期支护，保证在最短时间封闭围岩，及时完成仰拱，封闭成环，根据量测数据确定最佳二衬施工时间，尽早完成二衬施工。
2.工艺工法特点a.根据黄土隧道的断面尺寸、埋深和黄土的含水量等特性，并结合目前国内施工机械设备实际情况，经过不同步长工况下监控量测数据对比分析，形成了大断面黄土隧道三台阶七步开挖工法的各个步距要求。
b.初期支护由钢拱架、钢筋网片、锚杆、锁脚锚管、超前小导管、喷射混凝土等组成。
c.大断面黄土隧道采用新奥法施工，合理安排工序衔接，可加快施工进度，缩短工期。
d.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。
e.适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。
f.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。
g.采用监测信息化技术指导施工，使施工及成本始终处于受控状态。
3 适用范围本工艺工法适用于在黄土地区修建的大断面铁路、公路隧道、地铁隧道施工，对黄土地区修建的其他地下工程亦有借鉴意义。
4施工方法a.隧道开挖。
开挖时，采用人工配合挖掘机械的方式掘进，共分为上、中、下三台阶，上台阶长3～5m，中台阶长5～8m，下台阶长8～10m；每循环掘进上部0.8m安装型钢1榀，中部0.8m安装型钢1榀，下部1.6m安装型钢2榀；中部左右两侧掘进应错开2榀型钢，下部掘进应错开3榀型钢；掘进后应及时喷混凝土。
隧道三台阶七步开挖法施工技术安全管理经验交流
隧道三台阶七步开挖法施工技术安全管理经验交流在隧道开挖施工过程中，安全管理是至关重要的，确保工作人员的安全和工程的顺利进行。
基于我的经验，我想分享一些隧道三台阶七步开挖法的施工技术安全管理经验。
首先，我们要在施工前进行详细的技术交底。
确保每个施工人员都了解隧道开挖的具体步骤和安全措施。
同时，要对施工人员进行培训，提高其安全意识和操作技能。
其次，要设立合理的安全警示标识和设施。
在隧道施工现场，应设置明显的警示标识，包括禁止入内、安全帽必须佩戴等，以提醒施工人员注意安全。
另外，还要配备完善的消防设施，以防止火灾等事故的发生。
第三，要进行地质勘察和监测。
在隧道开挖过程中，地质条件是变化的，因此需要进行地质勘察，及时发现地质灾害隐患。
同时，还要进行隧道的监测，包括变形监测、松散圈监测等，及时采取相应的措施，确保隧道的安全。
第四，加强通风管理。
在隧道内部，空气流通是非常重要的，可以采用风管通风或机电通风系统，确保施工人员的安全和健康。
第五，要定期巡查和维护。
在隧道开挖过程中，要定期巡查施工现场，及时发现问题并进行处理。
此外，还要进行设备和设施的维护，保持其正常运行，防止设备故障导致的安全事故。
第六，要加强沟通与协调。
在隧道开挖的整个过程中，要与相关部门和工地负责人保持良好的沟通与协调，及时共享信息和解决问题。
只有做到信息畅通，才能有效地解决施工中的安全隐患。
最后，要建立健全的应急预案。
在施工中，难免会遇到突发情况，如地质灾害、事故等，因此需要提前制定应急预案，明确各种情况下应采取的紧急措施和救援步骤，保障人员的生命安全。
综上所述，隧道三台阶七步开挖法的安全管理至关重要，需要从施工前的技术交底、设立安全警示标识和设施、地质勘察和监测、通风管理、定期巡查和维护、沟通与协调以及建立应急预案等多个方面进行全方位的安全管理。
只有做好这些措施，才能确保隧道开挖施工的顺利进行，并最大程度地保障施工人员的安全。
隧道三台阶七步开挖法是一种常用的隧道开挖施工方法，其安全管理至关重要。
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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。
三台阶七步开挖法工艺流程图
施工作业
（1）采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应将超前地质预报纳入施工工序，并根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。
（2）采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应根据工程水文地质条件，
按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。
在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，超前支护应按设计要求进行加强。
（3）三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：
①以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；
②弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护；
③其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；
④仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；
⑤施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；
⑥完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
三台阶七步开挖法施工步骤
一、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1/3～1/2。
开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。
上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后应及时进行喷、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30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
二、左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，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3～5混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
三、左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，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3～5混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
四、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。
五、隧底开挖：每循环开挖长度宜为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。