三台阶七步法开挖
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.
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。
三台阶七步开挖法
三台阶七步开挖法
三台阶七步开挖法斯以弧形导坑预留核心土法为基本模式，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，平行推进的施工方法。
1、三台阶七步开挖法应以机械开挖为主，必要时铺以弱爆破。
各分步平行作业，平行施作初期支护。
各分部初期支护应衔接紧密，及时封闭成环。
2、仰拱应紧跟下台阶施作，及时闭合构成稳固的支护体系。
3、施工过程中应通过监控量测掌控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。
4、应完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
5、拱部超前支护完成后，环向开挖上台阶弧形导坑，预留核心土长度宜为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，上台阶开挖矢跨比应大于0.3。
6、中台阶及下台阶左、右侧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，开挖高度宜为3~3.5m，左、右侧台阶错开2~3m。
7、上、中、下台阶预留核心土开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。
8、仰拱循环开挖长度宜为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。
三台阶七步开挖法施工工序示意图
Ⅰ-超前支护1-上部弧形导坑开挖Ⅱ-上部初期支护2、3-中部两侧开挖
Ⅲ、Ⅳ-中部两侧初期支护4、5-下部两侧开挖Ⅴ、Ⅵ-下部两侧初期支护
6-1、6-2、6-3-上、中、下核心土开挖7-仰拱开挖Ⅶ-仰拱初期支护Ⅷ-仰拱及填充混凝土
拱墙二次衬砌
三台阶七步开挖法施工工艺流程图。
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。
隧道三台阶七步开挖法技术交底
隧道三台阶七步开挖施工技术交底编制单位:中交二公局贵广铁路工程指挥部第一经理部工序名称隧道三台阶七步开挖（适应于隧道正洞Ⅴ级围岩的开挖施工）日期1 隧道三台阶七步开挖施工1.1 工艺原理和特点隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。
洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。
先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后进入暗洞施工。
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”)是以弧形导坑预留核心土法为基本模式，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。
1.1.1三台阶七步开挖法具有下列技术特点：⑴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。
⑵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。
⑶适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。
⑷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。
⑸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。
1.1.2三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：⑴以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破，各分步平行开挖，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；⑵仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；Ⅴ级围岩I型加强复合式衬砌三台阶法开挖断面示意图图2 Ⅴ级围岩三台阶开挖断面示意图Ⅴ级围岩三台阶开挖施工工序示意图如图3所示图图3 Ⅴ级围岩三台阶七步开挖法施工工序示意图Ⅰ-超前支护；1-上部弧形导坑开挖；Ⅱ-上部初期支护；2、3-中部两侧开挖；Ⅲ、Ⅳ-中部两侧初期支护；4、5-下部两侧开挖；Ⅴ、Ⅵ-下部两侧初期支护；6-1、6-2、6-3-上、中、下部核心土开挖；7-仰拱开挖；Ⅶ-仰拱初期支护；Ⅷ-仰拱及填充混凝土；Ⅸ-拱墙二次衬砌1.2.3三台阶七步开挖法施工流程见“图4”。
三台阶七步开挖工法作业指导书.doc
三台阶七步开挖工法作业指导书中铁十三局集团有限公司施工过程控制标准化管理手册（隧道分册）三台阶七步开挖施工作业指导书编制：审核：批准：目录1•编制冃的 (1)2•编制依据 (1)3•适用范围 (1)4•作业准备 (1)4.1技术准备 (1)4.2外业准备 (1)5•技术要求 (1)5.1基本要求 (1)6•劳动力组织 (2)6.1劳动力组织方式 (2)6.2人员配置 (2)7•主要施工机具、设备 (2)8•施工工艺流程 (2)9•施工作业方法 (3)10.质量控制耍点 (3)10.1施工质量控制要点 (3)10.2施工质量验收标准 (4)□•安全耍求 (4)12•常见问题及处理方法 (4)12.1局部区域易出现超挖现象 (4)12.2拱顶剥落及两侧拱脚处少量滑塌 (4)13. 估算指标 (4)三台阶七步开挖施工作业指导书隧道分册三台阶七步开挖施工作业指导书1编制目的明确隧道三台阶七步开挖法施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺、质量标准，以指导、规范隧道洞身开挖施工作业。
2•编制依据2.1国家现行设计规范、施工规范、安全规程、验收标准和有关规定。
2.2相关设计文件。
2.3承发包合同，招投标文件、协议、纪要。
2.4现场调查的相关资料。
3•适用范围适用于新建铁路、公路隧道V级软弱围岩开挖施工。
4•作业准备4.1技术准备4.1.1开工前组织技术人员认真审核施工设计图纸和相关的设计文件, 澄清有关技术问题。
熟悉规范和技术标准；组织编制实施性施工组织设计并进行学习；制定施工安全保证措施；评估潜在风险，提出应急预案。
4.1.2在隧道开挖过程中，使用各种量测仪器和传感器对围岩与支护结构的工作状态进行测量，掌握隧道围岩与支护结构的工作状况和安全信，忖、O O4.1.3对施工人员进行技术交底，对施工人员进行上岗前的技术培训，考核合格后持证上岗。
4.2外业准备4.2.1在隧道开挖过程中，使用各种量测仪器和传感器对围岩与支护结构的工作状态进行测量，掌握隧道围岩与支护结构的工作状况和安全信息。
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三台阶七步开挖法是一种常见的隧道掘进方法，对于浅埋软弱围岩大断面隧道的开挖具有较好的适用性。
本文将介绍三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用。
一、三台阶七步开挖法的原理三台阶七步开挖法是以逆向顺序从顶部向底部进行施工的隧道掘进方法。
它采用了多级台阶开挖方式，每天开挖7步，每步开挖深度为1.2-2米，每台阶高度为1.5-2米，形成一个隧道截面。
该方法的主要特点是施工周期短，进度快，而且可以保证较好的掘进质量。
二、浅埋软弱围岩大断面隧道的特点浅埋软弱围岩大断面隧道是指埋深较浅，围岩属于软弱或较松散的岩体，隧道的断面较大的一种隧道类型。
这种类型的隧道施工难度大，有一定的安全隐患和技术难题。
因此，在掘进过程中必须考虑多方面的因素，如变形控制、支护选择等。
（一）变形控制在采用三台阶七步开挖法时，应根据不同的地质条件进行施工方案的设计。
对于浅埋软弱围岩大断面隧道，应适当增加支护措施，以保证变形控制，掘进速度不至于过快，从而导致地质灾害等安全问题。
（二）支护选择在浅埋软弱围岩大断面隧道的施工过程中，支护措施的选择对于隧道的稳定和施工进度都有着至关重要的影响。
合理选择支护形式可以减小变形量，加速施工进程，提高隧道的安全性和稳定性。
在三台阶七步开挖法中，常见的支护形式包括切口加钢筋网喷锚、钢帽梁+螺旋喷射桩、喷砂+锚杆等。
（三）掘进速度在掘进速度方面，三台阶七步开挖法可以根据实际情况适当调节。
对于浅埋软弱围岩大断面隧道，应尽量减缓掘进速度，保证支护的时效性和掘进质量。
采用该方法施工时，首先应根据地质情况和隧道断面的大小等因素进行施工方案的设计，根据设计方案进行掘进，确保支护材料及时到位，达到预期的支护效果。
四、结论。
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工程技术交底书
交底人：复核：审核：接收人：
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。