三台阶法、台阶法施工作业指导书

台阶法、三台阶法开挖作业指导书

1、目的

指导隧道开挖施工作业。

2、适用条件及围

本作业指导书适用于******三标段隧道开挖施工。三台阶法适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩，台阶法适用于Ⅲ级、Ⅳ级围岩。

3、施工准备

3.1、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。根据钻爆设计布置好炮眼。

3.2、钻爆设计：岩石隧道开挖前，根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计。其容为：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。设计图包括：炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表。

3.3、根据施工设计图及定型图绘制开挖施工草图。施工草图上的中线、水平控制桩与现场放样桩点相对应。隧道施工为避免侵限，一般需将净空放大5cm，所以在绘制开挖草图时也将开挖轮廓尺寸放大5cm（底部不再放大）。而且还要根据实际，结合规要求，预留初期支护变形量5～8cm，即开挖轮廓线还要放大5～8 cm。

3.4、开挖作业照明安装，钻眼机具到位，高压风水管的连接。

3.5、做好洞、外排水系统，保证排水畅通。

3.6、规划弃碴场位置，布设出碴路线，出碴设备准备。

4、开挖

4.1、工艺原理及特点

4.1.1、台阶法

台阶法适用于双线隧道Ⅲ级、Ⅳ级围岩；施工时先开挖上半断面，待开挖到一定长度后再同时开挖下半断面，形成上、下断面同时并进的施工方法。将隧道断面分上下台阶开挖，爆破施工分两次进行，可以减小爆破对围岩的扰动，保护围岩，上半断面开挖后为下半断面的开挖创造临空面，降低炸药消耗，同时两台阶开挖可减小隧道开挖后的空间效应，初期支护能尽早施工，可充分发挥围岩的自稳、自承能力，获得安全的地下空间。

4.1.2、三台阶法

三台阶法适用于本区段隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩。将隧道分成三部分开挖，施工时先开挖上台阶，待开挖到一定长度后再同时开挖中台阶及下台阶，形成上、中、下三台阶同时并进的施工方法。将隧道断面分上中下台阶开挖，爆破施工分三次进行，可以减小爆破对围岩的扰动，保护围岩，上台阶开挖后中下台阶的开挖创造临空面，降低炸药消耗，同时三台阶开挖可减小隧道开挖后的空间效应，初期支护能尽早施工，可充分发挥围岩的自稳、自承能力，获得安全的地下空间。

4.2 施工工艺

4.2.1、台阶法

施工步骤是：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。横纵断面图如下：

横断面 纵断面

4.2.2、三台阶法

施工步序为：1开挖上台阶

2上台阶拱部初支 3开挖中台阶 4中台阶边墙初期支护和临时仰拱 5开挖下台阶和临时仰拱拆除 6下台阶初期支护，包括仰拱部位的初期支护，成环封闭 7二次衬砌。 4.3 、开挖方法

台阶法、三台阶法开挖采用新奥法施工原理，光面爆破。主要适用于双线隧道Ⅳ、Ⅲ级围岩开挖。因此在开挖过程中要根据实际围岩地质情况，合理选择开挖方法。并根据选定的开挖方法，进行爆破设计。

横断面

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4

2

3

1

纵断面4.3.1、爆破设计

台阶法、三台阶法开挖采用光面爆破。

台阶法开挖三级楔型复合掏槽眼布置图

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台阶法开挖炮眼布置图

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7说明:1、本图尺寸均以厘米计；

2、本爆破设计适用于客运专线双线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩开挖； 2、炮眼旁边数字表示雷管段数；

3、本设计根据以往爆破经验设计，实际施工过程中要根据爆破效果进行适当调整。

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Ⅲ级围岩台阶法光面爆破参数表

三台阶法开挖炮眼布置图

说明：

1、本图尺寸均以厘米计；

2、本图为Ⅳ级围岩三台阶开挖炮眼布置图；

、炮眼旁数字表示雷管段数；

、本钻爆图根据经验设计，在施工过程中应根据围岩地

质情况及爆破效果对爆破设计参数进行适当调整。

三级楔型掏槽眼布置详图

Ⅳ级围岩三台阶法光面爆破参数表

4.3.2、钻孔

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或者采用作业台车上钻眼。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重钻，经检查合格后方可装药爆破。

4.3.3、装药爆破

药卷在洞外专用加工房进行加工好后再进洞使用，按照爆破设计图正确装药及连接，装药及连接完后检查一遍确认与设计相符后进行爆破。特别是采用导爆素连线的，连线方向一定要与设计相符，为了保证连线的质量，可采用双向连线。爆破前将钻眼机具设备、风水软管、作业照明电灯及电线撤离工作面（电力起爆的电灯、电线在装药前撤离改用矿灯作业）。进行爆破时所有人员撤至安全地点。

4.3.4、装碴运输

上台阶用挖掘机翻碴，中、下台阶用挖装机装碴，自卸汽车运碴。形成挖—装—运作业线。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。

4.4 、支护

隧道各部开挖到位后，要及时施工初期支护。支护参数要根据设计围岩支护类型确定。开挖及支护工序组织要合理，当围岩较完整时，可先采取对开挖面进行初喷3~5cm厚混凝土，再继续开挖，让开挖和支护拉开一定距离，然后开挖支护同时进行，加快了施工进度，保证了工期。

4.5、监控量测

隧道开挖成型后要及时埋设监控量测点，进行监控量测工作。监控量测点的初始读数要在12小时获取，最迟不超过24小时。监控量测数据要及时分析整理，根据监控量测反馈信息，合理指导施工。为预留变形量、支护参数的调整，施工方法的改变提供技术依据。

4.6 、超前地质预测预报

要对隧道开挖面前方进行必要的超前地质预测预报。根据超前地质预报反馈的结果正确指导施工。地质预报方案详见“超前地质预测预报作业指导书”。

5、质量控制

采用台阶法、三台阶法开挖，由于开挖步骤比较多，工序较复杂，因此必须合理安排工序，才能保证施工规、有序进行，从而保证施工进度。

施工时，每开挖一步均及时施作喷锚支护、安设钢架。

各部分开挖时，钢架设计加工与开挖轮廓吻合，支护尽量圆顺，从而减小应力集中。

每一分部的开挖高度，台阶长度要根据设备、地质等情况适当调整。

施工中特别注意施工用水和隧道渗水的排放。由于工序多，施工用水和隧道渗水容易在边墙处汇集，浸泡拱脚基础，使其变软，从而造成初期支护和围岩的整体下沉。

台阶法开挖，将隧道断面分成二或三部，从而“减小”开挖断面，减小隧道断面效应，同时减小爆破对围岩的扰动，因此在施工中爆破必须注意药量控制，不能影响围岩的稳定造成很大破坏，同时注意加强初期的支护质量，