![铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南(试行)-部分-经规标准[2007]119号](https://img.doczj.com/img0f/0h0049gwv9xksc8pncl-f1.webp)
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铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南（试行）
经规标准[2007]119号
l 总则
1.0.1 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，制定本作业指南。
1.0.2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。
1.0.3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180 m。，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。
1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点：
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。
1.0.5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。
1.0.6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
2 施工准备
2.0.1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。调查结束后应编写施工调查报告。
2.0.2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。
2.0.3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。
2.0.4施工机械配备应满足正常施工要求。实施中，可根据施工进度要求分期、分批组织上场。
2.0.5 隧道施工机械配套应针对隧道大断面的特点，以实现机械化均衡生产为目标，配套的生产能力应为均衡施工能力的1．2～1．5倍。
3 施工工艺
3.1 施工工艺流程
3.1.1 三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤：
l 上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护；
2中、下台阶左右错开开挖，施做墙部初期支护：
3 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。
3.1.2三台阶七步开挖法的施工工艺流程见图3．1．2。
图3.1.2三台阶七步开挖法施工工艺流程
3.2 施工作业
3.2.1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。
3.2.2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。
3.2.3 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。
3.2.4三台阶七步开挖法施工步骤见图3.2.4--1，开挖透视图见．3.2.4—2，施工工序见图3.2.4—3。
图3.2.4-1施工步骤
图 3.2.4-3施工工序图
施工步骤：
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3~5米，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1.5米，开挖后立即初喷3~5cm砼。上台阶开挖失跨比应大于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°搭设锁脚锚杆，拱脚锚杆和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。
第2、3步，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3～5cm砼，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆，拱脚锚杆和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。
第4、5步，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3～5cm砼，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆，拱脚锚杆和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。
第6步，上中下台阶预留核心土：各台阶开挖分别开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧道开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
第7步，隧底开挖：每循环开挖进尺长度宜为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。
3.2.5三台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆（管）、钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。初期支护应在开挖后立即施作，以保护围岩的自然承载力，其施工工艺流程见
图3.2.5 初期支护施工工艺流程
1初喷混凝土封闭岩面：
1)初喷混凝土应在开挖后立即进行。
2)用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。
3)工作面滴水或淋水时，宜采用钻孔埋管做好引排水。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，通过添加外加剂、掺合剂改善混凝土性能，也可采用干喷形式快速封闭渗水岩面。
4)喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
5)喷射作业应分段分片依次进行，喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行，作业时应避免上部喷射回弹料虚掩拱(墙)脚；先找平凹洼部分，后喷射凸出部分，各部平顺连接。喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在1.0～2.0m，沿水平方向以螺旋形划圈移动。
2系统锚杆(管)、钢筋网施做应符合下列要求：
1)初喷混凝土后应及时施做锚杆，锚杆必须设置垫板。岩石隧道拱部系统锚杆必须带排气装置，采取沿锚杆孔进浆的施工工艺；黄土隧道系统锚杆按设计要求选用。
2)钢筋网可采用为φ8 mm或φ6 mm的HPB235钢制作，网格尺寸宜采用20 cm×20 cm～25 cm×25 cm，搭接长度应为1～2个网格，网片间采用焊接方式连接。
3)钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不应大于3 cm，钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于4 cm。
3安装钢架应符合下列要求：
1)拱部单元安装工序：放样确定钢架基脚位置一施做定位锚杆一架设钢架一布设纵向连接筋。
2)墙部单元安装工序：墙脚部位铺设槽钢垫板一施做定位锚杆一对应拱部单元架设墙部钢架单元一布设纵向连接筋。拱、墙部钢架单元宜采用栓接的方式连接。
3)加强钢架拱(墙)脚锁脚锚杆(管)施工，各台阶每单元钢架拱(墙)脚以上30 cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30。打设4根或4根以上锁脚锚杆(管)，锁脚锚杆(管)与钢架牢固焊接，锁脚锚杆直径不应小于22 mm，锁脚锚管直径不应小于42 mm，长度不得小于3．5 m，以控制基脚变形。
4)施工注意事项及要求：
①钢架拱(墙)脚应架设在稳固的基岩上或底部铺垫槽钢，以保证钢架基础稳固。安装前应清除基脚下的虚渣、虚土及杂物。
②钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5 cm，垂直度允许偏差为±2。。
③钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固，以增强钢架的整体稳定性。
④锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点，锁脚锚杆尾部宜加工成“L”形。钢架连接板应采用栓接牢固连接。
⑤钢架和初喷混凝土间有较大间隙时，每隔2 m应采用骑马或楔形垫块顶紧；钢架与围岩的间隙不应大于5 cm。
4 喷射混凝土厚度应符合设计要求，二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚宜为5～6 cm。喷射混凝土表面应平顺，无空鼓、裂缝、酥松，平整度宜采用2 m靠尺检查，允许偏差为侧壁
5 cm、拱部7 cm。
3.3仰拱施工
3．3．1 隧底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜控制在2—3 m。当仰拱施工滞后下部台阶开挖面30～40m时，应停止前方工作面开挖或短距离跳槽进行隧底开挖。短距离跳槽的次数不得多余3次，每次跳槽间隔不得大于10 m。
3．3．2隧底开挖后，应及时清除虚渣、杂物、泥浆、积水，立即初喷3～5 cm厚混凝
土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。
3．3．3仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为4～6 m，仰拱应采用浮放模板支架成型。仰拱混凝土应分段全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱施工缝和变形缝应设置止水带。仰拱表面应平顺，不积水。
3．3．4仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100％后允许车辆通行。仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅、不积水。
3．4监控量测
3．4．1监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业进行布点和监测，量测数据可运用工程类比法及时分析反馈，必要时应根据分析结果调整支护参数，以保证施工安全。
3．4．2量测项目可分为必测项目和选测项目。必测项目见表
3．4．2．选测项目可结合工程实际情况，按照《铁路隧道监控量测技术规程》的规定选取。
表3．4．2监控量测必测项目
注：Ho为隧道埋深；b为隧道最大开挖宽度。
3．4．3净空变化量测测点布置和初读数的读取应符合下列规定。测点、测线布置详见图
3．4．3。
拱顶观测点
隧
量测
基线
道
中
心
线
图3.4.3 净空变化测点布置
1 上部弧形导坑开挖并施做拱部初期支护后，布设拱顶下沉测点A和第一条净空量测基线B—B’，在3～6 h内取得初读数；
2 中台阶开挖并施做上部边墙初期支护后，布设第二条净空量测基线c—C’，在3～6 h 内取得初读数；
3下台阶开挖并施做下部边墙初期支护后，布设第三条净空量测基线D—D’，在3～6 h 内取得初读数；
4其他量测项目应在开挖后12 h内取得初读数，最迟不得超过24 h，且在下一循环开挖前完成；
5拱(墙)脚净空变化、拱顶、地表观测点应布设在同一断面，便于分析、比较。3．4．4各测点取得初读数据后，应按照位移速度和量测断面距开挖面距离选择量测频率(见表3．4．4)。当出现异常情况时，应加大量测频率。
表3．4．4量测频率
注：1 B为隧道开挖跨度；
2 当按照“位移速度”和“量测断面距开挖面距离”选择量测频率出现较大差异时，宜
取量测频率较高的实施。
3．4．5量测数据整理及位移一时间变化曲线绘制应符合下列规
定：
l量测数据整理时，应将原始数据按照大小顺序，用频率分布的形式显示出一组数据分布情况，进行数据的数字特征计算以及离散数据的取舍。
2绘制位移一时间变化曲线，通过回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。具体方法如下(如拱顶下沉)：
1)将量测数据输入计算机系统，绘制位移一时间变化曲
线(U—f曲线)，见图3．4．5；
(b)
注：％为拱顶最大允许位移值。
图3．4．5 位移一时间变化曲线示意
2)若u—f曲线如图3．4．5(a)所示趋于平缓，通过数据
处理或回归分析，可推算最终位移值，掌握位移变化
规律；
3)若卜￡曲线出现类似图3．4．5(b)所示情况，变形有
加快发展趋势，表明围岩和支护处于不稳定状态，应
停止前方开挖面掘进，加强支护。
3一般情况下，采用三台阶七步开挖法施工时，围岩与支护变形有以下规律：开挖中台阶时，A点和B—B’基线位移会发生突变，中台阶墙部初期支护施做完成后，变形趋于平缓；开挖下台阶时，A点和c—c’基线位移会发生突变，下台阶墙部初期支护施做完成后，变形趋于平缓；开挖隧底时，A点和D—D’基线位移会发生突变，仰拱初期支护施做完成，支护全环闭合后，变形趋于平缓。
3．4．6 位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护
极限相对位移按表3．4．6要求确定。
表3．4．6位移控制基准
注: 1 B为隧道开挖宽度；
2 Uo为极限相对位移值，可根据隧道的开挖宽度、埋深，按照不同的围岩等级，参照《铁路隧道监控量测技术规程》或通过工程类比确定。
3．4．7根据位移控制基准，可按表3．4．7分为三个管理等级。
表3．4．7 位移管理等级
注：U 为实测位移值。
3．4．8隧道位移管理应符合表3．4．8的规定。
表3．4．8变形管理
4施工控制要点
4．0．1 隧道进洞前应做好洞顶及洞口防排水系统。洞顶及洞口排水沟应铺砌，用砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。
4．O．2三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。
1初期支护应及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右，有条件
时应尽量缩短闭合时间；
2仰拱应超前施做，仰拱距上台阶开挖工作面宜控制在30—40 m，铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行；
3二次衬砌距仰拱宜保持2倍以上衬砌循环作业长度，但不得大于50m。
4．0．3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—5 m，宽度宜为隧道开挖宽度的l／3～l／2。
4．0．4三台阶七步开挖法施工应严格控制开挖长度，根据围岩地质情况，合理确定循环进尺，每次开挖长度不得超过1．5 m；开挖后立即初喷3—5 em混凝土，以减少围岩暴露时间。
4．0．5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。
4．0．6隧道周边部位应预留30 em人工开挖，其余部位宜采用机械开挖，局部需要爆破时，必须采用弱爆破，不得超挖。施工时应严格控制装药量，减少对围岩的扰动。
4．O．7 中、下台阶左、右侧开挖应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为2～3 m。
4．0．8钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。钢架应架设在坚实基面上，严禁拱(墙)脚悬空或采用虚渣回填。钢架应与锁脚锚杆(管)焊接牢固。
4．0．9隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。
4．O．10施工过程中可采用增加拱(墙)脚锁脚锚杆(管)、增设钢架拱(墙)脚部位纵向连接筋、扩大拱(墙)脚初期支护基础及增设拱(墙)脚槽钢垫板等增强拱(墙)脚承载力等措施控制变形。
4．0．1l 应加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施做时间，进行信息化施工管理。
4．0．12应完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱(墙)脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。当地层含水量大时，上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。必要时应配合井点降水等措施，降低地下水位至隧道仰拱以下，确保施工顺利进行。反坡施工时，应设置集水坑将水集中抽排。
4．O．13 隧道施工应加强洞内通风，作业环境应符合职业健康及安全标准。
黄土隧道 三台阶七步预留核心土开挖法工法 2010-8 山西中南部铁路通道公司筹备组
1 总则 1.0.1 为保证黄土隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，制定本工法。 1.0.2 黄土隧道三台阶七步流水开挖法根据围岩状况可分为三台阶预留核心土法、三台阶上导坑预留核心土法和三台阶不留核心土三种方法。本资料重点介绍三台阶七步预留核心土开挖法（以下简称“三台阶七步开挖法”），本工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。 1.0.3 三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。Ⅳ、Ⅴ级围岩地质主要有黄土、强风化岩层等，不适用条件有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）。 1.0.4 三台阶七步开挖法具有下列技术特点 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。 6 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，并能及时调整闭合时间，方便机械化施工，利于施工工序转换。 1.0.5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。 1
铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南（试行） 经规标准[2007]119号 l 总则 1.0.1 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，制定本作业指南。 1.0.2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。 1.0.3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180 m。，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。 1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点： 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。 1.0.5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。 1.0.6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 2 施工准备 2.0.1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。调查结束后应编写施工调查报告。 2.0.2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。 2.0.3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。
隧道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。下面就从技术特点、施工工艺流程等方面说明隧道三台阶七步开挖法。 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Φ108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
典型施工方案 工程名称：新建兰新铁路第二双线兰州至西宁段 站前工程LXS-3标段 典型施工项目：三台阶七步开挖法断面开挖 方案编制日期：2010年4月19日 方案报送日期：2010年4月20日 审批：编制： 2010年4月20日
目录 一编写依据 (2) 二、施工工艺 (2) 三、三台阶七步开挖法控制要点 (3) 四、质量保证措施 (6)
一编写依据 1、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》TZ214-2005 2、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号 3、《施工作业指导书》 4、施工设计图纸 二、施工工艺 IV级围岩较差、V级围岩较好地段采用三台阶七步法。开挖采用挖机开挖，人工或风镐配合修整，局部围岩较好部分采用浅眼松动爆破，严格控制装药量。三台阶七步开挖法施工施工工艺见图“V级围岩三台阶七步开挖法施工作业程序示意图”及图“V级围岩三台阶七步开挖法施工作业工艺流程图”。以下是本标段采用三台阶七步开挖法的施工段落：
第一步是上台阶开挖。弧形开挖拱部，预留核心土。核心土顶部距拱顶1.6~1.8m，两侧距边墙3.0m，核心土顶部留有3.0~4.0m长的平台。根据地质情况每一次掘进1~2榀钢架间距，最长不得大于2榀钢架间距。开挖、修整至设计轮廓后立即初喷3~5cm混凝土，及时铺设钢筋网、架设拱脚以上50cm 处，紧贴钢架两侧按斜向下倾角45°打设锁脚锚管，锁脚锚管于钢架采用U 形钢筋牢固焊接，锚、喷至30cm厚度。 第二、三步是中台阶开挖。应先开挖边墙一侧，再开挖边墙的另一侧，并错开2.0~3.0m的距离，避免上台阶的初期支护在同一位置是悬空。每侧每次开挖长度为1~2榀钢架间距，最长不得大于3榀钢架间距。开挖、修整至设计轮廓后立即初喷4cm混凝土，及时铺设钢筋网、架设钢架，在钢架墙腰以上50cm处，紧贴钢架两侧按斜向下倾角45°设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架采用U形钢筋牢固焊接，锚、喷至30cm混凝土。 第四、五步是下台阶开挖，同第二、三步中台阶开挖。 第六步是开挖中部上、中、下台阶预留核心土。 第七步是仰拱开挖。 隧道仰拱初期支护长度4.0~6.0m，施工仰拱二衬和仰拱填充混凝土。上台阶掌子面30~40m，施做二次衬砌。 三、三台阶七步开挖法控制要点 1.据隧道的水文地质条件，严格按设计要求做好超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，防止围岩松弛，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工，确保隧道施工安全。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，以确保安全。
1.4.3三台阶七步法 三台阶七步法施工工艺流程见图1-10、图1-11。 三台阶七步开挖法施工工艺流程图 图1-10 三台阶七步法施工流程图 图1-11 三台阶七步法横断面图
三台阶七步开挖工法工序说明 第一步： a.利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护； b.开挖①部，同时，每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚砼封闭； c.分部施作①部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚砼，架立钢架； d.施作锁脚钢管； e.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。 第二步： a.在滞后于①部2-3米后，左右交错开挖②、③部； b.喷5cm厚砼封闭掌子面； c.导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架，并设锁脚钢管； d.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。 第三步： a.在滞后于③部2-3米后，左右交错开挖④、⑤部； b.导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架； c.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度； 第四步：分台阶开挖⑥部。 第五步： a.在⑥部开挖15-25米后开挖⑦部； b.隧底周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架； c.复喷砼至设计厚度。 第六步：灌筑Ⅷ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施作)。 第七步：根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑拱墙衬砌(拱墙衬砌一次施作)。 三台阶七步法施工注意事项 （1）开挖应以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破，各分部平行作业，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，及时闭合成稳固的支护体系 （3）施工过程中应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。 （4）应完善洞内的临时防排水措施，防止地下水侵泡拱脚基础。
三台阶七步开挖法 l 总则 1.0.1 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，制定本作业指南。 1.0.2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。 1.0.3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180 m。，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。 1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点： 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。 1.0.5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。 1.0.6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 2 施工准备 2.0.1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。调查结束后应编写施工调查报告。 2.0.2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。 2.0.3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。 2.0.4施工机械配备应满足正常施工要求。实施中，可根据施工进度要求分期、分批组
张茅隧道三台阶七步开挖法施工技术 1 张茅隧道三台阶七步开挖法施工技术 一、概 况 我集团公司承建的郑西客运专线工程所承担的隧道施工主要工程量为隧道18座28.1km ；其中列为铁道部重点工程的有：张茅隧道8483m 、金银山隧道4004m 、交口隧道4012m ，下面谨以张茅隧道为例就隧道三台阶七步流水法施工的做法向各位领导做一简要汇报。 重点工程项目第一标段张茅隧道位于河南省陕县境内，起讫里程DK218+207～DK227+090，隧道全长8483m 。隧道分别于DK223+200、DK225+560、DK224+747线路前进方向右侧设置三个斜井，一号、二号斜井与线路平面夹角45度，三号斜井与线路平面夹角42.57度，一号斜井长246米，二号斜井长413米，三号斜井长108米。 本管段内的隧道所在区域大多为低山丘陵及黄土台源地貌，张茅隧道进口端DK218+630～DK222+300段属于低山丘陵地貌，地形较陡，地面高程630～860m ，相对高差200m 以上。 出口端 DK222+300～DK227+080段为黄土台源地貌，黄土冲沟发育，多呈“V ”字型，地形切割冲刷严重，地面高程640～740m ，相对高差约100m 。 二、总 则 1、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。 2、三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180m 2，是根据以往大断面隧道施工及郑西客运专线张茅隧道施工的经验确定的。该方法适用Ⅳ、Ⅴ级围岩，地质主要有黄土、强风化岩层等，如张茅隧道为Q 2老黄土（进口为强风化安山岩），不适用条件有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）。 3、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 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，方便机械化施工，利于施工工序转换。适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。
三台阶七步开挖法 （中铁二十一局集团第四工程有限公司） 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。
&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n-上部初期支护 皿、w-中部两侧初期支护4、5-下部两侧开挖 7-仰拱开挖皿-仰拱初期 支护呱-仰拱及填充混凝土2、3-中部两侧开挖 V、W-下部两侧初期支护 6-1、6-2、6-3-上、中、下核心土开挖
三台阶七步开挖法施工工艺流程图
到底什么是隧道三台阶七步流水作业法 隧道三台阶七步流水作业法,似乎不讲隧道三台阶七步流水作业法不足以体现施工水平，其实真正的施工水平是根据隧道围岩、断面，灵活选择隧道施工方法，而不是只会一种方法，或者将隧道三台阶七步流水作业法看作是万能的，适合于各种围岩和隧道断面，这显然是不合理的。而事实上某些隧道所发生的问题正是应用了流水作业法。实际上隧道三台阶七步流水作业法是上世纪九十年代，几位隧道先辈勇于探索隧道施工技术的成果，它具有当时的社会、技术、管理、设备等背景的。据我了解，中铁十二局集团于2001年十二月在深圳召开隧道技术研讨会，在本次会上分别由十二局二公司的李永亮工程师和雷军工程师就靠椅山隧道技术总结，提出七步开挖作业法和七步平行流水作业法的概念，但这两个概念是有差别的，李永亮工程师所提七步开挖作业法是指拱部上台阶1步，中台阶左、右、中3步，下台阶左、右、中3步，以上共七步。而雷军工程师所提七步平行流水作业法是指拱部上台阶1步，中台阶左、右2步，下台阶左、右2步，仰拱1步，二次衬砌1步，以上共七步。从隧道施工技术原理讲，所谓隧道分步重点指从拱部首先开挖到初期支护闭合成环之前隧道开挖以及支护步骤，开挖与支护合算一步。这样看李永亮工程师所提七步开挖作业法由于仰拱未包括在内，技术原理上有缺陷，而雷军工程师所提七步平行流水作业法相对来说较为合理，也符合实际施工情况，只是在讲这个工法区别于其它工法如CD 法、CRD法时，二次衬砌不宜包括在内。而李永亮工程师所提七步开
挖作业法之中、下台阶分三步开挖（即中、下台阶预留核心土）与施工实际不符，技术上也不需要在这个部位预留核心土。所以，按照目前的技术要求来讲，应为隧道三台阶六步流水作业法，而非七步。而且隧道三台阶六步流水作业法只在隧道围岩正常的情况下应用，当遇到特殊地质如浅埋、偏压、断裂、穿越结构物等时，应采取顺序作业法而非流水作业法。当前有一种现象：隧道采用三台阶法施工出现了问题，就否定三台阶法，实际上是流水作业造成的问题，而非三台阶的问题，新奥法22条原理中讲，隧道分部越少越好，这是从应力状态和隧道稳定的角度讲，从施工角度讲，三台阶法可以应用大型施工机械，可提高作业效率，当然可以使支护更及时。应用三台阶法的关键就是按照新奥法原理的三大支柱来抓质量、安全。 在现场常听到一些不妥的提法，如三台阶+临时仰拱法、三台阶+预留核心土法，这就如讲：我要买一双带鞋底的鞋一样，临时仰拱、拱部核心土本就是三台阶法的必要组成。之所以出些这些不妥当的提法，实质是对新奥法的基本原理、隧道施工的基本技术不了解。
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，
隧道三台阶七步开挖法作业指导书 一、总则 1、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。 2、三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100~180㎡，是根据以往大断面隧道施工的经验确定的。该方法适用Ⅳ、Ⅴ级围岩，地质主要有砂岩、砂岩夹泥岩等；不适用条件有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）。 3、三台阶七步开挖法具有下列技术特点： （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)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，方便机械化施工，利于施工工序转换。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。 二、施工准备 1、在采用三台阶七步开挖法施工前，查阅大量设计文件和资料，结合三台阶七步开挖法的特点，按照隧道的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书，并进行详细的施工技术交底，对作业人员进行岗前培训和安全教育，从事特殊工种的作业人员持证上岗。 2、根据施工进度要求，施工机械、人员分期、分批组织上场。针对大断面隧道的特点，人员和施工机械配套如下表： 根据隧道施工情况分析，单作业面施工作业人员配备见表3.2.1，并可根据施工现场情况及时调整。
三台阶七步开挖法 I总贝卩 1.0.1为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提 高施工进度，制定本作业指南。 1.0.2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。 1.0.3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100?180 m。，具备一定自稳条件的W、V 级围岩地段隧道的施工。 1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点： 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。 1.0.5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。 1.0.6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 2施工准备 2.0.1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。调查结束后应编写施工调查报告。 2.0.2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。 2.0.3采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前 培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。 2.0.4施工机械配备应满足正常施工要求。实施中，可根据施工进度要求分期、分批组
洞身开挖施工方案 一、编制依据 ⑴《岢临高速公路施工图设计文件》及相关文件纪要 ⑵《隧道工程施工技术规范》（JTJ 042-94） ⑶《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 二、工程概况 下王家隧道位于兴县康宁镇下王家村至麻子塔村之间的山体内，从西北向东南穿越较大的黄土梁。隧道洞门处埋深为0-9米，刷坡及进洞时须严格按照监控量测要求量测，同时采取一定工程措施，保证洞口安全和安全进洞。 三、施工工期 计划开工时间：2012年 6月 15日 计划完工时间：2012年 7月 20 日 四、施工人员 施工负责人：X X X 技术负责人：X X X 质检负责人：X X X 试验负责人：X X X 现场施工员：X X X 测量负责人：X X X 安全负责人：X X 普工：25名 五、机械设备的配置 机械设备应结合隧道施工工期要求进行合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。 隧道洞身开挖施工主要机械配备表 序号名称规格型号数量使用周期备注 1 挖掘机CAT320 1台洞身施工期 2 挖掘机PC220 1台洞身施工期 3 装载机ZL50 1台全施工期侧卸1台全施工期正铲 4 自卸汽车15T 3台全施工期 5 轻型汽车工具车1台全施工期临时运输 6 变压器630KVA 1台全施工期 7 抽水机13KW 6台全施工期 11 风动凿岩机YT-28 60台全施工期 六、施工方案
1、 三台阶七步开挖法的施工工艺流程见图1 图1 三步七台阶开挖法施工工艺流程 2、三台阶七步开挖法施工步骤见图2，开挖透视图见3，施工工序见图4。 施做仰拱填充 测量放样 超前支护 上部弧形导坑开挖，施做初期支护 左右错开开挖中台阶，施做初期支 左右错开开挖下台阶，施做初期支开挖上、中、下台阶预留核心土 分段开挖隧底，施做初期支护 施做仰拱 断面检查 否 围岩参数评判、修正支护参数
三台阶七步开挖施工工法 中铁十二局集团有限公司第二工程公司：赵华锋 一、前言 大断面软岩隧道施工中，传统的施工方法有双侧壁导坑法、CD法、CRD法等，这些施工方法进度慢、工效低、存在一定的局限性，如：限制了大型施工机械的使用，基本靠人工开挖，工效低、速度慢，难以满足客运专线工期要求；拆除临时支护时，正洞初期支护会因突然卸载而出现大的变形，存在安全风险；各分部开挖面循环衔接性差，相互干扰大，施工质量得不到充分保证；临时支护反复拆除，成本投入大等。而目前国内大断面软岩隧道施工中，我们往往会面临以下问题：对工期紧迫性的要求，需组织快速施工；工程水文地质复杂，可变性大，须选择一种能适应地质变化而迅速过渡的施工方法；能较大限度地发挥大型施工机械的优势，以求最佳的施工进度；把长期施工实践所积累的作业习惯融合于施工方法中，做到高工效，易掌握，达到快速形成施工能力的目的等要求。 借鉴近几年大断面隧道施工的成功经验，规避传统施工方法的局限性，以加快隧道施工进度、保证隧道施工安全、提高施工质量为目的，提出了三台阶七步开挖法施工的工艺流程、施工步骤、控制要点、劳动组织、机具设备等，突出大断面软岩隧道开挖施工的技术特点，总结完善形成本工法。 二、工法特点 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、适用范围 本工法适用于开挖断面为100～180m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。 四、施工工艺 1、工艺原理 “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。
三台阶七步预留核 心土工法
黄土隧道 三台阶七步预留核心土开挖法工法 -8 山西中南部铁路通道公司筹备组
1 总则 1.0.1 为保证黄土隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，制定本工法。 1.0.2 黄土隧道三台阶七步流水开挖法根据围岩状况可分为三台阶预留核心土法、三台阶上导坑预留核心土法和三台阶不留核心土三种方法。本资料重点介绍三台阶七步预留核心土开挖法（以下简称“三台阶七步开挖法”），本工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。 1.0.3 三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。Ⅳ、Ⅴ级围岩地质主要有黄土、强风化岩层等，不适用条件有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）。 1.0.4 三台阶七步开挖法具有下列技术特点 1 施工空间大，方便机械化施工，能够多作业面平行作业。部分软岩或土质地段能够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。 6 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，并能及时调整闭合时间，方便机械化施工，利于施工工序转换。 1.0.5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。 1.0.6 采用三台阶七步开挖法进行黄土隧道施工除应符合本指南要求外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。 2 施工准备 2.0.1 施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其它与工程相关内容。调查结束后应编写施工调查报告。 2.0.2 施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。 2.0.3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，从事特殊工种的作业人员应持证上岗。 2.0.4 施工机械配备应满足正常施工要求。实施中，可根据施工进
大断面黄土隧道三台阶七步法施工工 艺
大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺 摘要: 结合西平铁路中咀一号隧道试验段施工。对大断面黄土隧道三台阶七步法开挖技术进行总结, 重点阐述了三台阶七步法开挖法的适用条件、施工工艺及具体的施工要点和技术特点。并详细述说了三台阶七步法开挖法的安全保证措施。该方法较好的解决了黄土隧道施工中的诸多技术难题, 且能充分利用开挖空间和大型施工机械, 干扰少, 速度快。 关键词: 西平铁路大断面三台阶七步开挖法施工工艺 1.工程概况 西安至平凉铁路始自西安市, 向西北经礼泉、乾县、永寿、彬县、长武及甘肃宁县、甘肃泾川等县至平凉市, 正线全长263.1公里, 其中陕西省境内线路长161.3公里, 投资约为50多亿元, 甘肃省境内线路长101.8公里, 投资约为20余亿元。 西平铁路为国家Ⅰ级电气化单线铁路, 设计时速120公里, 运输能力为货运量3000万吨/年, 单向客运量160万人/年。 西平铁路自陇海铁路茂陵站引出, 至平凉市崆峒区与宝中铁路平凉南站接轨, 连接陇海、宝中两条重要的铁路干线, 设26座车站。建成后的西平铁路运量大且货源集中, 兼顾部分省际交流及地方客货运输的铁路。建设工期4年。 位于第一标段的中咀一号隧道全长1162米, 整体南高北低, 周边冲沟发育, 切割深度50～200m, 小型冲沟较多, 大型冲沟在进出口各有一个。沟两侧坡面较陡, 沟内小型浅层高度滑坡、错落发育,
多有溜坍、坍塌。可见地质条件发杂多变, 施工难度大, 安全形势严峻都对进度产生严重影响。对按时交工造成压力。 2.施工方案的确定 黄土隧道工程地质较差, 施工断面大, 确立施工方案必须遵循以下原则: 重地质、管超前、短开挖、强支护、快封闭、早成环。主要开挖方法有CD法、CRD法、双侧壁导坑法、三台阶七步法等。 CD法是在软弱围岩大跨度隧道中分布开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法的一种, 采用自上而下分2～3步开挖隧道的一侧, 完成初期支护和中隔壁。待喷射混凝土达到设计强度等级的70﹪后, 进行另一侧的开挖及支护形成带有中隔壁支护的左右洞室; 最后拆除支护, 施作仰拱、仰拱填充及拱墙衬砌。 CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中, 采用自上而下分1～2步开挖隧道的第一侧上、中部, 完成初期支护, 施作中隔壁和横隔板; 待喷射混凝土达到设计强度等级的70﹪后, 进行第二侧的上中部开挖及支护, 施作中隔壁和横隔板; 最后依次开挖第一侧、第二侧的底部, 完成初期支护和中隔壁、临时仰拱, 形成带有中隔壁和1～2层水平支撑的网络状支护系统; 最后拆除支护, 施作仰拱、仰拱填充及拱墙衬砌。 双侧壁导坑法事先开挖隧道两侧的导坑, 并进行初期支护, 再分部开挖剩余部分的方法。 三台阶七步开挖时指在隧道开挖过程中分上中下和仰拱4部
三台阶七步开挖法施工标准工艺
三台阶七步开挖法 l 总则 1.0.1 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，制定本作业指南。 1.0.2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。 1.0.3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180 m。，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。 1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点： 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。 1.0.5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。 1.0.6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 2 施工准备 2.0.1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。调查结束后应编写施工调查报告。 2.0.2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。 2.0.3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训
大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺 摘要：结合西平铁路中咀一号隧道试验段施工。对大断面黄土隧道三台阶七步法开挖技术进行总结，重点阐述了三台阶七步法开挖法的适用条件、施工工艺及具体的施工要点和技术特点。并详细述说了三台阶七步法开挖法的安全保证措施。该方法较好的解决了黄土隧道施工中的诸多技术难题，且能充分利用开挖空间和大型施工机械，干扰少，速度快。 关键词：西平铁路大断面三台阶七步开挖法施工工艺 1.工程概况 西安至平凉铁路始自西安市，向西北经礼泉、乾县、永寿、彬县、长武及甘肃宁县、甘肃泾川等县至平凉市，正线全长263.1公里，其中陕西省境内线路长161.3公里，投资约为50多亿元，甘肃省境内线路长101.8公里，投资约为20余亿元。 西平铁路为国家Ⅰ级电气化单线铁路，设计时速120公里，运输能力为货运量3000万吨/年，单向客运量160万人/年。 西平铁路自陇海铁路茂陵站引出，至平凉市崆峒区与宝中铁路平凉南站接轨，连接陇海、宝中两条重要的铁路干线，设26座车站。建成后的西平铁路运量大且货源集中，兼顾部分省际交流及地方客货运输的铁路。建设工期4年。 位于第一标段的中咀一号隧道全长1162米，整体南高北低，周边冲沟发育，切割深度50～200m，小型冲沟较多，大型冲沟在进出口各有一个。沟两侧坡面较陡，沟内小型浅层高度滑坡、错落发育，多有溜坍、坍塌。可见地质条件发杂多变，施工难度大，安全形势严峻都对进度产生严重影响。对按时交工造成压力。
2.施工方案的确定 黄土隧道工程地质较差，施工断面大，确立施工方案必须遵循以下原则：重地质、管超前、短开挖、强支护、快封闭、早成环。主要开挖方法有CD法、CRD 法、双侧壁导坑法、三台阶七步法等。 CD法是在软弱围岩大跨度隧道中分布开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法的一种，采用自上而下分2～3步开挖隧道的一侧，完成初期支护和中隔壁。待喷射混凝土达到设计强度等级的70﹪后，进行另一侧的开挖及支护形成带有中隔壁支护的左右洞室；最后拆除支护，施作仰拱、仰拱填充及拱墙衬砌。 CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中，采用自上而下分1～2步开挖隧道的第一侧上、中部，完成初期支护，施作中隔壁和横隔板；待喷射混凝土达到设计强度等级的70﹪后，进行第二侧的上中部开挖及支护，施作中隔壁和横隔板；最后依次开挖第一侧、第二侧的底部，完成初期支护和中隔壁、临时仰拱，形成带有中隔壁和1～2层水平支撑的网络状支护系统；最后拆除支护，施作仰拱、仰拱填充及拱墙衬砌。 双侧壁导坑法事先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的方法。 三台阶七步开挖时指在隧道开挖过程中分上中下和仰拱4部分，以前后左右7个不同的开挖面相互错开同时开挖，然后分布同时支护，最后形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。其实质为台阶法的一种，拱部采用环形开挖预留核心土，利用核心土施压掌子面，中下部开挖也是先开挖两侧保持中部土体不动，其核心是保证掌子面稳定。 与三台阶七步开挖法相比，采用CD法、CRD法或双侧壁导坑法开挖，各
三台阶七步开挖法施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0108-2011 第五工程有限公司刘建萍 1 前言 1.1工艺工法概况 1995年，德国采用拱部、台阶和仰拱三层七部暗挖—复合衬砌技术开挖面积达265m2的最大的高速公路三车道隧道—恩格贝格山底公路隧道开始。1997年日本在修建神户鸣门线舞子隧道过程中，采用TBM、SlitDrill法与四(六)部中壁NATM机械开挖，三车道和停车带(四车道)开挖面积为148.33m2～186.51m2。在国内，2005年至2008年间，弧形导坑三台阶七步开挖施工工艺在黄土隧道Ⅳ级围岩地段得以成功的运用。该工艺规避了侧壁导坑法、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，方便机械化施工，利于施工工序转换，大大提高了施工效率。 1.2工艺原理 大断面黄土隧道施工按照“新奥法”原理。开挖后立即进行初期支护，保证在最短时间封闭围岩，及时完成仰拱，使型钢成环，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 2.1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弧形导坑三台阶七步开挖工法的各个步距要求。 2.2初期支护由钢拱架、钢筋网片、锚杆、锁脚锚管、超前小导管、喷射微纤维混凝土等组成。 2.3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。 2.4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 本工艺工法适用于土质围岩的大断面铁路、公路隧道深埋段（Ⅳ级围岩）施工。4主要引用标准
三台阶七步开挖法施工方案 一、目的 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，明确隧道三台阶七步开挖法的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖施工，特编制此施工方案；以便对于大断面的隧道开挖支护进行有效控制。 二、适用范围 XX隧道DK626+697~DK626+840段，共长143米。 三、原理及特点 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。 三台阶七步开挖法具有下列技术特点： 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。 四、施工方法 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。 1、工艺流程 三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤： （1）上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护； （2）中、下台阶左右错开开挖，施做墙部初期支护： （3）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。 流程图如下：