隧道台阶法施工工艺

- 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。

隧道爆破设计方案（台阶法）一、工程概述本合同段有四座隧道。

隧道区域处于构造剥蚀丘陵—低山地貌区，主要出第四系全新统残坡积碎石土、中元古武当山群片岩和上元古界震旦系上统灯组片岩。

本段内短隧道为Ⅳ、Ⅴ级围岩，中长隧道为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其中Ⅳ级围岩采用台阶法爆破开挖（Ⅴ级围岩主要采取人工配合机械开挖，不需要爆破）、锚、喷、格栅、网、初期支护，全断面复合式衬砌。

爆破方法采用光面爆破。

二、光面爆破的特点光面爆破施工，可以减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力，特别是在不良地质条件下效果更为显著，不仅可以减少危石和支护的工程量，而且保证了施工的安全；由于光面爆破使开挖面平整，岩石无破碎，减少了裂隙，这样可以大大减少超欠挖量。

据有关资料统计，光面爆破与普通爆破相比，超挖量由原来的15%～20%降低到4%～7%，不但减少出碴量，而且还很大程度的减少了支护的工作量，从而降低的成本，加快了施工进度。

根据公路隧道“新奥法”施工的需要和工程地质条件，结合施工现场实际情况，我标段的四座隧道中的Ⅲ、Ⅳ级围岩决定采用光面爆破施工。

三、光面爆破方案的确定目前，大断面隧道光面爆破施工有2种方法：一是预留光爆层法；二是全断面一次性开挖法。

根据施工现场的实际条件及围岩情况，本段隧道采用全断面一次性开挖法。

四、台阶法（Ⅳ级围岩）光面爆破设计方案（结合前文内容）1.光面爆破不偶合系数、装药直径公式：/k i D d d == 式中 D 一不偶合系数； dk —炮眼直径，mm; di —炸药直径，mm;a —爆生气体分子余容系数； P —爆生气体初始压力；cσ—岩石的三轴抗压强度；r —绝热指数，；在实际操作过程中，对于周边眼的药卷，我们采取将标准φ32mm 的2号岩石乳化炸药沿轴线对半切（相当于φ20mm ）。

这个数值与理论计算值相近，则实际周边眼不偶合系数D=dk/di =42/20=2.1，符合规范中软岩装药不耦合系数D=2.0-2.5的要求。

工程技术交底书
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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
16-23
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。

单线隧道微台阶开挖施工工法单线隧道微台阶开挖施工工法一、前言隧道工程是城市交通建设中重要的组成部分，随着城市交通的发展，隧道的建设越来越多。

在隧道的开挖过程中，为了确保施工质量和安全，需要采取合适的施工工法。

本文将介绍一种常用的隧道开挖工法：单线隧道微台阶开挖施工工法。

二、工法特点单线隧道微台阶开挖施工工法是一种逐台阶逐步开挖的方法。

其特点是具有灵活性、安全性和高效性。

通过分阶段开挖，可以减少工程量，提高施工效率，并且能够适应各种复杂地质条件。

三、适应范围单线隧道微台阶开挖施工工法适用于各种隧道工程，尤其适用于软土、黏土、砂土等地质条件较复杂的区域。

该工法可以有效地控制隧道开挖过程中的地质风险，降低对周围环境的影响。

四、工艺原理在施工工法与实际工程之间的联系，采取的技术措施如下：首先，根据设计要求和地质条件，确定隧道开挖的起点和终点，制定施工方案。

然后，根据设计要求进行隧道横断面的分块，将整个隧道划分为多个台阶，每个台阶的宽度和高度适应地质条件。

接下来，按照设计要求进行台阶的逐步开挖，每次开挖一个台阶的宽度和高度，同时进行支护，确保隧道的稳定性。

最后，完成所有台阶的开挖后，进行隧道的收尾工作，包括支护结构的加固和隧道内部设施的安装。

五、施工工艺在施工过程中，单线隧道微台阶开挖施工工法包括以下阶段：1. 准备工作：确定好施工方案，进行现场勘探，制定工程计划，安排劳动组织和机具设备。

2. 预制阶段：制作支护结构和设备，并预先施工厂内，以减少现场施工时间。

3. 开挖阶段：按照台阶的设计要求，逐步开挖台阶，并进行及时的支护和排水工作。

4. 支护阶段：在开挖完成后，对开挖面进行支护，包括喷射混凝土、钢筋网片等方式。

5.收尾阶段：进行隧道的后续工作，包括设备安装、幕墙施工等。

六、劳动组织在进行单线隧道微台阶开挖施工工法时，需要合理组织劳动力，确保施工任务按时完成。

这包括施工人员的数量和质量要求，以及协调各个施工阶段的工作进度。

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台阶法山岭隧道围岩软弱段(?、?级及土质)及城市地铁暗挖隧道(土层或土夹石)采用台阶法。

采用台阶法施工时，一般设有超前支护结构，施工时，根据围岩情况，采用钻爆法或人工开挖，施工后及时支护。

施工总原则是“管超前、短进尺、紧支护、早封闭、快衬砌”。

台阶法按上台阶超前长度分为长台阶法(台长50m以上)、短台阶法(台长5,50m)和微台阶法(台长3,5m)三种。

采用长台阶时，上下部可部署较大型设备平行作业，设备不足时，也可交替作业。

隧道较短时，可在上台阶贯通后开挖下台阶，施工干扰少，可进行单工序作业。

一、施工程序1.先施工拱部超前支护结构，完成注浆加固;2.开挖上台阶(全部开挖或留核心土);3.施工上台阶锚杆、钢筋网、钢架、喷砼;4.上台阶完成支护后，开挖核心土或开挖下台阶，并在两侧预留马口支撑拱部支护结构。

5.单侧超前开挖下台阶马口，并及时施工边墙支护结构成环;6.开挖并浇注仰拱;7.铺设防水层;8.全断面衬砌施工。

台阶法施工程序见图2-1、图2-2:【已链接，请单击】二、施工注意事项1.上台阶开挖前，先进行超前支护施工，保证施工质量，保障施工安全。

2.上下台阶开挖施工时，严格控制循环进尺，采用短进尺、弱爆破、多循环的方案。

3.支护施工紧跟开挖，拱部及边墙在开挖后及时进行。

4.上下台阶开挖支护完成后，根据监测情况，适时安排衬砌施工，确保安全。

5.下台阶开挖时，留设边墙马口，开挖分侧进行，单侧超前不少于10m，开挖后及时完成边墙支护结构，使全断面支护结构及早成环。

6.上台阶支护结构钢架两侧拱脚增设锁脚锚杆(管)，并在钢架上布设锚杆并于钢架焊接，防止在下台阶开挖时下沉。

7.施工中加强监测，可适当增加监测点及监测频率，及时反馈监测信息指导施工，作到动态控制。

三、施工工艺流程台阶法施工工艺流程见图四、施工循环时间台阶法施工循环时间表本表按一般公路隧道，上台阶采用1.小导管准备超前小导管施工2.浆液配制，注浆上台阶开挖1.锚杆、钢筋网准备上台阶支护2.钢架准备3.喷砼准备开挖核心土下台阶开挖监控量测1.锚杆、钢筋网准备下台阶支护数据处理2.钢架准备3.喷砼准备仰拱开挖浇注信息反馈防水层施工衬砌施工台阶法施工工艺流程。

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。

图3.2-01施工正台阶法施工图3.2-02施工三阶法施工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3.2.2 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。

爆破前所有人员，钻眼机具设备、风水软管、作业照明电灯及电线等施工器具应撤离工作面至安全区域。

隧道出洞施工三台阶七步法按隧道新奥法施工的基本原理遵循“短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则，抑制围岩变形，按上中下三台阶法开挖出洞施工，最大限度地发挥围岩自身的承载能力。

隧道三台阶七步法掘进开挖施工中严格遵守：“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则。

三台阶法开挖的施工工艺和技术措施第一步：利用上一循环开挖支护时架立的钢架，施作小导管超前支护→进行①部弱爆破开挖→进行Ⅰ部导坑拱部初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。

第二步：滞后①→Ⅰ部导坑≥3~5m，进行②部弱爆破开挖→进行Ⅱ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架和临时钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。

第三步：滞后②→Ⅱ部导坑≥3~5m，进行③部弱爆破开挖→进行Ⅲ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。

第四步：滞后③→Ⅲ部导坑≥3~5m，进行④部弱爆破开挖→进行Ⅳ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。

第五步：滞后④→Ⅳ部导坑≥3~5m，进行⑤部弱爆破开挖→进行Ⅴ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度。

第六步：滞后⑤→Ⅴ部导坑≥2~3m，进行⑥部弱爆破开挖核心土→进行⑥部弱爆开挖时，按照2~3m分⑥-1、⑥-2、⑥-3台阶分部开挖。

第七步：滞后⑥-3部≥3~5m，进行⑤部弱爆破开挖→进行Ⅵ部导坑边墙初期支护，其工作内容含：初喷4cm厚混凝土封闭，架立边墙钢架，挂钢筋网，接长焊接钢架周边纵向连接钢筋，施作系统锚杆和锁脚锚杆（管），复喷混凝土至设计厚度→进行仰拱衬砌施工，其工作内容：根据设计如果有仰拱钢筋，先进行钢筋绑扎，立模浇筑仰拱混凝土→进行仰拱填充混凝土施工，其工作内容：根据设计如果有中心排水沟，先进行中心排水沟立模、待浇筑段端模立模后，浇筑仰拱顶填充混凝土。