CRD工法及三台阶七步开挖工法的对比和改进_崔小鹏

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。

浅析三台阶七步开挖法在隧道开挖中的应用发布时间：2021-11-25T06:43:28.390Z 来源：《新型城镇化》2021年22期作者：谢自驹[导读] 三台阶七步开挖法是隧道开挖工法中很常见的一种开挖工法，在导坑开挖时需要预留有核心土作为基本的模式，分为上、中左右、下左右三个台阶，七个开挖的工作面，各个工作面开挖与支护是沿着隧道的纵向方向错开，即中台阶的左右边墙里程是错开的，下台阶的左右边墙里程也是要错开的，这样可以保证初期支护的稳定性，这是一种平行推进的隧道施工方法。

中铁二十三局集团第一工程有限公司山东省日照市 276800摘要：三台阶七步开挖法是隧道开挖工法中很常见的一种开挖工法，在导坑开挖时需要预留有核心土作为基本的模式，分为上、中左右、下左右三个台阶，七个开挖的工作面，各个工作面开挖与支护是沿着隧道的纵向方向错开，即中台阶的左右边墙里程是错开的，下台阶的左右边墙里程也是要错开的，这样可以保证初期支护的稳定性，这是一种平行推进的隧道施工方法。

关键词：核心土三台阶1 绪论1.1 选题依据背景三台阶七步开挖法的适用范围比较广泛，在当前隧道施工工法中属于很成熟的工法，主要可以适用于开挖大断面的掌子面，通常是根据以前隧道施工的经验来确定是否可以使用三台阶。

适用于IV级、V级围岩等围岩危险系数比较高的掌子面，地质主要有中风化砂岩，强风化粉砂岩，中风化砂岩夹泥岩等，不适合洞口浅埋段，两个洞距离为小净距的隧道。

2基本原理2.1核心理论2.1.1什么是三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法是分为三个开挖台阶和可以有七个工作面的一种隧道的开挖台阶法，多用于IV，V级围岩。

2.1.2台阶法作业的优势三台阶七步开挖法的优势主要是这几个方面：（1）施工的空间比较双侧壁导坑法大不少，方便了大型机械的施工，可以停放多台机械设备，可以多个作业面同时进行作业施工，部分软岩或土质围岩甚至可以采用挖掘机直接开挖，省时又省力，节约施工时间，工期进展较快。

三台阶七步开挖施工工法一、前言三台阶七步开挖施工工法是一种常用于土木工程的开挖施工方法，具有工艺简单、效率高、施工质量可控的特点。

本文将从工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面进行详细介绍，并充分满足本文的要求。

二、工法特点三台阶七步开挖施工工法是一种采用逐步向下挖掘的方式，可以确保开挖施工过程中的安全性和稳定性。

其特点包括施工周期短、工艺简单、成本低、施工质量易控制等。

三、适应范围三台阶七步开挖施工工法适用于土层稳定、不需要采取特殊支护措施的工程，如基础开挖、管道铺设等，可以提高施工效率。

四、工艺原理该施工工法通过合理控制挖土台阶的高度和采取逐步挖掘的方式，使得挖土面始终能够保持坡度合理、稳定可控，防止土体失稳和滑坡。

在实际施工中，需要根据地质条件和土层力学性质来确定地下水位、坡度、尺寸等参数，以确保施工的安全性和稳定性。

五、施工工艺三台阶七步开挖施工工法的施工过程包括以下几个阶段：1. 前期准备工作：确定挖土范围、划定挖土台阶的高度和宽度、搭建施工场地等。

2. 第一步挖掘：按照设计要求，从挖土面顶部开始向下挖掘，形成第一台阶。

3. 第二步挖掘：在第一台阶顶部开始，向下挖掘，形成第二台阶，并且保持两个台阶之间的坡度合理。

4. 第三步挖掘：在第二台阶顶部开始，向下挖掘，形成第三台阶，并且与前两个台阶保持稳定的连接。

六、劳动组织三台阶七步开挖施工工法需要组织合理的人员和协调的劳动安排。

施工人员应具备一定的工作经验和安全意识，合理分配任务，确保施工进程的顺利进行。

七、机具设备施工过程需要使用挖掘机、推土机、输送带、破碎机等机械设备。

挖掘机用于开挖土体，推土机用于平整开挖面，输送带用于土体的输送，破碎机用于针对特殊土体进行处理。

八、质量控制为保证施工质量，需要对施工过程进行严格的质量控制。

包括土体的稳定性监测、挖掘面的坡度控制、挖土台阶的尺寸控制等。

“三台阶七步开挖法”的运用大家现在所在的位置是老东山隧道进口掌子面，洞口离此有1650米，目前掌子面设计是III级围岩，变更为IV级围岩，掌子面岩性为泥岩、砂岩夹泥灰岩；断面为135m2；施工方法选择的正确与否，对于隧道施工而言至关重要，我们根据这个隧道的断面形式和地质特点选择了“三台阶七步开挖法”，下面我就这套施工方法做以下介绍。

1、正确认识和运用“三台阶七步开挖法”“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。

这种开挖作业法吸收了上下导坑法，侧壁导坑法，台阶法甚至全断面开挖法的内在特点，集各法之精髓而采用的新型施工方法。

优点：“三台阶七步开挖法”有三大优点分别是适用范围广、能够保证施工安全和进度。

首先是其适用范围比较广，这套方法对于复杂多变的地质结构、不同跨度和多种断面形式隧道，都具有很好的兼容性。

它可以很灵活地实现“岩变我变”，“软硬兼施”，迅速调整施工方法（细化）。

其次是可以保证安全；它可以将集中爆破演化为分散爆破，减少了对围岩的扰动，初期支护的全环封闭时间短（15天）；通过控制各工序步长关系，可以轻松实现隧道均衡施工。

另外是可以保证工期；它能够充分利用空间的错位和钻爆法施工的特点，参与大型机械的施工，人员和设备得到充分的利用，使每一次作业循环加快，工期得到保证（我们采用“三台阶七步开挖法”，Ⅳ级围岩施工速度可达到100～135m/月，Ⅴ级围岩施工速度可达到70～95m/月）。

核心：“三台阶七步开挖法”的核心是最大程度利用了时间和空间。

2、如何运用“三台阶七步开挖法”实现隧道施工的高产今天来到现场的有很多施工单位的项目经理，大家可能关心更多的是如何运用这套方法实现隧道高产，因为这样可以带来经济效益。

下面我就从两个方面来讲述；首先从方法上讲；“三台阶七步开挖法”让隧道实现了多工序、多工种、多作业面的立体交叉施工。

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.前言大断而软岩隧道施工中，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、存在一泄的局限性，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；齐分部开挖面循环衔接性差，柑互干扰大，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。

而目前国内大断而软岩隧逍施工中，我们往往会而临以下问题：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逍施工的成功经验，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，突出大断而软岩隧逍开挖施工的技术特点，总结完善形成本工二.工法特点1、施工空间大，方便机械化施工，可以多作业而平行作业。

部分软岩或上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而形式，初期支护工序操作便捷。

4、在台阶法开挖的基础上，预留孩心土，左右错开开挖，利于开挖工作而稳定。

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100-180m\具备一定自稳条件的N、V级用岩地段隧道的施工。

四、施工工艺1、工艺原理“三台阶七步开挖法S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而，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。

0引言深部地下工程软弱围岩在施工过程中极易引发持续大变形、大体积塌方等不良灾害，因此，有必要对其诱发机制进行研究，其中开挖方法是导致众多大变形灾害的一项重要因素。

隧道开挖过程中对围岩造成扰动，使围岩应力重分布，导致隧道出现坍塌、掉块、冒顶、持续大变形等不良问题，严重影响隧道施工安全性，合理的开挖方法对于软弱围岩隧道的安全稳定性具有重要作用，因此，急需寻找合适的隧道开挖方法。

针对开挖方法的选择，广大专家学者进行了大量研究，王伟锋[1]以广福隧道为例，采用FLAC 3D 模拟了全断面法、短台阶法、单侧壁和双侧壁导坑法四种工法下隧道围岩位移及塑性区的变化特点，进而选择合理的开挖工法，提高安全可靠性；汪小敏[2]以白炭坞隧道为例，采用数值模拟的方法研究了全断面开挖和上下台阶法对隧道围岩变形的影响；王树仁[3]研究了高地应力软岩隧道导硐式扩刷开挖与全断面开挖的变形效应并进行比对分析，优化了开挖方案，并得到了现场验证；孙欢欢[4]针对炭质板岩隧道，运用FLAC 3D 模拟了不同开挖方法影响下的地层变形规律，认为三台阶七部开挖法为最经济高效的开挖方法，该开挖方法下隧道围岩变形量、塑性区分布以及单元安全系数均在合理的范围内；耿招[5]采用FLAC 3D 对三台阶法和双侧壁导坑法的开挖过程进行了模拟，认为双侧壁导坑法更能有效控制围岩变形和塑性区发展；郭小龙[6]通过分析优化成兰铁路千枚岩隧道的开挖方法，认为应优化隧道断面，尽量采用大断面开挖。

隧道开挖方法直接决定了隧道施工的难易程度和安全可靠性，本文基于有限差分数值软件，选择CRD 法、三台阶七部开挖法和三台阶法3种不同的开挖方法建立数值计算模型，输出模拟结果，分析其位移变化规律，为开挖方法的选择提供理论指导。

1数值模拟1.1数值计算方法本文数值计算采用FLAC 3D 有限差分数值软件，它基于拉格朗日差分算法，能够准确模拟塑性流动、软化、屈服及大变形，在复杂的岩土工程数值分析中具备显著的优势，但其建模以及单元网格划分等问题中仍旧存在一定困难，为此，将不同开挖方法断面进行简化，并采用内置建模命令以及Extrusion 网格拉伸工具进行合理建模，以模拟动态施工。

三台阶七步法在V级软弱围岩隧道施工中的应用分析作者：韩连涛来源：《科技视界》 2013年第27期韩连涛(青海省公路建设管理局，青海西宁 810008)【摘要】本文以在建的长拉山隧道为实例，对隧道V级软弱围岩施工工艺（CRD法与三台阶七步法）进行对比分析，确定三台阶七步法施工在V级软弱围岩中应用的可行性，为隧道尤其是V级软弱围岩所占比例较大的隧道施工提供参考依据，提高隧道施工的安全性和经济性。

【关键词】V级软弱围岩段；安全性；经济性0 概述按照国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类：分为极小断面隧道（2～3m2）、小断面隧道（3～10m2）、中等断面隧道（10～50m2）、大断面隧道（50～100m2）和特大断面隧道（大于100m2）。

本文主要针对断面面积在80～130m2内的隧道进行讨论，研究此范围内隧道V级软弱围岩地段施工工艺。

目前，隧道V级软弱围岩段设计常用的施工方法为CRD法（交叉中隔壁法），该施工工艺经过多年实践运用，已然成为较为成熟的施工工艺，具有安全系数高，支护稳定的特点，但此工艺存在施工进度缓慢及工程投入较大的弊端，这点在V级软弱围岩所占比例较大的隧道尤为明显。

三台阶七步法施工为近年采用较多的施工工艺，在原有分部开挖的基础上，进行了创新，施工进度较快，工程机械设备投入相对较少，但在支护的整体稳定性上尚需提高。

在建的青海S309线多杂公路长拉山隧道工程，采用二级公路标准，按照单洞双向行驶设计，单洞跨度10m，断面面积95m2，隧道长度2400m，洞口海拔高度为4493m，属于高寒公路隧道。

隧道进出口段V级软弱富水围岩段长度320m，此段施工对工程进度影响较大，是前期施工的重难点之一，所以有必要进行施工工艺的对比分析，确定最佳施工方案，以加快工程进度。

１施工工艺简介实际施工中，进口开挖采用CRD法施工，出口开挖采用三台阶七步法施工，根据施工实际需求，配备足额的人员、机械、设备，使进出口均保持正常施工状态，保证对比分析数据更加真实有效。

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。

地铁区间CRD法与台阶法施工工法比选分析作者：岳阳来源：《中国新技术新产品》2015年第06期摘要：本文以青岛地铁2号线李村站～李村公园站区间左右人防段为研究对象，对台阶法与四部CRD法施工方案进行比对与分析。

关键词：人防段；四部CRD法；台阶法；比较与分析中图分类号： U456 文献标识码：A1 工程概况青岛市地铁二号线一期工程李村站～李村公园站区间（以下简称“李李区间”）设计全长646.833m，隧道埋深19～21m，其施工工法为钻爆法。

区间左右线各设一处人防段，人防段长度均为9.5m，埋深约19.5m；围岩地质主要为中、微风化花岗岩，围岩级别为Ⅳ级围岩，围岩稳定性较好；地下水类型主要为基岩裂隙水。

李李区间隧道左右线人防段分别采用四部CRD 法和上下台阶法施工。

2 CRD法和台阶法施工2.1 四部CRD法施工。

CRD法又称交叉中隔壁法，其施工步序为先开挖隧道一侧的Ⅰ部，施作部分中隔壁和横隔板，当Ⅰ部贯通后开挖隧道的Ⅱ部，完成中隔壁和横隔板施工，Ⅱ部贯通后再开挖最先施工一侧的Ⅲ部，并延长横隔板，最后开挖Ⅳ部。

四部CRD法施工步序图如图1所示。

人防段设计参数：宽×高为9.3m× 9.6m；超前支护采用单排φ42（L=3.5m，t=4mm）超前小导管，纵环向间距1.5m×0.4m；初期支护采用格栅钢架（钢架间距0.5m）+φ25×5中空注浆锚杆（间距1.2m×1.2m）+单层钢筋网片（φ6.5）+C25喷射混凝土（25cm）；中隔壁采用工16工字钢拱架（拱架间距0.5m）+φ25中空注浆锚杆（间距1.2×1.2）+单层钢筋网片（φ6.5）+C25喷射混凝土（25cm）。

2.2 台阶法施工。

台阶法施工步序为先开挖上台阶，施作初期支护，开挖3～5m后开挖下台阶，施作初期支护。

台阶法施工步序如图2所示。

台阶法设计参数：宽×高为6.3m× 6.62m；超前支护采用单排φ42（L=3.5m，t=4mm）超前小导管，纵环向间距1.5m×0.4m；初期支护采用格栅钢架（钢架间距0.5m）+φ25×5中空注浆锚杆（间距1.2m×1.2m）+单层钢筋网片（φ6.5）+C25喷射混凝土（25cm）。

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适用于浅埋软弱围岩大断面隧道的施工方法。

在这种方法中，隧道的开挖过程可以分为七个步骤，每个步骤都有特定的施工操作和监测措施。

第一步是地表预开挖。

在这一步中，先进行地表开挖，将软弱围岩的表层去除，以便
后续的施工。

第二步是上一台阶的开挖。

在这一步中，根据设计要求将上一台阶的围岩开挖。

第五步是当前台阶的支护。

在这一步中，对于当前台阶开挖后的围岩进行支护，以确
保隧道的稳定性。

在三台阶七步开挖法中，每个步骤都需要严格控制施工质量，并进行实时监测，以确
保隧道的安全性。

常用的监测技术包括支护结构的应变测量、围岩的位移监测、地下水位
的监测等。

这些监测数据可以帮助施工人员及时发现问题并采取相应的措施进行修复。

三台阶七步开挖法在浅埋软弱围岩大断面隧道中的应用具有一定的优势。

它不仅可以
减小围岩开挖的变形，提高施工效率，同时也能够确保隧道的稳定性和安全性。

在实际施
工中，需要根据具体的工程条件和设计要求进行合理的调整和控制，以达到最佳的效果。

浅谈三台阶七步法与CD法施工的优缺点作者：安鑫鑫来源：《南北桥》2018年第03期【摘要】本文主要介绍三台阶七步开挖法在鹤大高速公路二道岭隧道左洞貫通中起到的作用，并通过与CD法相比较，证明三台阶七步开挖法工艺在Ⅴ级小净距围岩中的成功应用，同时避免了CD法拆除临时支护及受力转换而造成的各种不安全因素，并且便于组织机械化施工。

【关键词】三台阶七步开挖法 CD法隧道施工优缺点小净距中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2018.03.2001 二道岭隧道小净距V级围岩情况及方案确定二道岭隧道出口围岩主要为风化混合花岗岩，岩体主要为碎石壮的镶嵌结构岩，极易坍塌，拱底多为黏土和黄土。

地下水为基岩裂隙水，隧道开挖过程中会出现滴水及渗水，雨季会出现线流壮出水。

在工期考虑上为了保证隧道的节点贯通时间，除考虑的冬季持续施工，同时也避开本地6-7月的雨季时间。

在方案比选过程中我单位经过多次方案研讨，通过三台阶七步法与CD法的综合比较，最终确定了三台阶七步流水作业法的可行性。

在开挖过程中采用人工配合挖机并采取部分位置爆破的方式。

2 工艺简介2.1 三台阶七步开挖法工艺简介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3个台阶开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工作业方法。

该方法适用于开挖断面为100～180㎡，具有一定自稳能力的Ⅳ、Ⅴ级围岩，应用地层主要有黄土、砂砾土、碎石土以及强风化岩层等。

2.2 CD开挖法工艺简介CD法又称中隔壁法，先分部开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再分部开挖另一侧的施工方法。

CD法适用于浅埋及比较软弱的地层，而且是大断面隧道的开挖。

CD法是在用刚支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法。

3 三台阶七步开挖法工艺流程三台阶七步开挖法施工工艺流程为：上台阶超前支护→上台阶分部开挖（初喷）、初期支护（锁脚锚管、系统锚杆、复喷混凝土）→中台阶左、右侧交错开挖→混凝土初喷，施作钢架、锁脚锚杆→施作系统锚杆后复喷混凝土→滞后左右交错开挖下台阶两侧→混凝土初喷，施作钢架→施作系统锚杆后复喷混凝土→分台阶开挖核心部分及仰拱→仰拱混凝土初喷、钢架、复喷→浇注仰拱混凝土及填充→防排水及二次衬砌（监控量测是特别关键的一个环节，施工时必须严格控制）。

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4.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204）、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417）、《铁路工程测量规范》（TB10101）、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1）。

三台阶七步开挖法的施工工效管理作者：聂奎、王俊生1工程概况毛羽山隧道位于甘肃省宕昌县临江铺与龚家沟之间，出口端与乡村公路相连，沟口有212国道相连，交通较为便利。

隧道起讫里程：DK277+312—DK285+816，长8504m，为双线隧道。

隧道出口碎石土覆盖。

隧道左线出口1568.318m位于R=4500的曲线上。

隧道出口1616m为12.8‰的下坡段。

隧道洞身通过的底层主要为三叠系中统板岩、板岩夹灰岩，三叠系下统板岩。

隧道出口端坡顶覆盖有第四系全新统坡积细角砾土、洪积粗角砾土及碎石土，上更新统风积砂质黄土。

毛羽山隧道出口自进洞以来，围岩以板岩为主，岩层受区域地质构造作用影响，围岩破碎。

根据围岩情况，进洞方案采用三台阶七步法，施工至DK285+620及DK285+600处时，出现两次掌子面涌水塌方事故，给施工进度造成很大的影响，截止目前掌子面开挖施工完成280米，由于掌子面出水量较大，围岩较差，目前继续采用三台阶七步法开挖施工。

2施工组织情况掌子面围岩为Ⅳ级加强，拱架采用I18型工字钢，间距1榀/0.8m。

由于工序繁多，工序之间相互干扰，工序之间衔接不紧密，对整个工序循环造成很大的影响。

现将前期现场施工组织2个循环的时间统计如下：序号日期工序名称开始时间结束时间备注1 2009.11.20 开挖5：50 12：002 2009.11.20 出碴12：30 15：103 2009.11.20 测量放样15：30 16：304 2009.11.20 初喷16：40 17：205 2009.11.20 支护17：50 23：306 2009.11.20 喷浆23：55 3：507 2009.11.21 开挖4：30 10：408 2009.11.21 出碴11：25 14：509 2009.11.21 测量放样15：20 16：3010 2009.11.21 初喷16：40 17：3011 2009.11.21 支护17：55 22：4012 2009.11.21 喷浆23：05 2：30通过上表我们可以看出，工序循环交接上存在严重的脱节，因而浪费大量的时间，所以要想加快施工进度，减少每循环时间，首要问题是解决工序交接上的时间浪费。