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。
1 / 6 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，2 / 6 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。开挖采用人工配合挖掘机工配备6名作业人员，开挖人员4名（风镐手2名），挖掘机司机1名，工班长1名；配备挖掘机1台，风镐2台。
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：
三台阶法
铁路隧道⼤断⾯隧道三台阶七步
开挖法施⼯⽅案
第⼀章总则
⼀、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。
⼆、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”）是以弧形导道纵向错开、平⾏推进的隧道施⼯⽅法。
三、三台阶七步开挖法适⽤于开挖断⾯为100~180㎡，具备⼀定⾃稳条件的IV、V级围岩地段隧道的施⼯。
四、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。
五、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。
六、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。
第⼆章施⼯准备
⼀、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。调查结果应编写施⼯调查报告。
⼆、施⼯调查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。
三、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。
四、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。
五、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。
