隧道三台阶七步法演示总结

三淅高速XSTJ-2标项目部2012年12月高速公路隧道三台阶七步开挖法施工工艺培训材料1、后唐沟隧道工程概况2、三台阶七步法简介3、三台阶七步法施工工艺4、三台阶七步法控制要点三台阶七步开挖法主要内容后唐沟隧道位于西峡县西坪镇后塘村，与209国道相邻。隧道按双向四车道高速公路设计，车辆限界为10.25*5.0m，时速80km/h。左线起讫桩号为K6+256～K7+219，长963米，右线起讫桩号为RK6+241～RK7+282，长1041米。隧道进口洞口段为强风化石英闪长岩，结构松散，下部为中风化石英闪长岩，岩体较破碎，围岩级别为Ⅴ级，为洞口软弱围岩段。

1、后唐沟隧道进口工程概况三台阶七步开挖法(以下简称“三台阶法”)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、三台阶七步开挖法概况三台阶七步开挖法施工立体效果图2、三台阶七步开挖法概况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。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）。2、三台阶七步开挖法概况本隧道开挖断面较大，（正常段77.56m2含仰拱、72.25m2无仰拱，加宽段109.77m2含仰拱、96.88m2无仰拱，

），进口围岩级别为V级，穿越地层为强、中风化石英闪长岩，中粗粒结构，块状构造，围岩稳定性差，但洞口施做了一环Φ108超前大管棚支护右洞进口20m,左洞进口14m，因此，可以采用三台阶七步开挖法。2、三台阶七步开挖法概况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。2、三台阶七步开挖法概况三台阶七步开挖法技术特点：（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。2、三台阶七步开挖法概况三台阶七步开挖法原则：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。2、三台阶七步开挖法概况3.1施工工艺流程（1）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。3、三台阶七步开挖法施工工艺测量放样超前支护上部弧形导坑开挖断面处理、初支左右交错开挖中台阶、初支左右交错开挖下台阶、初支分段开挖隧底、初支施做仰拱、仰拱填充围岩稳定性评判修正支护参数三台阶七步开挖法工艺流程图满足断面检查

不满足3、三台阶七步开挖法施工工艺3.2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，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、三台阶七步开挖法施工工艺（3）三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；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；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；仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；3、三台阶七步开挖法施工工艺（3）三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：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；完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。3、三台阶七步开挖法施工工艺拱部超前小导管预注浆支护第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、三台阶七步开挖法施工工艺上1三台阶七步法-首次开挖工序展示（未示核心土）上1上2三台阶七步法-首次开挖工序展示（未示核心土）上1上2上3三台阶七步法-首次开挖工序展示（未示核心土）上1上2上3上4中1三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上6中3中1三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上6中3中1上7中4中2下1三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上6中3中1上7中4中2上8中5中3下1下2三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上6中3中1上7中4中2上8中5中3下1下2下1上9中6中4下3三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上6中3中1上7中4中2上8中5中3下1下2下1上9中6中4下2下3上10中7中5下4三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上6中3中1上7中4中2上8中5中3下1下2下1上9中6中4下2下3上10中7中5下4上11中8中6下5下3三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上6中3中1上7中4中2上8中5中3下1下2下1上9中6中4下2下3上10中7中5下4上11中8中6下5下3上12中9中7下6下4三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上16……中1上17中14中2上18中15……下1下2下1上19中16中14下2……上20中17中15下14上21中18中16下15……上22中19中17下16下14上23中20中18下17下15仰1三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）上1上2上3上4中1上5中2上16……中1上17中14中2上18中15……下1下2下1上19中16中14下2……上20中17中15下14上21中18中16下15……上22中19中17下16下14上23中20中18下17下15仰1上24中21中19下18下16三台三阶七三步法-首次三开挖三工序三展示（未三示核三心土三）三台三阶七三步开三挖法三的初三期支三护由三喷射三混凝三土、三锚杆三（管三）、三钢筋三网和三钢架三等组三成，三各部三分联三合受三力。三初期三支护三应在三开挖三后立三即施三作，三以保三护围三岩的三自然三承载三力。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺开挖清理岩面初喷混凝土封闭岩面施做系统锚杆，挂钢筋网安装钢架复喷混凝土至设计厚度量测三数据三分析三、反三馈初期三支护三施工三工艺三流程三图3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺（1）初三喷混三凝土三封闭三岩面三要求三：a、初三喷混三凝土三应在三开挖三后立三即进三行。b、用三高压三风自三上而三下吹三净岩三面，三埋设三控制三喷射三混凝三土厚三度的三标志三钉。c、工三作面三滴水三或淋三水时三，宜三采用三钻孔三埋管三做好三引排三水。三大面三积潮三湿的三岩面三宜采三用粘三结性三强的三混凝三土，三通过三添加三外加三剂、三掺合三剂改三善混三凝土三性能三，也三可采三用干三喷形三式快三速封三闭渗三水岩三面。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺（1）初三喷混三凝土三封闭三岩面三要求三：d、喷三射混三凝土三必须三满足三设计三强度三、厚三度及三其与三岩面三粘结三力要三求。e、喷三射作三业应三分段三分片三依次三进行三，喷三射作三业从三拱脚三或墙三脚自三下而三上进三行，三作业三时应三避免三上部三喷射三回弹三料虚三掩拱(墙)脚；三先找三平凹三洼部三分，三后喷三射凸三出部三分，三各部三平顺三连接三。喷三头应三与受三喷面三垂直三，喷三嘴口三至受三喷面三距离三宜保三持在1.三0～2.三0m，沿三水平三方向三以螺三旋形三划圈三移动。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺（2）系三统锚三杆(管)、钢三筋网三施做三应符三合下三列要三求：a、初三喷混三凝土三后应三及时三施做三锚杆三，锚三杆必三须设三置垫三板。三岩石三隧道三拱部三系统三锚杆三必须三带排三气装三置，三采取三沿锚三杆孔三进浆三的施三工工三艺；三隧道三系统三锚杆三按设三计要三求选三用。b、钢三筋网三可采三用为φ8m三m的HP三B2三35钢制三作，三网格三尺寸三宜采三用20三cm×20三cm，搭三接长三度为30三d（d:为钢三筋直三径）三，网三片间三采用三焊接三方式三连接三。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺（2）系三统锚三杆(管)、钢三筋网三施做三应符三合下三列要三求：d、钢三筋网三随受三喷面三起伏三铺设三，其三间隙三不应三大于3三cm，钢三筋网三应与三锚杆三、钢三架连三接牢三固，三且钢三筋保三护层三厚度三不应三小于4c三m。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺（3）安三装钢三架应三符合三下列三要求三：a、拱三部单三元安三装工三序：三放样三确定三钢架三基脚三位置三→施三做定三位锚三杆→三架设三钢架三→布三设纵三向连三接筋三。b、墙三部单三元安三装工三序：三墙脚三部位三铺设三槽钢三垫板三→施三做定三位锚三杆→三对应三拱部三单元三架设三墙部三钢架三单元三→布三设纵三向连三接筋三。拱三、墙三部钢三架单三元宜三采用三栓接三的方三式连三接。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺（3）安三装钢三架应三符合三下列三要求三：c、加三强钢三架拱(墙)脚锁三脚锚三杆(管)施工三，各三台阶三每单三元钢三架拱(墙)脚以三上30三cm高度三处，三紧贴三钢架三两侧三边沿三按下三倾角30。打三设4根锁三脚小三导管三，锁三脚小三导管三与钢三架牢三固焊三接，三锁脚三小导三管规三格：A42三mm三×4三mm三,长度4m，以三控制三拱脚三变形三。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺安装三钢架三施工三注意三事项三及要三求：①钢三架拱(墙)脚应三架设三在稳三固的三基岩三上或三底部三铺垫三槽钢三，以三保证三钢架三基础三稳固三。安三装前三应清三除拱三脚下三的虚三渣、三虚土三及杂三物。②钢三架安三装允三许偏三差：三钢架三间距三、横三向位三置和三高程三与设三计位三置的三偏差三不超三过±5c三m，垂三直度三允许三偏差三为±2°。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺安装三钢架三施工三注意三事项三及要三求：③钢三架应三与纵三向连三接筋三、锁三脚锚三杆焊三接牢三固，三以增三强钢三架的三整体三稳定三性。④可三采用三“U”形筋三将锁三脚小三导管三与钢三架焊三接牢三固，三“U”形筋三采用A22钢筋三加工三。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺⑤钢三架和三初喷三混凝三土间三有较三大间三隙时三，每三隔2m应采三用楔三形垫三块顶三紧；三钢架三与围三岩的三间隙三不应三大于5c三m。喷射三混凝三土厚三度应三符合三设计三要求三，二三次复三喷混三凝土三应分三层喷三射，三每层三厚宜三为5～6c三m。喷三射混三凝土三表面三应平三顺，三无空三鼓、三裂缝三、酥三松，三平整三度宜三采用2m靠尺三检查三，允三许偏三差为三侧壁5c三m、拱三部7c三m。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺3.三3仰拱三施工（1）隧底三开挖三应采三用半三幅施三工，三，每三循环三开挖三长度三宜控三制在4～6m。及三时施三工仰三拱，三仰拱三距掌三子面三距离三应控三制在30～40三m。（2）隧三底开三挖后三，应三及时三清除三虚渣三、杂三物、三泥浆三、积三水，三立即三初喷3～5c三m厚混三凝土三封闭三岩面三，按三照设三计要三求安三装仰三拱钢三架，三复喷三射混三凝土三至设三计厚三度，三使初三期支三护及三时闭三合成三环。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺3.三3仰拱三施工（3）仰三拱应三超前三拱墙三衬砌三，每三循环三浇筑三长度三宜为4～6三m。仰三拱表三面应三平顺三，不三积水三。（4）仰三拱填三充混三凝土三应在三仰拱三混凝三土终三凝后三浇筑三，浇三筑前三应清三除仰三拱表三面的三杂物三和积三水，三连续三浇筑三，一三次成三型，三不留三纵向三施工三缝。三填充三混凝三土强三度达三到5M三Pa后允三许行三人通三行，三达到三设计三强度三的10三0％后三允许三车辆三通行三。仰三拱填三充表三面坡三度应三符合三设计三要求三，应三平顺三、排三水通三畅、三不积三水。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺3.三4监控三量测（1）监三控量三测工三作必三须紧三跟开三挖、三支护三作业三进行三布点三和监三测，三量测三数据三可运三用工三程类三比法三及时三分析三反馈三，必三要时三应根三据分三析结三果调三整支三护参三数，三以保三证施三工安三全。（2）量三测项三目可三分为三必测三项目三和选三测项三目。三选测三项目三可结三合工三程实三际情三况。3、三三台阶三七步三开挖三法施三工工三艺4.三1隧道三进洞三前应三做好三洞顶三及洞三口防三排水三系统三。洞三顶及三洞口三排水三沟应三铺砌三，用三砂浆三抹面三，防三止地三表水三及施三工用三水下三渗，三影响三结构三安全三。4.三2三台三阶七三步开三挖法三施工三应做三好工三序衔三接。三工序三安排三应紧三凑，三尽量三减少三围岩三暴露三时间三，避三免因三长时三间暴三露引三起围三岩失三稳。4、三三台阶三七步三开挖三法施三工控三制要三点（1）初三期支三护应三及时三封闭三成环三，全三断面三初期三支护三闭合三时间三宜控三制在15三d左右三，有三条件三时应三尽量三缩短三闭合三时间三；（2）仰三拱应三超前三施做三，仰三拱距三上台三阶开三挖工三作面三宜控三制在30～40三m，铺三设防三水板三、二三次衬三砌等三后续三工作三应及三时进三行；（3）二三次衬三砌距三仰拱三宜保三持2倍以三上衬三砌循三环作三业长三度，三但不三得大三于50三m。4、三三台阶三七步三开挖三法施三工控三制要三点4.三3在满三足作三业空三间和三台阶三稳定三的前三提下三，应三尽量三缩短三台阶三长度三，核三心土三长度三应控三制在3～5m，宽三度宜三为隧三道开三挖宽三度的l/三3～l/三2。4.三4三台三阶七三步开三挖法三施工三应严三格控三制开三挖长三度，三根据三围岩三地质三情况三，合三理确三定循三环进三尺，三每次三开挖三长度三不得三超过1.三5m；开三挖后三立即三初喷3～5c三m混凝三土，三以减三少围三岩暴三露时三间。4、三三台阶三七步三开挖三法施三工控三制要三点4.三5严格三按设三计要三求施三做超三前支三护，三控制三好超三前支三护外三插角三，严三格按三注浆三工艺三加固三地层三，保三证隧三道开三挖在三超前三支护三的保三护下三施工三。4.三6隧道三周边三部位三应预三留30三cm人工三开挖三，其三余部三位宜三采用三机械三开挖三，局三部需三要爆三破时三，必三须采三用弱三爆破三，不三得超三挖。三施工三时应三严格三控制三装药三量，三减少三对围三岩的三扰动三。4、三三台阶三七步三开挖三法施三工控三制要三点4.三7中、三下台三阶左三、右三侧开三挖应三错开三，严三禁对三开，三左右三侧错三开距三离宜三为2～3m。4.三8钢架三应严三格按三设计三及规三范要三求加三工制三作和三架设三。钢三架应三架设三在坚三实基三面上三，严三禁拱(墙)脚悬三空或三采用三虚渣三回填三。钢三架应三与锁三脚小三导管三焊接三牢固三。4.三9隧道三超挖三部位三必须三回填三密实三，严三禁初三期支三护背三后存三在空三洞。三必要三时初三期支三护背三后应三进行三充填三注浆三，保三证初三期支三护与三围岩三密贴三。4、三三台阶三七步三开挖三法施三工控三制要三点4.三10施工三过程三中可三采用三增加三拱(墙)脚锁三脚小三导管