三台阶七步法开挖方案

一、目的

明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖施工，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。

二、编制依据

1.《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005） 2.《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号

三、适用范围

三台阶七步开挖方法适用于新建铁路客运专线双线隧道Ⅴ级围岩深埋、浅埋和Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段的正洞开挖施工。

四、三台阶七步开挖方法简介

Ⅳ、Ⅴ级围岩洞身开挖采用三台阶七步开挖法施工，是指在隧道开挖过程中，分七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，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，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。

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三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：

⑴以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；

⑵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；

⑶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；

⑷仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；

⑸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；

⑹完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。 五、三台阶七步开挖法施工工序

1、（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护

（2）弱爆破开挖1部，同时，每进尺1.2m～2m,Ⅴ级围岩地段掌子面喷5cm厚混凝土封闭，Ⅳ级围岩地段必要时设置。

（3）分部施作1部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架。

（4）施作锁脚钢管。

（5）钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

2、（1）在滞后于1部一段距离后，弱爆破左右交错开挖2、3部。 （2）弱爆破开挖1部，同时，每进尺1.2m～2m,Ⅴ级围岩地段掌子面喷5cm厚混凝土封闭，Ⅳ级围岩地段必要时设置。

（3）导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，施作钢架，并设锁脚钢管。

（4）钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

3、（1）在滞后于3部一段距离后，弱爆破左右交错开挖4、5部。 （2）导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，施作钢架。 （3）钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 4、分台阶开挖6部。 5、（1）开挖7部。

（2）隧底周边部分厚混凝土，施作钢架。 （3）复喷混凝土至设计厚度。

6、浇筑仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充应分次施作）。 7、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二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

六、三台阶七步开挖法施工注意事项

1、隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护，早封闭、勤量测”的原则。

2、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。

3、导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。

4、工序变化处之钢架应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。

5、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。

6、各步开挖循环进尺1.2～2.0m。预留核心土的长度在3m～5m为宜。

7、应注意开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定性，必要时应利用核心土体加设全断面环形临时支撑。

8、复合式衬砌段在施工时，须按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定浇筑二次衬砌的时机及调整支护参数。

七、隧道开挖和钻爆施工安全技术措施

掘进是隧道安全控制的最重要环节，由于隧道开挖断面大，施工时严格按设计图纸及施工组织设计采取合理的开挖方案，严格控制循环进尺，选择最佳的爆破参数，确保施工安全。

浅埋段、破碎带地段隧道开挖要采用机械开挖或浅孔控制爆破方法。爆破后加强监测，根据监测和地质情况及时调整爆破参数，保证爆破安全。

不良地质隧道先治水，短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌，稳步前进。

隧道通过可溶岩地段，施工中可能揭示溶槽、溶洞等，应查明溶洞、溶槽的影响范围，与隧道的关系及其性质，再进行处理，不得随意回填。同时，应加强溶洞段施工防护措施，确保施工安全。

配备足够的抽水设施，确保排水顺畅。

钻孔台车或凿岩机钻眼时，必须采用湿式凿岩，严禁在残眼中继续钻眼。

隧道爆破作业按《爆破安全规程》操作施工，洞内爆破时，必须统一指挥，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的地点，安全距离大于200米。

爆破后必须经过通风排烟，且至少相距15分钟以上，才准安全检查人员进入工作面。经过检查和处理确认安全后，其它施工人员才准进入工作面。

瞎炮处理必须经过通风排烟，且至少相距15分钟以上，才准安全检查人员进入工作面。经过检查和处理确认安全后，其他施工人员才准进入工作面。

瞎炮处理必须设立警戒区，瞎炮必须由原爆破手按规定处理。视情况确定具体处理方法：将引线或电线重新接好，再行起爆，严禁打残眼；在距瞎炮0.6m处打一平行炮眼诱爆，但必须注意岩层节理情况，在打眼地点不得有连通瞎炮的裂缝；安全妥善地取出堵塞物，重装药起爆。

爆破器材加工，应在远离洞口100m外的加工房中进行。 隧道掘进中，围岩量测是施工管理的主要环节。根据不同地质采取相应的安全技术措施。

隧道开挖后及时进行施工支护，围岩量测数据有变或喷混凝土表面开裂、地表出现裂缝时，要视为危险警告信号，必须立即通知施工人员撤离现场，待加固处理后再行施工。

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