隧道台阶法施工工艺

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1、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川、w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11.5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

2、隧道施工，也可用于其它地区的川W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卞濟立护 施工;i笛 杠頰混嫌上、锚杆、出适仰拱*抉墻舅台衬帧工評曲车阪位通凤排烟、帼调輕詁幄爺數下誹斷面钻眼丄即断面钻咆布冒炮愆诂燻设计地底:常稱超削支护图 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 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）。 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，

3、起爆方法和爆破顺序，凿岩机的台数安排等。 开挖台车准备就绪，加固良好，防护安全。 开挖作业照明安装，高压风水管的连接到位。 机械、机具数量满足要求且状况良好。 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

4、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。（4）装碴运输经专职人员检查爆破作业情况，检查合格后，通风 15 分钟以上进 行拉碴作业。常规情况下掌子面采用装载机装渣，大型自卸汽车运渣。施工过 程中首先要保证工作面的照明，以便于司机操作，同时也要保证装渣 及运渣设备处于良好状态，机械的装渣能力应与每次开挖土石方量及 运输车辆的容量相适应，运输道路平整通畅，在关健地段设置车辆调 度室，对进出车辆进行合理调配。施工区域显要位置设置安全警示标 识。3.2.4 施工顺序及控制要点3.2.4.1 施工顺序3.2.4.1.1 正台阶法施工图 3.2.4.1 正台阶法施工断面图（

5、1）开挖 1 部台阶：在拱部超前支护施工后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶。按规范要求控制循环进尺。开挖后立即初喷35cm 砼封闭，并架设钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。（2）开挖下台阶：上台阶施工至适当距离后，开挖 2 部下台阶， 开挖进尺控制在每循环 2 榀拱架间距（按规范要求），开挖后立即出 喷 35cm 砼封闭，并架设钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统 锚杆，喷射砼。（3）开挖仰拱并灌筑该段内川部底板（或仰拱）砼：围岩较 好时，仰拱与下台阶同时开挖；围岩软弱破碎时，仰拱单独开挖。仰 拱按每循环3m组织施工。采用人工配合机械开挖，人工清底，并及 时施工仰拱衬砌和填充。

6、（4）利用衬砌模板台车一次性灌筑IV部二次衬砌（拱墙衬砌 一次施作）。3.2.4.1.2 三台阶法施工图3.2.4.1.2 三台阶法施工工序布置图（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 35 米宽度宜为隧道开挖 宽度的 1/31/2。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 15 米,开挖后立即初喷 35cm 砼。上台阶开挖矢跨比应大于 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。（2

7、）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33.5m,左右侧台阶 错开23m,开挖后立即初喷35cm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,拱脚锚杄和钢架牢固焊接,复喷砼至设计厚度。（3）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15m,开挖高度一般为33.5m,左右侧台阶 错开23m,开挖后立即初喷35cm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设锁

8、脚锚杆,拱脚锚杆和钢架牢固焊接,复喷砼至设计厚度。（4）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,完成隧道开挖、支护循环后,及时施作仰拱。（5）第7步，隧底开挖:每循环开挖进尺长度宜为23m开挖后及 时施作仰拱初期支护,完成隧底开挖、支护循环后及时施作仰拱,仰拱 分段长度宜为 46m。3.2.4.2 控制要点洞身开挖前需进行超前地质预报，并作为一道工序纳入施工组织设计和施工管理中，超前地质预报应由专业人员实施。（1）隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。 检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次，监理单位按施工 单位检验数量的 10%平行检验检验方法：施工单位

9、采用仪器测量；监理单位平行检验。（2）隧道开挖断面净空必须符合设计要求。隧道开挖应严格控 制超欠挖，石质坚硬岩石个别突出部分（每1川不大于0.1川）侵入 衬砌应小于5cm。拱脚和墙角以上1m内断面严禁欠挖。检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查 1 次 检验方法：施工单位采用自动断面仪等仪器测量周边轮廓断面 绘断面图与设计断面核对。监理单位见证测量，现场核对开挖断面。（3）光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩应大于等于 80%，中硬岩应大于等于 60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。检验数量：每一爆破开挖循环检查 1 次。 检验方法：查钻爆设计方案，观察、目测炮眼痕迹保存率。（4）隧道开

10、挖进尺应符合设计要求。软弱围岩隧道W、V、W 级地段采用台阶法施工时，上台阶每循环开挖支护进尺V、切级围岩 不应大于1榀钢架间距，W级围岩不得大于2榀钢架间距，边墙每循 环开挖支护进尺不得大于2榀。检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次，监理单位按施工单 位检验数量 10%平行检验。检验方法：测量、尺量。3.2.5 工艺装备图 3.2.5-01 简易型开挖台架图 3.2.5-02 多臂凿岩台车图 3.2.5-03 多功能钢架安装台车图 3.2.5-04 湿喷机械手3.2.6 生产效率根据以往施工经验，W级围岩采用短台阶法施工，循环进尺控制在2m,循环时间如下：IV级围岩台阶法施工循环时间表（S

11、=115m2）序号工序循环时间（分钟）备注1测量放线302钻孔1503连线、爆破304通风排烟205危石排险306出碴360上、下台阶7初期支护（立架、挂 网、锚杆）360上、下台阶合计980注：以循环进尺2m,锚网喷支护为例；月进度在80-90m左右。3.2.7 安全生产措施在隧道施工中，安全是一个永恒的主题，安全工作坚持“安全第 一、预防为主”的方针。隧道开挖须注意:（1）洞内开挖出碴时，通道必须设置明显标志，以利安全。（2）施工队作业班组应建立完善的交接班制度，在交接班时应 将本班工作情况及采取的有关安全措施实施，无论是否处理完毕均应 向交接班人员详细交代并记载于记录簿内，工地值班负责人

12、应随时检 查交接班情况。（3）在进洞施工作业时，严禁穿拖鞋，上班前4 小时严禁喝酒， 从进入施工现场起就必须戴好安全帽，进洞前班组长要集中对当班作 业人员进行班前安全对话、交底，并检查劳动防护用品是否齐全、戴 好。（4）隧道开挖应根据设计位置、中线、水平、地质情况，并预 计可能产生的下沉量和施工误差，掌握施工各部位的具体尺寸，保证 开挖和衬砌断面符合设计要求，并根据选定的施工方法和配备的施工 机具，确定开挖方法和步骤合理确定，循环进尺，以便各工序相配合， 均衡施工。（5）为保证施工人员人身安全，应有专人“找顶问帮”，对开挖 面和衬砌地段要经常检查，特别是爆破后的工作面及附近应加强检 查，如可能

13、产生险情时，应及时采取措施进行处理。经常关心、熟悉、 检查所有施工作业人员的健康情况。色盲和眼、耳有严重缺陷者不准 参加隧道修建工作。（6）工作人员到达工作面时，应首先检查工作面是否处于安全 状态，并详细检查支护是否牢靠，顶板和两帮是否稳定，如有松动石 块或裂缝，应及时予以清除或支护。（7）两工作面接近贯通时，两端施工应加强联系，统一指挥， 当两端工作面的开挖距离接近15 米时，应停止一端工作将人员机具 撤走在安全距离以外设立警戒标志，以防人员误入危险区。（8）采用风钻钻眼时，应检查机身、卡套、弹簧和支架是否正 常，风管接头是否牢固，有无漏风情况，钻杆有无不直、提升及钎孔 堵塞现象，供水是否正

14、常，使用带支架的风钻钻眼时，应将支架安置 稳妥，站在石碴上钻眼时，应注意碴堆是否稳定，以防操作时石碴坍 滑伤人。（9）在拱部扩大及马口部位钻眼顶眼、爬眼、斜插眼及吊眼时， 要注意检查有无松动石块，以防坠落伤人，遗留的残眼不得套打加深， 防止残眼内遗留的雷管、炸药爆炸。（10）开钻时，应严格遵守先开水后开风的规定，防止粉尘飞扬， 污染作业环境，危害人体健康。钻眼中还应注意，钻杆的长短结合， 钻眼开门宜用较短钻杆（其长度不超过80cm）为宜，钻杆过长容易 扭曲折断。施钻中不得将胸部、腹部等贴近风钻手柄，腿部不得抵住 风钻卡套、弹簧，钻眼过程中钻杆与钻孔应保持在一条直线上，防止 钻杆弯曲、掉头或折断

15、。（11）洞内爆破作业必须统一指挥，并由经过专业培训且持有爆 破操作合格证的专职爆破工担任。（12）进行爆破时，所有人员应撤至不受有害气体、震动波和飞 石损伤的地点，其主要距离：独头坑道内不少于200 米，相邻上下坑 道内不少于 100 米。（13）装药点炮，应由爆破组长统一指挥，要严格按爆破设计规 定的装药量装药，并按要求堵塞炮眼。设专人数炮响的个数。（14）爆破后，必须经过通风排烟（时间不得少于15 分钟）；检 查人员方可进入工作面检查。检查项目应为：有无瞎炮及可疑现象； 有无残余炸药和雷管；顶板及两帮有无松动石块；支护有无松动和变 形；如发现有瞎炮时，必须由原装炮人按规定视情况立即进行处理， 四周 15 米之内禁止行人通行。当检查人员经过检查确认危险因素已 经排除后，方可