浅述隧道三台阶七步开挖法施工.doc

浅述隧道三台阶七步开挖法施工 摘 要 在隧道施工中，不同的围岩、不同的地质状况、不同的断面开挖宽度要选择不同的施工方法，本文以包西铁路通道陕西段庆兴隧道施工为例，简要叙述了长大隧道施工中Ⅴ级围岩段的三台阶七步开挖法的施工流程、施工工法以及施工中应该注意的问题。 关键词 隧道 三台阶七步 开挖 施工  1 前 言 在隧道施工中，不同的围岩、不同的地质状况、不同的断面开挖宽度要选择不同的施工方法，现以包西铁路通道陕西段庆兴隧道施工为例，简要叙述一下长大隧道三台阶七步开挖法施工工艺。 2 工程简介 庆兴隧道位于陕西省蒲城县境内，紧邻洛滨镇庆兴村及蒙新庄，起迄里程为DK691＋253～DK701＋493，全长10240m，其中Ⅳ级围岩8900m，Ⅴ级围岩1340m，设计为大断面双线隧道。本隧道地质情况复杂，集湿陷性黄土、膨胀土、煤层瓦斯、采空区、正断层与逆断层、细砂软弱层、174m2超大断面黄土段、斜井三叉口段及两处下穿县级柏油公路等重难点工程为一体，最大埋深110m，最小埋深2.5m。在施工方法上，明洞采用明挖法施工，暗洞采用新奥法施工，Ⅳ级围岩段采用台阶法开挖，Ⅴ级围岩段采用三台阶七步开挖法开挖。本文主要介绍的就是隧道Ⅴ级围岩段三台阶七步开挖法。 3 三台阶七步开挖法施工工艺流程 三台阶七步开挖法是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，然后分步及时支护，形成支护整体，缩短循环作业时间，逐步向纵深推进的隧道开挖施工方法。其工艺流程见《三台阶七步开挖法施工工艺流程图》。 4 三台阶七步开挖法施工工艺 4.1 第一步，上部弧形导坑开挖 根据设计文件，在Ⅴ级围岩段先进行大管棚或超前小导管预支护，施工完毕后，再进行上部弧形导坑开挖。具体为：环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2，开挖矢跨比应大于0.3。开挖时采用液压振动镐、小型机械或人工风镐进行，尽量不用爆破，不得已局部需要爆破时，采取浅孔弱爆破，严格控制装药量，每循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不超过1.5m。开挖后立即初 三台阶七步开挖法施工工艺流程图 喷3～5cm厚喷射砼，对围岩及时进行封闭，以减少围岩的暴露时间。初喷完毕后随即进行锚杆施作、挂网、架立钢架施工。在进行架立钢架施工时，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设3.5m长Φ22的锁脚锚杆，将锁脚锚杆与钢架牢固焊接，最后复喷砼至设计厚度。 4.2 第二、三步，左右中台阶开挖 根据土石情况，开挖方式采用人工配合机械开挖或浅孔弱爆破，每循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不超过1.5m,开挖高度一般为3～3.5m，左右台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm厚喷射砼，对围岩及时进行封闭，随后进行锚、网系统支护、接长钢架施工。在进行接长钢架施工时，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设3.5m长Φ22的锁脚锚杆，并将锁脚锚杆与钢架牢固焊接，最后复喷砼至设计厚度。 4.3 第四、五步，左、右下台阶开挖 开挖方式同左、右中台阶开挖，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,开挖高度一般为3～3.5m，左右台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm厚喷射砼，及时施作锚杆、挂网支护、接长钢架。在进行接长钢架施工时，在钢架脚底以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设3.5m长Φ22的锁脚锚杆，并使之与钢架焊接牢固，复喷砼至设计厚度。 4.4 第六步，上、中、下台阶预留核心土开挖 各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致，开挖时采用浅孔控制爆破或挖掘机直接开挖。 4.5 第七步，隧底开挖 每循环开挖长度宜为2～3m，开挖时采用机械开挖或局部浅孔弱爆破，辅以人工修整。开挖后及时施作仰拱初期支护。在完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4～6m。 在三台阶七步开挖法施工过程中，始终将上、中、下台阶预留核心土中部4m范围内修整成斜坡道，以便施工机具和施工人员根据工作面需要上下自如。 三台阶七步开挖法施工工艺见《三台阶七步开挖法开挖步骤图》。 5 注意事项 5.1 三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接，尽量减少围岩暴露时间，严格按照“超前探、管超前、短进尺、弱（不）爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的原则组织施工。 （1）严格按照设计文件要求施作超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支护的保护下进行。 （2）初期支护应及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右，有条件时应尽量缩短闭合时间； （3）仰拱应超前施作，仰拱距上台阶开挖面宜控制在30m内，铺设防