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台阶法施工工艺工法

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台阶法施工工艺工法

QB/ZTYJGYGF-SD-0102-2011

第五工程有限公司赵继平

1前言

工艺工法概况

台阶法开挖是将隧道设计断面分成两次开挖（不包括仰拱），其中上台阶超前一定

距离后，上下台阶同时并进的施工方法。台阶法开挖法是隧道施工中采用最多的开挖方

法，主要适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩，同时在地质条件较差的Ⅴ级围岩也可采用台阶法开挖

（Ⅴ级围岩在采取超前支护、临时仰拱等有效支撑手段且监控量测数据未发生的异常的

情况下慎重使用）。台阶法施工围岩适应性强，便于挖掘机、装载机、自卸汽车等大型

机械设备联合施工，施工进度快，稳定性好。

台阶法简单分为长台阶法、短台阶法、三台阶法，长台阶法上台阶长度35～50m，

下台阶长度20m，整个断面分为上下两个台阶分别进行开挖、出渣、支护施工（在上台

阶可使用多功能平台进行钻眼爆破和支护施工），相互干扰小，支护及时，施工进度

快，月进尺可达120～150m现在较少采用；短台阶法上台阶长度为5～7m，一般适用于

地质条件较差的Ⅳ～Ⅴ级围岩，上台阶洞渣需通过机械转运至下台阶，开挖及支护作业

需人工搭设施工平台，上下两个台阶施工相互干扰较大，但利用及时施做仰拱封闭成

环，缩短衬砌与掌子面距离，月进尺可一般为90～100m。本工法主要讲述上下短台阶

法施工。

以双线铁路隧道为例，隧道设计开挖高度10.8m，开挖面积100.5m2，上台阶超前

下台阶5～7m，上台阶进行钻眼过程中下台阶进行装碴及运输作业，爆破后由挖掘机将

上部洞碴挖运至下台阶，上部安装钢架及打设锚杆过程中下部集中装碴运输，在装碴作

业完成后施做下部两侧钢架及锚杆，上下台阶同时进行初期支护喷射砼作业，后部仰拱

及衬砌紧跟开挖掌子面施工。

工艺原理

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将隧道设计断面分成两部开挖（不包括仰拱），其中下台阶随上台阶同步施工，同

时仰拱、二次衬砌紧跟下台阶，由于下台阶距离掌子面距离较短，为后部仰拱及衬砌紧

跟开挖掌子面创造了良好的空间作业环境，尤其适合于在围岩较差时初期支护及二次衬

砌及时封闭成环。

2工艺工法特点

地质条件较差时采取上下短台阶法施工，采用人工组装平台进行开挖、支护作业，

设备配置简单，上下台阶同时钻孔和起爆，达到隧道同时开挖掘进的目的，同时可保证

开挖后及时完成初期支护，在快速施工的同时能够有效保证施工安全。上下短台阶施工

时上下台阶相互干扰较大，施工中要解决好上下台阶施工干扰问题。

3适用范围

本工艺工法适用Ⅲ、Ⅳ级围岩地段修建的铁路、公路隧道施工（Ⅴ级围岩在采取超

前支护、临时仰拱等有效支撑手段且监控量测数据未发生的异常的情况下，可慎重使用

台阶法施工）。

4主要引用标准

《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214)、《客运专线铁路隧道工程施

工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)、《铁路隧道施工规范》(TB10204)、

《新建铁路铁路工程测量规范》(TB10101)、《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规

定》(铁建设[2007]189号)。

设计图纸、合同文件。

5施工方法

隧道在Ⅲ、Ⅳ级围岩地段采用短台阶法施工，开挖采用光面爆破技术，组装临时平

台配合人工YT-28风动凿岩机钻眼，初期支护采用格栅钢架+锚杆+钢筋网+喷射砼联合

支护体系。

隧道开挖分为上台阶、下台阶、仰拱三个部分分部开挖：上台阶长度5～7m，每循

环进尺～3m（Ⅲ级围岩循环进尺3m，Ⅳ级围岩循环进尺2.4m，与格栅钢架间距相对

应）；每循环进尺不超过2榀钢架间距，下台阶左右两侧错开间距大于2榀钢架间距；