三台阶法.台阶法施工作业指导书

台阶法、三台阶法开挖作业指导书

1、目的

指导隧道开挖施工作业。 2、适用条件及范围

本作业指导书适用于******三标段隧道开挖施工。三台阶法适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩，台阶法适用于Ⅲ级、Ⅳ级围岩。 3、施工准备

3.1、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。根据钻爆设计布置好炮眼。

3.2、钻爆设计：岩石隧道开挖前，根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计。其内容为：炮眼的布置、数目、深度和角度，装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，凿岩机的台数安排等。设计图包括：炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表。

3.3、根据施工设计图及定型图绘制开挖施工草图。施工草图上的中线、水平控制桩与现场放样桩点相对应。隧道施工为避免侵限，一般需将净空放大5cm，所以在绘制开挖草图时也将开挖轮廓尺寸放大5cm（底部不再放大）。而且还要根据实际，结合规范要求，预留初期支护变形量5～8cm，即开挖轮廓线还要放大5～8 cm。

3.4、开挖作业照明安装，钻眼机具到位，高压风水管的连接。 3.5、做好洞内、外排水系统，保证排水畅通。 3.6、规划弃碴场位置，布设出碴路线，出碴设备准备。

4、开挖

4.1、工艺原理及特点 4.1.1、台阶法

台阶法适用于双线隧道Ⅲ级、Ⅳ级围岩 ；施工时先开挖上半断面，待开挖到一定长度后再同时开挖下半断面，形成上、下断面同时并进的施工方法。将隧道断面分上下台阶开挖，爆破施工分两次进行，可以减小爆破对围岩的扰动，保护围岩，上半断面开挖后为下半断面的开挖创造临空面，降低炸药消耗，同时两台阶开挖可减小隧道开挖后的空间效应，初期支护能尽早施工，可充分发挥围岩的自稳、自承能力，获得安全的地下空间。

4.1.2、三台阶法

三台阶法适用于本区段隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩。将隧道分成三部分开挖，施工时先开挖上台阶，待开挖到一定长度后再同时开挖中台阶及下台阶，形成上、中、下三台阶同时并进的施工方法。将隧道断面分上中下台阶开挖，爆破施工分三次进行，可以减小爆破对围岩的扰动，保护围岩，上台阶开挖后中下台阶的开挖创造临空面，降低炸药消耗，同时三台阶开挖可减小隧道开挖后的空间效应，初期支护能尽早施工，可充分发挥围岩的自稳、自承能力，获得安全的地下空间。 4.2 施工工艺 4.2.1、 台阶法

施工步骤是：1、上台阶开挖→2、上台阶初期支护→3、下台阶开挖 → 4、下台阶初期支护→5、全断面二次衬砌。横纵断面图如下：

2

1

3

4

横断面 纵断面

4.2.2、三台阶法

施工步序为：1开挖上台阶

上台阶拱部初支开挖中台阶 4开挖下台阶和临时仰拱拆除6下台阶初期支护，包括仰拱部位的初期支护，成环封闭二次衬砌。 4.3 、开挖方法

台阶法、三台阶法开挖采用新奥法施工原理，光面爆破。主要适用于双线隧道Ⅳ、Ⅲ级围岩开挖。因此在开挖过程中要根据实际围岩地质情况，合理选择开挖方法。并根据选定的开挖方法，进行爆破设计。

横断面

纵断面

4.3.1、 爆破设计

台阶法、三台阶法开挖采用光面爆破。

台阶法开挖炮眼布置图

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13

11

9

77

15

50

台阶法开挖三级楔型复合掏槽眼布置图

说明:1、本图尺寸均以厘米计；

2、本爆破设计适用于客运专线双线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩开挖； 2、炮眼旁边数字表示雷管段数；

3、本设计根据以往爆破经验设计，实际施工过程中要根据爆破效果进行适当调整。

Ⅲ级围岩 台阶法光面爆破参数表

三台阶法开挖炮眼布置图

三级楔型掏槽眼布置详图

说明：

1、本图尺寸均以厘米计；

2、本图为Ⅳ级围岩三台阶开挖炮眼布置图；、炮眼旁数字表示雷管段数；

、本钻爆图根据经验设计，在施工过程中应根据围岩地质情况及爆破效果对爆破设计参数进行适当调整。

Ⅳ级围岩三台阶法光面爆破参数表

4.3.2、 钻孔

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或者采用作业台车上钻眼。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重钻，经检查合格后方可装药爆破。

4.3.3、装药爆破

药卷在洞外专用加工房进行加工好后再进洞使用，按照爆破设计图正确装药及连接，装药及连接完后检查一遍确认与设计相符后进行爆破。特别是采用导爆素连线的，连线方向一定要与设计相符，为了保证连线的质量，可采用双向连线。爆破前将钻眼机具设备、风水软管、作业照明电灯及电线撤离工作面（电力起爆的电灯、电线在装药前撤离改用矿灯作业）。进行爆破时所有人员撤至安全地点。

4.3.4、装碴运输

上台阶用挖掘机翻碴，中、下台阶用挖装机装碴，自卸汽车运碴。形成挖—装—运作业线。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。 4.4 、支护

隧道各部开挖到位后，要及时施工初期支护。支护参数要根据设计围岩支护类型确定。开挖及支护工序组织要合理，当围岩较完整时，可先采取对开挖面进行初喷3~5cm厚混凝土，再继续开挖，让开挖和支护拉开一定距离，然后开挖支护同时进行，加快了施工进度，保证了工期。

4.5、监控量测

隧道开挖成型后要及时埋设监控量测点，进行监控量测工作。监控量测点的初始读数要在12小时内获取，最迟不超过24小时。监控量测数据要及时分析整理 ，根据监控量测反馈信息，合理指导施工。为预留变形量、支护参数的调整，施工方法的改变提供技术依据。 4.6 、超前地质预测预报

要对隧道开挖面前方进行必要的超前地质预测预报。根据超前地质预报反馈的结果正确指导施工。地质预报方案详见“超前地质预测预报作业指导书”。 5、质量控制

采用台阶法、三台阶法开挖，由于开挖步骤比较多，工序较复杂，因此必须合理安排工序，才能保证施工规范、有序进行，从而保证施工进度。

施工时，每开挖一步均及时施作喷锚支护、安设钢架。

各部分开挖时，钢架设计加工与开挖轮廓吻合，支护尽量圆顺，从而减小应力集中。

每一分部的开挖高度，台阶长度要根据设备、地质等情况适当调整。 施工中特别注意施工用水和隧道渗水的排放。由于工序多，施工用水和隧道渗水容易在边墙处汇集，浸泡拱脚基础， 使其变软，从而造成初期支护和围岩的整体下沉。

台阶法开挖，将隧道断面分成二或三部，从而“减小”开挖断面，减小隧道断面效应，同时减小爆破对围岩的扰动，因此在施工中爆破必须注意药量控制，不能影响围岩的稳定造成很大破坏，同时注意加强初期的支护质量，

确保其支撑强度，从而保证使用本工艺施工成功。

隧道允许超挖值（cm）

6、超欠挖质量通病预防及纠正措施

6.1、采用激光导向仪配合测量人员准确放样，根据围岩情况合理调整钻爆参数，采用每一开挖循环一分析，及时调整钻爆参数,对出现超欠挖部位在下一循环进行修补，达到设计要求标准。

6.2、开挖前，采用地质超前预测预报对前方围岩进行超前探测，分析围岩的各种物理化学性能指标，以确定合理的施工方案。

6.3、开挖时根据工程地质条件以及开挖方法，采用合理的开挖机具，严格管制欠挖，并根据围岩级别，确定合理的循环进尺。同时按照设计要求及时施作永久性支护体系和临时支撑体系。在上一循环支护达到一定强度后，再进行下一循环的开挖。

6.4、本施工处管段隧道均属大跨度大断面隧道开挖，施工严格控制进尺，每次开挖一榀钢架间距并尽快施作初期支护。做到“管超前、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”。

6.5、开挖后按照设计要求加强围岩变形量测监控，根据量测反馈数据及时调整开挖方案，防止围岩坍塌。

7、安全、环保水保措施

7.1、 安全措施

7.1.1、如果洞内有害气体超标，施工人员禁止入洞。

7.1.2、爆破作业时，要有专人指挥。所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。

7.1.3、对软弱破碎，不稳定围岩实施多钻眼，少装药，短进尺，多循环，强支护，早封闭的原则，以减少对围岩的扰动。

7.1.4、开挖成型后要及时进行初喷混凝土封闭开挖面，防止围岩风化。初期支护和临时支护要及时施作，控制围岩的初期变形量，提高隧道围岩的自稳能力。

7.1.5、严格按照机械设备的操作规程合理使用施工机械。对各种机械设备要定期进行检查，保证机械设备在正常状况下工作。

7.1.6、规范施工用电管理。要做到“一机、一闸、一保护”，进洞电缆都要采用绝缘电缆线架空进洞。

7.1.7、要保证工作区的照明亮度满足施工规范要求。

7.1.8、隧道内加强通风，在有粉尘的作业环境中作业，除洒水和通风外，作业人员还必须配备劳保防护用品。

7.2、环保水保措施

7.2.1、加强设备养护，减少设备漏油,施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。

7.2.2、弃土场要先挡护后弃碴，防止泥沙冲刷污染农田、河流。

7.2.3、洞内外施工场地修筑临时排水设施保证排水畅通。工地废水排放

前先经沉淀池沉淀，并采取必要的净化措施处理达标后方可排放。有害物质定点存放并按照有关规定处理。

7.2.4、洞内爆破后要进行洒水除尘或采取必要的设备除尘，严格控制洞内空气中微小颗粒的含量符合有关规定要求。

7.2.5、运输可能产生粉尘的车辆配备挡板及棚布，防止粉尘飞扬，减少对生产人员和当地居民造成危害，必要时对运输道路进行洒水。

7.2.6、施工完毕后要对弃碴场进行平整，并在其上覆盖厚度不小于100cm的耕植土复耕。可采取喷播植草或人工造林的方式进行。