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三台阶七步工法

1.选用依据

以地质条件为主要依据，结合工期、建筑物长度、断面尺寸、结构类型、施工技术力量，施工工法变换的简易型，综合考虑。

2.指导思想：

⑴以安全为前提，制定安全技术措施，以适应隧道施工环境差、不安全因素多的状况。

⑵综合考虑，工法选择应根据设计文件、施工调查情况、地质、围岩类别、隧道长度、断面、衬砌、工期要求以及施工队伍的技术水平。

⑶优先选用全断面或少分部的开挖工法，减少工序，便于机械化施工，利于施工安全。隧道的开挖分部数目及其型式应与围岩性质、地应力场分布、施工工艺及其支护型式相适应，分部数过多、分部形态不合理、支护参数设计不当等都可能发生应力集中过大或拉伸破坏。

⑷地质变化与工法的适用性。对地质变化较大的隧道施工环境，选择施工方法时要考虑地质变化的适应性，尽量避免变更施工方法打乱工序，影响进度和安全。

⑸尽量采用成熟的新技术、新工艺、新设备，积极开拓创新，提高综合施工水平。

3.三台阶七步与其他工法比较

3.1大跨度软岩隧道的施工方法，主要有台阶法和双侧壁导坑法、中隔墙法等。但在工程实践中，双侧壁导坑法和中隔墙法存在以下缺点：

⑴限制了大型施工机械的适用，降低了工效；

⑵在软、硬岩相间的隧道，施工方法的调整时间很长；

⑶临时施工支护多，投入大，不经济；

⑷施工中相互干扰大；

⑸分部施工防水层和混凝土衬砌，运营病害大。

3.2三台阶七步工法存在的优缺点

⑴优点

①施工空间大，可引入大型施工机械，多作业面平行施工，工效高；部分软岩地段或土质地段可直接采用挖机开挖，减少对围岩扰动。由于工序简单，各部位开挖及支护较容易控制，降低了施工难度。

②能适应不同跨度和多种断面形式，在地质结构复杂多变、软硬围岩相间的隧道施工中，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法。

③在台阶法开挖的基础上，采用预留核心土，左右边墙错开开挖、支护，利于开挖面稳定。

④硬岩隧道爆破施工可以分成多个作业面进行，将集中爆破化为分散爆破，既减少了对围岩的扰动，又充分利用了时间空间，还增加了爆破临空面，降低了炸药消耗。

⑤初期支护能及早封闭，规避了侧壁导坑法、中隔壁法等需要拆除临时支护及受力体系转换工序等造成的不安全因素。由于工序少，工序间的距离减小，故能尽早使初期支护封闭成环，发挥支护效应，控制围岩及支护变形；混凝土仰拱可提前施作，不仅便于初期支护及早闭合成环承载，而且改善了洞内作业和运输环境。

⑥全断面一次性施作防水层和浇筑混凝土衬砌的施工质量，减少运营病害。

⑦无需增加特殊设备，投入少，可操作性强，易推广。

⑧施工安全性较好：软岩上部开挖在超前支护的保护下进行，核心土及下部开挖在拱部初期支护的保护下进行，同时由于采取短进尺，且设备的利用使开挖进度加快，围岩暴露时间短，松弛变形能得到及时有效地控制，预留核心土保持掌子面稳定，可有效防止围岩坍塌。

⑨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。

⑵缺点

⑴上台阶无拱部锚杆施工作业空间，拱部锚杆需滞后施做。

⑵工法适应控制沉降要求不严的地层；对流塑性等收敛较大地层不适用，或应增加辅助工法（超前预加固）。

4.概念

是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上中下三个台阶七个工作面，以前后七个不同位置相互错开同时开挖，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行施工的隧道施工方法。

4.1施工步骤及工序

第1步，拱部超前支护完成后，上部弧形导坑开挖，预留核心土，核心土长度宜为3-5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3-1/2（拟采用1/3），开挖循环进尺根据初支钢架间距确定，一般1-2榀（预留出开挖安全距离），开挖后喷3-5cm砼（含封闭掌子面）。架设钢架，打设锁脚锚杆（锚杆安设位置为拱脚上30cm，紧贴钢架两侧按下倾角30-45°），复喷到设计厚度。

第2、3步，中台阶开挖，进尺根据初期支护钢架确定，一般宜为1-2榀，开挖高度一般为3-3.5m（拟采用3.5m），左右台阶错开2-3m，开挖后喷3-5cm砼，施作系统支护，接长钢架。打设锁脚锚杆（锚杆安设位置为拱脚上30cm，紧贴钢架两侧按下倾角30-45°），复喷到设计厚度。

第4、5步，下台阶开挖，同2、3步。

第6步，核心土开挖，进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步，隧底开挖，进尺2-3m，施作初支，4-6m浇筑一次砼。

5.施工要点

5.1不均匀地层，一般先开挖弱侧，但对含水量较大、连通性较好的地层宜先开挖强侧排水，为弱侧开挖创造条件。

5.2浅埋、偏压、地质软弱、富水地层采用三台阶开挖法时，不宜平行推进，必要时增设临时仰拱。

5.3开挖发生严重变形地段，应增设双层钢支护、临时仰拱、扇形支护、临时仰拱等措施。

5.4浅埋段，注浆加固应控制注浆压力，避免地面隆起。

6.施工组