三台阶七步开挖法在隧道施工中的应用

黑龙江交通科技

ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩ

Ｎｏ．３，２０１９

（ＳｕｍＮｏ．３０１）

三台阶七步开挖法在隧道施工中的应用

刘　涛

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳　５５０００１）

摘　要：在隧道施工中应用三台阶七步开挖法，必须规范其工艺流程，充分掌握技术要点，严格遵循行业标准进行开挖，减少超挖，保障隧道的开挖作业的安全，从而提高隧道开挖质量。本文主要对三台阶七步开挖法的适用范围，技术优势进行研究，然后从施工控制要点，安全质量保证措施等方面进行分析，最后提出三台阶七步开挖法的监控测量要点。关键词：三台阶七步法；施工技术；隧道施工

中图分类号：Ｕ４５５　　　文献标识码：Ｂ　　　文章编号：１００８－３３８３（２０１９）０３－０１６０－０１

１　三台阶七步开挖法的施工控制要点

１．１　初期支护技术要点

（１）隧道施工前期必须严格检查防水排水系统。隧道顶部和洞口排水沟应抹灰，防止施工过程中地表水的渗漏，确保建筑结构的安全，（２）支护措施及时封闭成环，仰拱必须紧跟下台阶以形成稳固的支护系统，全断面初期支护闭合时间最好控制在２０～２５ｄ之间。１．２　隧道施工过程技术要点

（１）在保证作业空间足够，在稳定工作台的基础上，尽量缩短工作台的长度，使芯土长度控制在３～５ｍ之间。台阶宽度约为隧道开挖宽度的１／３～１／２。（２）严格按设计图纸要求运用超前支护，严格控制超前支护的外插角度，按相关施工要求，利用注浆对地层进行加稳，在实行超前支护的保护下进行隧道施工。下部台阶为左右交错开挖，不对立开挖，左右纵向交错距离为２～３ｍ左右，开挖高

３．５ｍ左右。度为３～

１．３　隧道开挖技术要点

（１）隧道底的开挖需使用全幅分段施工的方法，在上部铺建仰拱栈桥，每次循环的开挖长度控

４级钢架距离间，且不得超过３ｍ。（２）开制在３～

挖后，及时完成反拱的初始支护工作，完成两洞底开挖和支护循环后，及时进行反拱施工。（３）使用三台阶七步开挖法必须做好不同工序间的衔接工作。在一定程度上，缩短围岩暴露时间可以有效地避免因过量暴露而引起的围岩失稳，及时落底封闭

４）隧道周边需要预留３０ｃｍ左右人工开成环。（

挖，另一部分可采用机械开挖，以提高效率。当需要局部爆破时，应使用弱爆破。爆破过程中应严格控制装药量，以减少对周围土层的干扰，避免超挖。５）严格控制隧道开挖长度，根据施工现场的地质（

地形条件情况，科学计划，循环进入，每个开挖的长

收稿日期：２０１８－１１－１２

不超过度应严格按照１～２钢框架间距控制，

１．５ｍ，上台阶开挖高度在３～４ｍ之间，开挖的跨高比大于０．３。开挖后，应及时喷洒３～５ｃｍ的混凝土层，严格控制围岩的暴露时间１．４　仰拱工程的技术要点

（１）须采用先进的拱墙衬砌，每个周期的长度

４ｍ之间，仰拱采用浮模支撑成型。仰控制在３～

拱混凝土需要分段浇筑并尽快成型，以减少纵向施工缝的数量。反转的表面尽可能平滑，减少积水量。（２）仰拱混凝土终凝完成，方可浇灌仰拱填充混凝土，在浇筑前需要清除仰拱表面的杂质，铲除积水，铸造过程一次形成，以防止纵向施工接头。混凝土强度为５ＭＰａ后，行人可以通过，混凝土强度达到原设计标准后，小型车辆可以通过。倒填表面的斜率应符合设计要求。必须表面光滑、排水性能良好，没有积水。（３）仰拱与开挖掌子面的距离应控制在３０～４０ｍ间，如果围岩变形难以维持长期稳定，则需要再次缩短仰拱距开挖面的距离，必要时仰拱可按下一程序进行，仰拱与开挖面之间的最大距离不应大于７０ｍ。在后拱施工中，当下台阶开挖面在３０～４０ｍ之间时，必须停止前方工作面

禁止由隧道底部开挖施的开挖，或者采用短Ｄ法，

工。（４）在仰拱的前方，仰拱与上部开挖的距离应

０～４０ｍ之间，后续铺设防水板和两个衬保持在３

５）在衬砌和仰拱之间应控制砌工程应及时进行。（

衬砌作业长度在钢架构距离的两倍以上。１．５　安全质量保证措施

（１）根据施工现场的地形地质条件，按照设计规范做好超前支护，严格控制超前支护的外插角，加固地层须按照注浆工艺流程进行，以避免周围岩层的松弛和坍塌，隧道开挖工作应在超前支护的保护下进行，保证施工人员的生命安全。在自稳性较差的岩土断层、岩层破碎带、地表水浇丰富的地层

（下转第１６２页）

作者简介：刘涛（１９８２－），男，贵州平坝人，工程师，主要从事公路桥梁施工工作。

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总第３０１期黑龙江交通科技第３期

并且在该过程中，对④灌浆。由上向下灌浆，浆液的具体情况进行观察，待浆液完全饱和后，立即停止灌浆。

要及时对孔口进行⑤封堵孔口。结束灌浆后，

内要对孔口进行不定期检查，如果封堵，封堵后１ｄ

发现浆液出现了下降情况，要及时补浆。２．２　桥梁隧道工程施工中对灌浆法的应用

从隧道工程的实际情况来看，灌浆技术在具体应用过程中是对隧道表面砌石及支撑柱体加以解决，该项施工与桥梁工程施工过程中采用的具体方法相似。第一，确定施工位置，依据要求的不同，完成对浆材的选择。第二，确定施工工艺，制定科学的施工方案。第三，灌浆施工作业。隧道施工与桥梁工程施工相比，对于实际配比及灌浆材料相比，要求更高，灌浆要在短时间内凝固，避免浆液由上向下发生流失，导致隧道表面出现大面积裂缝。除此之外，隧道支撑住施工期间，要重点考虑结构的承重能力，保证浆材可以加固柱体，从而使工程的整体质量可以得到进一步提高。３　采用灌浆技术时的需要注意的内容

（１）控制灌浆时的压力，因为压力的大小会对灌浆的具体效果造成直接影响，而许多外界因素都会影响外界压力。例如，灌浆方式、地层情况、灌浆材料等各项因素都会对灌浆压力造成影响。由此，灌浆技术人员要结合施工条件和施工环境的具体情况，完成对灌浆压力的合理控制。

２）灌浆作业期间容易发生大范围扩散，因此（

要控制灌浆半径。灌浆作业时，浆液的覆盖面积会（上接第１６０页）中，应加强超前支护，保障开挖工作的安全。（２）依据施工机械设备、技术人员的到位情况等对导坑开挖孔径及台阶高度进行调整。导坑开挖的初期支护之间保持紧密衔接，及时将其封闭成环，构成稳定的支护防护体系；（３）安排专业的工作人员对开挖过程中初期支护体系及核心土的稳定进行观测，特殊情况下，可利用核心土体结构加予环形全断面形成暂时支撑结构。通过技术人员对变形量的监测，充分了解岩层变化情况，记录初期支护的是否出现变形等，及时对预留变形量、初期支护参数进行调整，可有效保证施工现场的安全；（４）钢架应按照实际施工要求进行生产、加工和架设，所假设基面应当坚实，且于基面上加垫槽钢或放置预留的混凝土，不得采用虚土回填，禁止钢架架空；２　隧道施工的监控测量

详细的监控测量应当在开挖及初期支护结束后进行，需布置合理测点。在初始爆破与初始喷洒之间进行地质观测，对地质地貌图进行了测绘，并详细记录了掘进面的地质变化。由专业的测量人·１６２·

随着浆液扩散半径的扩大而变大，从而对将灌浆的

施工质量和进度造成影响，最终将会对工程的整体施工质量产生不良影响。灌浆时间、压力等各项因素都会对灌浆扩散半径造成一定影响，灌浆时，操作人员要时刻观察灌浆时间和压力，并且要做好相应的调整工作，确保浆液的整体扩散半径始终都处于合理范围内。

３）灌浆作业结束后进行凝固，在该过程中要（

控制好凝固时间。灌浆浆液具有稳定凝固点，因此，完成灌浆施工时，要对浆液的这一特点进行合理应用，然后依据工程的特点，以及施工的具体需求，对膨胀剂、早强剂进行合理应用，达到催化和强化浆液凝固的作用，从而使浆液的凝固时间可以满足工程施工需求。４　结束语

桥梁隧道是我国交通工程中的一项重要构成部分，对于促进我国交通行业的发展来说意义重大。在桥梁隧道施工中，要不断对灌浆技术进行研究与应用，节省施工时间，降低成本，提高桥梁隧道工程的质量。

参考文献：［１］　郭鲁．公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应

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世界（建养．机械），２０１３，（６）：２８０－２８１．

员，利用所布控的洞内控制点，向开挖顶面传递高程、中程信息；激光隧道器可用于检测混凝土的净空截面，分段测量仪可用于测量隧道开挖剖面和二次衬砌模板前后的剖面尺寸变化，记录支撑钢框架的尺寸。检测完成后须进行二次检查。在确定参数正确后，可以进行下一步施工步骤。３　结束语

由于相关技术人员对新型施工工艺的不断探索和创新，三台阶七步开挖法实现弧形导坑留核心土开挖法与台阶开挖法的科学结合，可有效解决软弱围岩的稳定性不足的问题。其施工过程中遵循自上而下的原则，挖进与撑护并进，工序间衔接紧密。

参考文献：［１］　孙星辰．三台阶七步开挖法在软弱固岩隧道施工中的

应用［Ｊ］．工程技术：文摘版，２０１７，（１２）：７３－７７．［２］　赵淑保．三台阶七步开挖法在大中山隧道的应用［Ｊ］．

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公路隧道极限位移研究［Ｊ］．交通运输研究，２０１７，４）：５９－３３．（