隧道三臺(tái)階七步開挖法是以弧形導(dǎo)坑開挖留核心土為基本模式，分上、中、下三個(gè)臺(tái)階七個(gè)開挖面，各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯(cuò)開、平行推進(jìn)的隧道施工方法。下面就從技術(shù)特點(diǎn)、施工工藝流程等方面手把手教你隧道三臺(tái)階七步開挖法。

    三臺(tái)階七步開挖法施工立體效果圖
 

三臺(tái)階七步開挖法適用于開挖斷面為100～180 平方米，具備一定自穩(wěn)條件的Ⅳ、V級(jí)圍巖地段隧道的施工。主要表現(xiàn)包括：黃土、強(qiáng)風(fēng)化巖層（強(qiáng)風(fēng)化泥巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖等）。不適用于圍巖地質(zhì)為流塑狀態(tài)、洞口淺埋偏壓段（但經(jīng)過反壓處理或施做超前大管棚后可采用）。

隧道開挖斷面約為150～165 平方米，圍巖級(jí)別為V級(jí)，上層風(fēng)積砂質(zhì)黃土，下伏上第三系泥巖，夾薄層砂巖、石膏巖和巖鹽，雖然洞口地址表現(xiàn)為淺埋偏壓，但洞口施做了一環(huán)30m長(zhǎng)的Φ108超前大管棚支護(hù)，因此，可以采用三臺(tái)階七步開挖法。

技術(shù)特點(diǎn)

（1）施工空間大，方便機(jī)械化施工，可以多作業(yè)面平行作業(yè)。部分軟巖或土質(zhì)地段可以采用挖掘機(jī)直接開挖，工效較高。

（2）在地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，便于靈活、及時(shí)地轉(zhuǎn)換施工工序，調(diào)整施工方法。

（3）適應(yīng)不同跨度和多種斷面形式，初期支護(hù)工序操作便捷。

（4）在臺(tái)階法開挖的基礎(chǔ)上，預(yù)留核心土，左右錯(cuò)開開挖，利于開挖工作面穩(wěn)定。

（5）當(dāng)圍巖變形較大或突變時(shí)，在保證安全和滿足凈空要求的前提下，可盡快調(diào)整閉合時(shí)間。

三臺(tái)階七步開挖法規(guī)避了側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除臨時(shí)支護(hù)及受力轉(zhuǎn)換造成不安全的因素，及時(shí)調(diào)整閉合時(shí)間，方便機(jī)械施工，利于施工工序轉(zhuǎn)換。

施工原則

采用三臺(tái)階七步開挖法施工應(yīng)盡量縮短臺(tái)階長(zhǎng)度，確保初期支護(hù)盡快閉合成環(huán)，仰拱和拱墻襯砌及時(shí)跟進(jìn)，盡早形成穩(wěn)定的支護(hù)體系。

三臺(tái)階七步開挖法可分為以下主要步驟：

A、上部弧形導(dǎo)坑環(huán)向開挖，施做拱部初期支護(hù)；

B、中、下臺(tái)階左右錯(cuò)開開挖，施做墻部初期支護(hù)：

C、中心預(yù)留核心土開挖、隧底開挖，施做隧底初期支護(hù)。

每部開挖后均應(yīng)及時(shí)支護(hù)，隧底初期支護(hù)后應(yīng)及時(shí)施做仰拱，盡早封閉成環(huán)。

施工工藝流程

施工作業(yè)

（1）采用三臺(tái)階七步開挖法施工的隧道，應(yīng)將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入施工工序，并根據(jù)工程水文地質(zhì)變化情況，及時(shí)調(diào)整各部臺(tái)階長(zhǎng)度或施工方法，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，及早封閉成環(huán)，保證施工安全。

（2）采用三臺(tái)階七步開挖法施工的隧道，應(yīng)根據(jù)工程水文地質(zhì)條件，按設(shè)計(jì)要求做好超前支護(hù)，防止圍巖松弛，保證隧道開挖安全。在斷層、破碎帶、淺埋段等自穩(wěn)性較差或富水地層中，超前支護(hù)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加強(qiáng)。

（3）三臺(tái)階七步開挖法施工應(yīng)符合下列要求：

① 以機(jī)械開挖為主，必要時(shí)輔以弱爆破；

② 弧形導(dǎo)坑應(yīng)沿開挖輪廓線環(huán)向開挖，預(yù)留核心土，開挖后及時(shí)支護(hù)；

③ 其他分步平行開挖，平行施做初期支護(hù)，各分部初期支護(hù)銜接緊密，及時(shí)封閉成環(huán)；

④ 仰拱緊跟下臺(tái)階，及時(shí)閉合構(gòu)成穩(wěn)固的支護(hù)體系；

⑤ 施工過程通過監(jiān)控量測(cè)，掌握圍巖和支護(hù)的變形情況，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和預(yù)留變形量，保證施工安全；

⑥ 完善洞內(nèi)臨時(shí)防排水系統(tǒng)，防止地下水浸泡拱墻腳基礎(chǔ)。

三臺(tái)階七步開挖法施工步驟

第1步，上部弧形導(dǎo)坑開挖:在拱部超前支護(hù)后進(jìn)行，環(huán)向開挖上部弧形導(dǎo)坑，預(yù)留核心土，核心土長(zhǎng)度宜為3-5米,寬度宜為隧道開挖寬度的1/3～1/2。開挖循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5米，開挖后立即初噴3～5cm砼。上臺(tái)階開挖失跨比應(yīng)大于0.3，開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°搭設(shè)鎖腳描桿，拱腳錨桿和鋼架牢固焊接，復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。

第2、3步，左右側(cè)中臺(tái)階開挖:開挖進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過1.5m，開挖高度一般為3～3.5m，左右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開2～3m，開挖后立即初噴3～5cm砼，及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿，拱腳錨桿和鋼架牢固焊接，復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度

第4、5步，左右側(cè)下臺(tái)階開挖:開挖進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)銅架間距確定，最大不得超過1.5m，開挖高度一般為3～3.5m，左右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開2～3m，開挖后立即初噴3～5cm砼，及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)鋼架，在銅架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°搭設(shè)鎖腳錨桿，拱腳錨桿和鋼架牢固焊接，復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。

第6歩，上中下臺(tái)階預(yù)留核心土:各臺(tái)階開挖分別開挖后及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)隧道開挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度直為4～6m。

第7步，隧底開挖:毎循環(huán)開挖進(jìn)尺長(zhǎng)度宜為2～3m開挖后及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)隧底開挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度直為4～6m。