三台阶临时仰拱法施工

三台阶临时仰拱法

三台阶临时仰拱法就是将大断面划分成自上而下三个小单元进行开挖，缩小开挖断面；采用临时仰拱就是使每个小单元及时封闭成环，形成环向受力，有效地发挥初期支护整体受力效果，有效阻止支护结构变形。

1.施工工艺流程

三台阶临时仰拱法施工施工工艺流程见图4-3-4，施工工序示意图4-3-5。

2.施工注意事项

⑴ 三台阶临时仰拱法施工工序

①a、利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；b、开挖1台阶；c、施作1部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚钢管；d、如属Ⅳ级深埋软岩、浅埋硬岩或Ⅲ级浅埋及偏压段，导坑底部喷10cm厚混凝土；e、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

②上台阶施工至适当距离后，开挖2部台阶，施作洞身结构的初期支护及封底，参照工序①进行。

③中台阶施工至适当距离后，开挖3部台阶，施作洞身结构的初期支护及封底，参照工序②进行。

④a、开挖4部台阶，及时封闭衬期支护。参照工序②进行；b、灌注该段仰拱；c、灌注该段隧底填充。

⑤根据量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

(2)超前地质预报、围岩量测工作应紧跟施工，及时反馈信息，以调整开挖工法及支护参数。

(3)开挖前严格按照设计图纸要求施作超前支护。

(4)开挖过程中坚持“管超前、短进尺、弱爆破”的原则。

三台阶七步法

三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。

1.施工工艺流程

三台阶七步法施工施工工艺流程见图4-3-6，施工工序示意图4-3-7。

图 4-3-7  三台阶七步法施工工艺流程图

2.施工步骤

(1)第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，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。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆（管），锁脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度；

(2)第2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆（管），锁脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度；。

(3)第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆（管），锁脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度；

(环进尺相一4)第6步，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循致；

(5)第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4～6m。

3.施工注意事项

(1)台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。

①仰拱紧跟下台阶，初期支护及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右，有条件的应尽量缩短闭合时间。

②隧底开挖应采用全幅全段施工，每循环开挖长度宜控制在2～3m，开挖后及时进行初期支护；仰拱施工每循环长度宜控制在4～6m，其距上台阶开挖工作面宜控制在30m以内。铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行。

③二次衬砌距仰拱保持2倍以上衬砌循环作业长度，但不得大于30m。

(2)在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在3～5m，宽度为隧道开挖宽度的1/3～1/2。中、下台阶左、右侧开挖应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为 2～3m。

(3)施工应严格控制开挖长度，合理确定循环进尺，每次开挖长度不得超过1.6m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，以减少围岩暴露时间。

(4)严格按设计要求施作超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，保证隧道在超前支护的保护下安全施工。在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，超前支护应按设计要求加强。

(5)隧道周边部位预留30cm人工开挖，其余部位采用机械开挖。施工中，各部底脚机械开挖时均留20cm-30cm，采用人工开挖，保证钢架底脚密实。

(6)台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆（管）、钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。初喷混凝土应在开挖后立即进行，钢筋网随受喷面起伏铺设，并与锚杆（管）、钢架连接牢固；钢架应架设在坚实基面上或在其底部铺垫槽钢，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚土回填，钢架应与锁脚锚杆（管）焊接牢固；钢架背后严禁出现空洞。

(7)隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。

(8)施工过程中可采取增加拱（墙）脚锁脚锚杆（管）、增设钢架拱（墙）脚部位纵向连接筋、扩大拱（墙）脚初期支护基础及增设拱（墙）脚槽钢垫板等增强拱（墙）脚承载力措施来控制变形。

(9)完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。当地层含水量大时，在上台阶开挖工作面附近开挖横向水沟，将水引至隧道两侧排水沟排出洞外。反坡施工时，应设置集水坑将水集中抽排。