三台阶开挖方案

隧道开挖工法应根据工程地质条件和水文地质资料，结合开挖断面大小、衬砌类型、隧道长度、工期要求及环境制约等因素综合确定，工法选择应尽量减少工法转换。对地质条件变化较大的隧道，选用的施工工法法应有较大的适应性，当需要变更施工方法时，以工序倒换简单和较少影响施工进展为原则，一般不宜多种施工工法。

    我标段内主要有两座地质复杂的长大隧道--六郎隧道、对门山隧道，在大地构造上处于青藏川滇歹字型构造体系，应力集中，区域地质构造极其复杂；构造活动强烈，具继承性和多期复活特点。六郎隧道穿越可溶岩地段，岩溶发育，岩溶形态以溶隙、溶洞等岩溶管道为主，地下水甚为丰富，特别是在雨季施工中遇突水、突泥的可能性很大，隧道共发育3个背斜、7个断层；对门山隧道共发育19个断层、9个向斜、5个背斜，受区域断层的控制，次级断层和褶曲也较发育。

根据我标段六郎隧道、对门山隧道构造带多、地下水丰富的特点，我部对软弱围岩地段的施工采用三台阶开挖工法。为提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和坍方，确保施工安全，其核心是抓住软弱围岩施工的特点，落实好“三超前、四到位、一强化”等施工关键环节。

一、使用范围

1、六郎隧道、对门山隧道Ⅳ级软质岩地段；

2、六郎隧道、对门山隧道Ⅴ级硬质岩、软质岩地段；

二、总体施工方案

1、采用三台阶开挖，当地质条件较差，为增加掌子面的自稳能力，可采用三台阶预留核心土开挖法。

2、控制台阶长度，台阶形成后，各台阶开挖支护平行作业。

3、中台阶左右两侧可同时开挖，下台阶左右两侧开挖交错进行。

4、Ⅴ级围岩仰拱初支采用I20b工字钢、C25喷射砼封闭成环，仰拱施工必须及时跟进，确保安全步距。

5、仰拱及填充充分利用栈桥分段施工，每段施工长度6～9米。

6、无纺布、防水板、二衬钢筋采用9米长的台架施工。

7、二衬采用12米长的衬砌台车施工。

三、主要施工技术及工艺

上台阶开挖每循环进尺控制为1榀钢架。中、下台阶开挖每循环进尺控制为2榀钢架，左右两侧错开2～3m。

支护参数：φ22锚杆、C25喷射砼初期支护，φ42的小导管超前支护，Ⅳ级围岩采用格栅钢架，Ⅴ级围岩I20b的型钢钢架加强支护。

施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

1、台阶设置

（1）上台阶：开挖高度为3.16m，台阶长度4m（留核心土）。

（2）中台阶：开挖高度为4.16m，台阶长度23m，左右两侧错开开挖，错开距离2～3m。

（3）下台阶：开挖高度为3.09m，台阶长度13m，左右两侧错开开挖，错开距离2～3m。

2、标准施工作业工序

（1）上台阶开挖

在上一循环超前支护防护下，弱爆破开挖⑴部，施作⑴部周边的初期支护：初喷砼、铺钢筋网片，立钢架（设锁脚锚杆或锚管）、钻设径向锚杆、复喷砼至设计厚度。

（2）中台阶开挖

弱爆破开挖⑵、⑶部—开挖进尺控制在2榀钢架，左右错开距离2～3m。施作⑵、⑶部周边的初期支护：初喷砼、铺钢筋网片，立钢架、钻设径向锚杆、复喷砼至设计厚度。

（3）下台阶开挖

弱爆破开挖⑷部—开挖进尺控制在2榀钢架，左右错开距离2～3m。施作⑷部周边的初期支护：初喷砼、铺钢筋网片，立钢架（设锁脚锚杆或锚管）、钻设径向锚杆、复喷砼至设计厚度。

弱爆破开挖⑸部--步骤及工序同⑷。

（4）仰拱开挖

弱爆破开挖⑹部。仰拱开挖每循环不超过3m，开挖后及时施作隧底初支、封闭成环。每6～9m浇注一次仰拱砼，然后浇注填充砼。

（5）在滞后⑹部一段距离后，浇注Ⅶ部仰拱砼。

（6）待仰拱砼初凝后，浇注仰拱填充Ⅷ部。

（7）根据监控量测结果分析，确定二衬施作时机--利用二衬台车一次性浇注Ⅸ部拱墙衬砌，二衬施工时应确保仰拱超前拱墙模筑衬砌3倍以上衬砌循环长度。

3、三台阶施工控制的关键工序

（1）开挖进尺

严格控制开挖进尺，上台阶每循环开挖不超过1榀钢架间距，中下台阶不得超过两榀钢架间距，及时施作初期支护，中、下台架及仰拱开挖须紧跟，并及时支护、成环。

（2）开挖工艺控制

采用弱爆破配合机械开挖的施工方法。在机械开挖软弱围岩前，预留不少于30cm的原土采用人工开挖，以免破坏原土体，应力重新分布，形成塌方。

（3）排水设施

由于两隧道地下水丰富，洞内积水易浸泡拱脚、基底，软化围岩，施工前必须做好排水系统，在下台阶适当位置设置临时集水坑，抽排

水至附近的固定泵站，由大功率水泵排出洞外。

（4）监控量测

施工中要加强监控量测工作，加大围岩量测频次，对量测数据及时分析，以便正确指导施工；监控量测工作均采用无尺量测，尽量避免由于核心土、机具的影响而造成量测滞后，不能及时读取初始数据。通过量测数据分析，及时调整开挖循环进尺，尽量缩短台阶开挖长度，确保施工安全。

四、施工组织

1、点炮，挖掘机、装载机、出碴车在洞口等待。

2、响炮后，通风排烟（综合工班要将风带尽可能接至掌子面）；挖掘机开向掌子面，领工员通知立架工班上班。

3、挖掘机将上台阶的碴扒至中台阶，由装载机配合出碴，同时把钢架转移至上台阶。上台阶立架，由测量人员放线定位。由工人将风水管移至工作面。

4、上台阶立架完成后，加固钢架、施作锁脚锚管、系统锚杆，最后施作超前小导管。

5、中台阶出碴完，开始立架，领工员通知拌和站打喷砼料。

6、装载机安放喷浆机到位，超前小导管施作完成后，上台阶开始喷射砼。中台阶、下台阶钢架架立好后，开始喷射砼。

7、喷射砼完成后，装载机把喷浆机移至指定位置，上台阶开始打钻。领工员通知指定人员领炸药。

8、掌子面打钻完成后，开始装药，由安全员警戒，押运员全程监控装药过程。

9、点炮

五、资源配置

1、有人配置

开挖工班：33人，上台阶20人，中台阶、下台阶分别6人，共18台风钻。

立架工班：24人。上台阶12人，中台阶、下台阶分别6人，共6台喷浆机。

喷砼工班：28人。上台阶16人，中台阶、下台阶分别6人。

2、机械配置

1、严格控制开挖进尺，防止溜塌，施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

2、下台阶两侧拉槽长度距仰拱不应过长，距仰拱7-10米为宜（留足仰拱开挖所需的钻杆、气腿、错开距离），及时施作仰拱，以策安全。

3、钢架加工后必须进行试拼，确保连接板位置正确，垂直度满足要求。现场安装钢架时拱脚必须置于稳固基底上，必要时用砼块做衬垫。

4、锚杆长度、角度必须符合设计要求，锁脚锚杆必须采用“L”型筋与钢架连接，焊缝饱满。

5、钢筋网片纵横向打结必须满足不小于1个网格的要求，并焊接牢固。

6、钢架下必须垫槽钢，增大承载面积，防止钢架下沉。

7、喷射砼后，回弹料及时用风镐凿除，严禁用挖机挖除，以免碰撞钢架造成钢架变形。

8、严格控制超欠挖，确保掌子面圆顺，减小围岩的剪切效应，并缩短喷射砼时间，以便及时封闭掌子面围岩。

软弱围岩地质条件复杂，施工工序繁多，工艺要求严格，技术含量高。如果能认清软弱围岩“变形与坍方的发展过程和变化规律”，严格执行“三超前、四到位、一强化”的施工方针，完全能够避免软弱围岩隧道事故的发生，确保工程安全和生命安全。