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三臺階七步開挖法在隧道工程中的應用
明確三臺階七步開挖作業的工藝流程、操作要點和相應的工藝標準,指導、規范隧道開挖施工,盡可能地減少超挖,保證隧道的開挖作業安全、保證開挖質量。

一、隧道開挖前準備 

  隧道開挖前,首先完成洞口截水溝、洞口土方及邊仰坡防護施工。洞口土方采用挖掘機配合裝載機自上而下分層施工,大型自卸汽車運輸,并及時做好坡面防護,開挖一段(臺階)防護一段(臺階)。洞口明洞采用明挖法施工,開挖至明暗分界線后,先施做護拱混凝土,然后施做暗洞超前大管棚,隨后立即做好明洞襯砌,隨后進入暗洞施工,待明洞混凝土達到設計規定的強度后及時進行明洞洞頂回填。暗洞開挖根據圍巖情況Ⅴ級地段采用三臺階七步開挖法施工,Ⅳ級地段采用臺階法施工,Ⅱ、Ⅲ級地段采用全斷面開挖法施工。黃土隧道施工嚴格按照“嚴控水、強支護、短進尺、勤量測”的原則組織施工,應特別注意地表沖溝、陷穴對隧道的影響,要加強調查和處理。石質隧道破碎帶按照“先支護、后開挖、短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的原則進行組織施工。

二、三臺階七步開挖法 

  石質隧道的爆破作業,應采用光面爆破或預裂爆破。爆破作業應根據工程地質條件、開挖斷面、開挖方法、循環進尺和爆炸材料進行鉆爆設計。鉆爆設計應根據爆破效果不斷優化爆破參數。鉆爆設計的內容包括炮眼(掏槽眼、輔助眼、周邊眼)的布置、深度、斜率和數目,爆破器材、裝藥量和裝藥結構,起爆方法和爆破順序,鉆眼機具和鉆眼要求等。爆破參數應通過試驗確定。

具體施工步驟如下:

  第1步,上部弧形導坑開挖:在拱部超前支護后進行,環向開挖上部弧形導坑,預留核心土,核心土長度宜為3~5米,寬度宜為隧道開挖寬度的1/3~1/2。開挖循環進尺應根據初期支護鋼架間距確定,最大不得超過1。5米,開挖后立即初噴3~5cm砼。上臺階開挖失跨比應大于0。3,開挖后應及時進行噴、錨、網系統支護,架設鋼架,在鋼架拱腳以上30cm高度處,緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30°搭設鎖腳錨桿,拱腳錨桿和鋼架牢固焊接,復噴砼至設計厚度。

  第2、3步,左右側中臺階開挖:開挖進尺應根據初期支護鋼架間距確定,最大不得超過1.5m,開挖高度一般為3~3.5m,左右側臺階錯開2~3m,開挖后立即初噴3~5cm砼,及時進行噴、錨、網系統支護,接長鋼架,在鋼架拱腳以上30cm高度處,緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30°搭設鎖腳錨桿,拱腳錨桿和鋼架牢固焊接,復噴砼至設計厚度。

  第4、5步,左右側下臺階開挖:開挖進尺應根據初期支護鋼架間距確定,最大不得超過1.5m,開挖高度一般為3~3.5m,左右側臺階錯開2~3m,開挖后立即初噴3~5cm砼,及時進行噴、錨、網系統支護,接長鋼架,在鋼架拱腳以上30cm高度處,緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30°搭設鎖腳錨桿,拱腳錨桿和鋼架牢固焊接,復噴砼至設計厚度。

  第6步,上中下臺階預留核心土:各臺階開挖分別開挖后及時施作仰拱初期支護,完成兩個隧道開挖、支護循環后,及時施作仰拱,仰拱分段長度宜為4~6m。

  第7步,隧底開挖:每循環開挖進尺長度宜為2~3m開挖后及時施作仰拱初期支護,完成兩個隧底開挖、支護循環后,及時施作仰拱,仰拱分段長度宜為4~6m。


三、注意事項   
(1)暗洞分部開挖時,在滿足設計規范及安全質量要求的前提下,應盡量采用適合機械化作業的施工工藝,分部尺寸劃分合理,各分部盡量平行作業,從而達到快速施工的目的。  
(2)棄碴時要由專人指揮、堆放整齊、邊坡平整,棄碴場需設置擋墻。施工過程中杜絕隨意傾倒棄碴和棄土。施工完畢后,對棄碴場及時平整,并做好綠化、防護,避免水土流失。  
(3)隧道在整個施工過程中,作業環境應符合職業健康及安全標準。  
(4)便道及施工現場要注意撒水防塵,減少對周圍環境的破壞。  
(5)隧道施工作業地段必須保證足夠的照明。不安全因素較大的地段應加大照度。在主要交通道路、洞內抽水機站應設置安全照明,漏電地段照明應采用防水燈頭和燈罩。 

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