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摘要：在公路建设工程中，隧道施工属于公路施工中重要环节之一，对于隧道施工安全及施工方法都是直接影响到整个工程的进度及费用。处理的好坏直接决定工程质量的高低。然而三台阶七步流水开挖法对隧道工程施工过程中的安全起到了决定的保障，对工程质量起到了可靠的保证；对工程进度的顺利进行起到积极推进作用；从而保证隧道工程项目的顺利实施。
关键词：隧道施工；三台阶七步流水；开挖法
中图分类号： U455文献标识码：A
在隧道施工组织设计技术方案中，隧道的施工开挖方法和进尺直接影响到隧道的施工安全，特别是施工人员的生命安全隧道的施工安全，直接影响到工程进度、费用，处理不好还会给工程质量带来终身的隐患。因此，隧道的科学施工开挖方法和精细化的管理对工程施工安全、质量和进度都能得到可靠的保证，经济上也能得到一定的效益。我就三台阶七步流水开挖法施工工艺流程总结如下：
(一)施工作业要求
（1）采用三台阶七步开挖法施工，将超前地质预报纳入施工工序，并根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。
（2）采用三台阶七步开挖法施工，根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。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进行加强。
（3）三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：
（1）以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破。
（2）弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护。
（3）其他分步平行开挖，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环。
（4）仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。
（5）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。
（6）完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
（二）三台阶七步开挖法施工步骤
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4～6cm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°按照设计要求打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
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4～6cm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°按设计要求打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
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4～6cm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°按设计要求打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
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环进尺相一致。
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。
（三）三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。初期支护应在开挖后立即施作，以保护围岩的自然承载力。
（1）初喷混凝土封闭岩面
①初喷混凝土应在开挖后立即进行。
② 用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。
③ 工作面滴水或淋水时，宜采用钻孔埋管做好引排水。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，通过添加外加剂、掺合剂改善混凝土性能，也可采用干喷形式快速封闭渗水岩面。
④ 喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
⑤ 喷射作业应分段分片依次进行，喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行，坐也是应避免上部喷射回弹料虚掩拱（墙）脚；先找平凹洼部分，后喷射凸出部分，各部平顺连接。喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在0.6～1.2m，沿水平方向以螺旋形划圈移动。
（2）系统锚杆（管）、钢筋网施作应符合下列要求：
①初喷混凝土后应及时施作锚杆，锚杆必须设置垫板。岩石隧道拱部系统锚杆必须带排气装置，采取沿锚杆孔进浆的施工工艺；系统锚杆按设计要求选用。
② 钢筋网按照设计要求钢制作，网格尺寸20cm×20cm，按照设计要求单层或则双层布置，搭接长度应为1～2个网格，网片间采用焊接方式连接。
③ 钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不应大于3cm，钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于4cm。
（3）安装钢架应符合下列要求：
① 拱部单元安装工序：放样确定钢架基脚位置→施作定位锚杆→架设钢架→布设纵向连接筋。
② 墙部单元安装工序：墙脚部位铺设槽钢垫板→施作定位锚杆→对应拱部单元架设墙部钢架单元→布设纵向连接筋。 拱、墙部钢架单元宜采用栓接的方式连接。
③ 加强钢架拱（墙）脚锁脚锚杆（管）施工，各台阶每单元钢架拱（墙）脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设4根或4根以上锁脚锚杆（管），鎖脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，锁脚锚杆直径不应小于22mm，锁脚锚管直径不应小于42mm，长度不得小于设计要求尺寸，以控制基脚变形。
④ 施工注意事项及要求：
a钢架拱（墙）脚应架设在稳固的基岩上或底部铺垫槽钢，以保证钢架基础稳固。安装前应清除基脚下的虚碴、虚土及杂物。
b钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm，垂直度允许偏差为±2°。
c钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固，以增强钢架的整体稳定性。
d锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点，锁脚锚杆尾部宜加工成“L”型。钢架连接板应采用栓接牢固连接。
e钢架和初喷混凝土间有较大间隙时，每隔2m应采用骑马或楔形垫块顶紧；钢架与围岩的间隙不应大于5cm。
(4) 喷射混凝土厚度应符合设计要求，二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚宜为5～6cm。喷射混凝土表面应平顺，无空鼓、裂缝、松酥，平整度宜采用2m靠尺检查，表面平整度D/L≤1/6,L为两相邻凸面的距离，D为两相邻凸面之间凹进去的深度。
(四)仰拱施工
（1）隧底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜控制在2～3m。当仰拱施工滞后下部台阶开挖面30～40m时，应停止前方工作面开挖或短距离跳槽进行隧底开挖。
（2）隧底开挖后，应及时清除虚碴、杂物、泥浆、积水，立即初喷4～6cm厚混凝土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。
（3）仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为4～6m，仰拱应采用浮放模板支架成型。仰拱混凝土应分段全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱施工缝和变形缝应设置止水带。仰拱表面应平顺，不积水。
（4）仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100％后允许车辆通行。仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅、不积水。
三台阶七步流水开挖法施工工艺流程通过在宁夏东毛高速公路和黑海高速公路的施工实践，对隧道工程施工过程中的安全起到了决定的保障，对工程质量起到了可靠的保证；对工程进度的顺利进行起到积极推进作用；从而保证隧道工程项目的顺利实施。
参考文献
[1]帅建国.隧道工程“三台阶七步开挖法”快速施工[J].建筑施工,2011，33（11）
[2]陈永.三台阶七步流水作业法在特长隧道中的应用[J].山西建筑,2011，37（8）
[3]罗发胜，闵娟.公路隧道三台阶七步流水法施工技术应用研究[J].中国新技术新产品,2012，（3）
作者简介：李汉永：1962.07 ：男：宁夏永宁县：本科：高级工程师：研究方向：交通工程：从事工作：公路工程管理
关键词：隧道施工；三台阶七步流水；开挖法
中图分类号： U455文献标识码：A
在隧道施工组织设计技术方案中，隧道的施工开挖方法和进尺直接影响到隧道的施工安全，特别是施工人员的生命安全隧道的施工安全，直接影响到工程进度、费用，处理不好还会给工程质量带来终身的隐患。因此，隧道的科学施工开挖方法和精细化的管理对工程施工安全、质量和进度都能得到可靠的保证，经济上也能得到一定的效益。我就三台阶七步流水开挖法施工工艺流程总结如下：
(一)施工作业要求
（1）采用三台阶七步开挖法施工，将超前地质预报纳入施工工序，并根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。
（2）采用三台阶七步开挖法施工，根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。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进行加强。
（3）三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：
（1）以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破。
（2）弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护。
（3）其他分步平行开挖，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环。
（4）仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。
（5）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。
（6）完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
（二）三台阶七步开挖法施工步骤
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4～6cm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°按照设计要求打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
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4～6cm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°按设计要求打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
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4～6cm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°按设计要求打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
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环进尺相一致。
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。
（三）三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。初期支护应在开挖后立即施作，以保护围岩的自然承载力。
（1）初喷混凝土封闭岩面
①初喷混凝土应在开挖后立即进行。
② 用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。
③ 工作面滴水或淋水时，宜采用钻孔埋管做好引排水。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，通过添加外加剂、掺合剂改善混凝土性能，也可采用干喷形式快速封闭渗水岩面。
④ 喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
⑤ 喷射作业应分段分片依次进行，喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行，坐也是应避免上部喷射回弹料虚掩拱（墙）脚；先找平凹洼部分，后喷射凸出部分，各部平顺连接。喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在0.6～1.2m，沿水平方向以螺旋形划圈移动。
（2）系统锚杆（管）、钢筋网施作应符合下列要求：
①初喷混凝土后应及时施作锚杆，锚杆必须设置垫板。岩石隧道拱部系统锚杆必须带排气装置，采取沿锚杆孔进浆的施工工艺；系统锚杆按设计要求选用。
② 钢筋网按照设计要求钢制作，网格尺寸20cm×20cm，按照设计要求单层或则双层布置，搭接长度应为1～2个网格，网片间采用焊接方式连接。
③ 钢筋网随受喷面起伏铺设，其间隙不应大于3cm，钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于4cm。
（3）安装钢架应符合下列要求：
① 拱部单元安装工序：放样确定钢架基脚位置→施作定位锚杆→架设钢架→布设纵向连接筋。
② 墙部单元安装工序：墙脚部位铺设槽钢垫板→施作定位锚杆→对应拱部单元架设墙部钢架单元→布设纵向连接筋。 拱、墙部钢架单元宜采用栓接的方式连接。
③ 加强钢架拱（墙）脚锁脚锚杆（管）施工，各台阶每单元钢架拱（墙）脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设4根或4根以上锁脚锚杆（管），鎖脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，锁脚锚杆直径不应小于22mm，锁脚锚管直径不应小于42mm，长度不得小于设计要求尺寸，以控制基脚变形。
④ 施工注意事项及要求：
a钢架拱（墙）脚应架设在稳固的基岩上或底部铺垫槽钢，以保证钢架基础稳固。安装前应清除基脚下的虚碴、虚土及杂物。
b钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm，垂直度允许偏差为±2°。
c钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固，以增强钢架的整体稳定性。
d锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点，锁脚锚杆尾部宜加工成“L”型。钢架连接板应采用栓接牢固连接。
e钢架和初喷混凝土间有较大间隙时，每隔2m应采用骑马或楔形垫块顶紧；钢架与围岩的间隙不应大于5cm。
(4) 喷射混凝土厚度应符合设计要求，二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚宜为5～6cm。喷射混凝土表面应平顺，无空鼓、裂缝、松酥，平整度宜采用2m靠尺检查，表面平整度D/L≤1/6,L为两相邻凸面的距离，D为两相邻凸面之间凹进去的深度。
(四)仰拱施工
（1）隧底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜控制在2～3m。当仰拱施工滞后下部台阶开挖面30～40m时，应停止前方工作面开挖或短距离跳槽进行隧底开挖。
（2）隧底开挖后，应及时清除虚碴、杂物、泥浆、积水，立即初喷4～6cm厚混凝土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。
（3）仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为4～6m，仰拱应采用浮放模板支架成型。仰拱混凝土应分段全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱施工缝和变形缝应设置止水带。仰拱表面应平顺，不积水。
（4）仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100％后允许车辆通行。仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅、不积水。
三台阶七步流水开挖法施工工艺流程通过在宁夏东毛高速公路和黑海高速公路的施工实践，对隧道工程施工过程中的安全起到了决定的保障，对工程质量起到了可靠的保证；对工程进度的顺利进行起到积极推进作用；从而保证隧道工程项目的顺利实施。
参考文献
[1]帅建国.隧道工程“三台阶七步开挖法”快速施工[J].建筑施工,2011，33（11）
[2]陈永.三台阶七步流水作业法在特长隧道中的应用[J].山西建筑,2011，37（8）
[3]罗发胜，闵娟.公路隧道三台阶七步流水法施工技术应用研究[J].中国新技术新产品,2012，（3）
作者简介：李汉永：1962.07 ：男：宁夏永宁县：本科：高级工程师：研究方向：交通工程：从事工作：公路工程管理