三台阶法

摘要： 以乐雅高速公路光华山隧道三台阶法开挖工程为例,利用有限元软件ABAQUS研究隧道开挖对围岩变形和关键点位移的变化规律,并将现场实测结果与数值结果进行对比分析。结果表明,隧道开挖过程中围岩水平位移小于竖向位移,且变化较小;与拱顶沉降相比,隧道开挖过程使拱腰水平收敛所需稳定时间更长;隧道开挖会导致拱顶发生沉降且仰拱出现隆起;左右侧拱脚和拱腰均向隧道中心移动,且与拱脚相比,隧道开挖对拱腰的水平位移影响更大。实测结果证明数值模拟规律的正确性,可为隧道支护设计及开挖方法选定提供依据。

摘要： 以印尼雅万高铁2号隧道(泥岩隧道)工程为依托,基于“快挖、快支、快成环”的理念,提出了大断面泥岩隧道三台阶微台阶加临时仰拱紧跟快速施工的方法。该方法对传统三台阶施工法进行了改进,多台阶同步推进开挖,初支及临时仰拱及时封闭。现场工程实践表明:与传统中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)、双侧壁导坑法、传统三台阶七步法相比,该工法可以避免对围岩的多次扰动,施工工序简单,配合隧道施工机械能够大幅度提高隧道封闭的速度,对V~Ⅵ级泥岩段隧道施工变形控制具有很大成效[1]。介绍了对其进行的研究。

摘要： 以中兰客专某层状片岩大断面隧道工程为依托,在考虑层状岩体强度和变形各向异性的基础上,采用MIDAS GTX软件进行三台阶法施工数值分析,研究了隧道围岩的空间变形特征。结果表明:(1)层状岩体中隧道变形具有空间非均匀性特征,拱顶沉降远大于边墙收敛。随着掌子面的推进,拱顶沉降曲线呈现缓—陡—缓形状,上、中台阶开挖沉降量所占比例较高,开挖影响范围为1倍洞径;边墙收敛曲线呈现缓—直—缓形状,开挖影响范围大致为2倍洞径。(2)隧道围岩塑性区呈现不对称分布特征,大致沿层面法向方向分布。随着掌子面的推进,塑性区逐渐向围岩深处扩展,各开挖台阶拱脚处塑性应变较大,是施工的薄弱部位。

摘要： 隧道进洞段围岩的稳定性是隧道工程领域重点关注的问题。以某大断面公路隧道进洞段作为研究对象,采用Midas GTS NX有限元软件建立了隧道进洞段三维数值模型,利用监测的变形数据和压力数据对模型参数进行标定,获取了一组可真实反映围岩特性的模型参数。并进一步对进洞施工工法进行了模拟,通过分析开挖过程中围岩变形和应力的变化规律,分析大断面隧道进洞段围岩的稳定性。结果表明:采用三台阶法开挖进洞,大断面隧道掌子面开挖所引起的围岩沉降量占总沉降量的75%以上;围岩完成应力重分布之后的应力水平约为开挖之前的25%;隧道边墙的围岩应力和变形规律呈现出明显的四阶段演化特征,且在前3个阶段表现出相反的增减趋势,最后均趋于平缓。整体而言,采用三台阶法开挖可保证大断面隧道进洞段围岩的稳定性。

摘要： 以彬县隧道工程为例,根据隧道断面尺寸、地质特性、开挖方案、机械配置,合理优化三台阶,充分发挥机械效率,有效排除水干扰,实现隧道穿越富水软弱地层的快速施工,解决富水软弱泥质砂岩下仰拱施工速度制约掌子面进度的问题,对今后类似围岩下隧道施工提供借鉴价值。

摘要： 文章以夏鹃路连拱隧道为例,采用FLAC 3D有限差分软件模拟大跨度浅埋连拱隧道三台阶法开挖过程,讨论在管棚支护、管棚+锁脚锚杆支护、管棚+超前小导管注浆支护、管棚+锁脚锚杆+超前小导管注浆支护四种不同支护下隧道的拱顶下沉、周边收敛值,并得出隧道施工后的位移云图。最后,通过对比不同支护条件下隧道位移沉降值,得出隧道开挖采用管棚+锁脚锚杆+超前小导管注浆复合支护时拱顶沉降及周边收敛值最小。采用管棚+超前小导管注浆支护时隧道的位移沉降值与采用管棚+锁脚锚杆+超前小导管注浆支护的位移沉降值相近,出于经济效益考虑,也可采用管棚+超前小导管注浆支护。

摘要： 为掌握G109项目浅埋偏压隧道施工时的隧道收敛变形演化规律,以清水2号隧道工程为背景,基于数值模拟,研究三台阶工法施工时浅埋偏压隧道的变形特征及演化规律。研究结果表明:随着隧道掘进,当隧道掘进深度小于40 m时,沉降变形量逐渐减小,沉降最大值在洞口处;当隧道进尺大于40 m后,沉降变形量先增大后减小,拱顶沉降最大值位于隧道掌子面后方15 m处,而拱肩沉降最大值出现在隧道掌子面后方20 m处;拱腰收敛最大值出现在掌子面后方10 m处;数值模拟与监测技术的有效结合,可为工程实践提供指导。

摘要： 本文以某公路工程为例,在概述工程地质条件及隧道开挖方案的基础上,通过构建ANSYS有限元模型,对包括台阶高度和长度在内的公路隧道松散地层洞段三台阶法开挖参数进行优化探讨,综合工程实际和模拟结果,最终将上台阶开挖高度和长度分别确定为1.4m和2m,为类似隧道工程松散地层洞段开挖施工实践具有借鉴参考价值。

摘要： 软岩大变形问题一直是隧道工程界的头号难题,为了研究预应力树脂锚杆对于隧道软岩大变形控制效果,文章依托白石头隧道工程开展现场对比试验。为了减小其他变量干扰,选取试验条件基本相同的大变形里程段开展试验,试验段揭示岩性基本为薄层绢云片岩、炭质片岩。试验段基本设置为无树脂锚杆段100 m,有树脂锚杆钢架不同段442 m。试验段对选定断面的拱顶沉降、水平收敛、围岩压力、钢架应力和锚杆轴力等进行监测。试验结果表明:施作预应力树脂锚杆对于降低钢拱架应力、拱顶沉降变形速率与变形值均有明显作用;在钢架强度较弱工况下,对于水平收敛变形的控制效果很差。预应力树脂锚杆施作3 h后即可达到设计强度要求,整体受拉,在17~20天内能起到很好的变形控制作用,之后存在失效现象。预应力树脂锚杆在薄层绢云片岩、炭质片岩地层条件下的适应性有待进一步研究。

摘要： 大断面隧道施工会对上部建筑所处地层的形态造成一定程度影响。为满足文物局要求,确保施工安全,要尽可能控制隧道开挖对古长城的沉降影响。本文以某公路隧道下穿古长城项目为背景,对软弱围岩地质条件下常用的3种隧道开挖工法:CD法、CRD法和三台阶法,用有限元软件FLAC3D进行数值模拟,通过对比3种开挖工法监测点的沉降值与应力值,分析不同开挖工法对上部古长城结构沉降的影响。经整理分析结果,在确保长城结构安全的基础上,提出以CRD法作为综合效益最高的施工方案。

摘要： 依托云南晋红高速光山1号隧道建设工程,采用三维有限差分数值模拟手段研究埋深对隧道围岩稳定性影响,并模拟140m埋深隧道1,2,4m施工进尺下三台阶法开挖过程,对不同埋深下的围岩应力、位移与塑性区状况,以及施工进尺对围岩应力、位移等的影响进行了分析.研究结果表明:随着埋深的增加,隧道围岩稳定性降低,在埋深较大地段需加强支护与监控量测,施工进尺对围岩应力与位移影响较大,采用三台阶法施工时进尺宜为1m.

摘要： 本文以在建国道569曼德拉至大通公路宁缠隧道进口段为依托,介绍了宁缠隧道进口段在富水、堆积体碎石土地质条件下所采用的隧道快速施工技术;着重阐述了该段隧道通过采用三台阶法施工并且三台阶均设置临时仰拱,再采取管棚超前支护、Φ76锁脚导管、加强监控量测等辅助措施,不仅能够使下台阶拉开距离,掌子面开挖和仰拱浇筑形成平行作业,还能有效地控制了隧道软弱围岩的变形,保证了安全施工,达到了加快富水、堆积体碎石土隧道的施工进度的效果;该施工方法为类似富水、堆积体碎石土围岩隧道施工提供了借鉴意义.

摘要： 根据软弱围岩工程地质特征,结合四川省某单线铁路隧道工程,应用有限元分析软件ANSYS建立模型,分别用核心土法与三台阶法对隧道进行施工模拟,得到两种施工方法下各个开挖阶段支护结构的位移和内力,计算得出隧道施工过程的安全系数.通过对比两种施工方法得到结果,得出核心土法施工过程中和施工后二衬结构的安全系数较高,有利于施工安全的保障,因此对于本工程而言,优先采用核心土法进行施工.

摘要： 南村隧道为北京108国道改建工程中的重点工程,三台阶法为该隧道Ⅴ级围岩的主要开挖方法.三台阶法在施工中有效地利用监控量测技术,及时根据监控数据变化相应地改变支护参数及控制施工步距,做到动态施工,在控制沉降和收敛方面以及加快施工进度方面效果显著.南村隧道围岩较差，强度较低，节理裂隙发育，施工爆破震动所产生的围岩变形不可忽视。对于围岩较差地带，采取短进尺以及“能挖不放炮，需放炮放小炮”的原则，有效地控制了爆破震动对围岩变形的影响。在不影响机械作业施工的情况下，施工中二衬与掌子面的步距控制在45-50m范围内，封闭成环与掌子面距离控制在20-25m范围内，可有效地控制围岩变形。在软弱破碎围岩中，及时封闭成环与二衬紧跟可有效抑制围岩变形，确保施工安全。

摘要： 南村隧道为北京108国道改建工程中的重点工程,三台阶法为该隧道V级围岩的主要开挖方法.三台阶法在施工中有效的利用监控量测技术,及时根据监控数据变化相应的改变支护参数及控制施工步距,做到动态施工,在控制沉降和收敛方面以及加快施工进度方面效果显著.

摘要： 文章结合狮公岩二号隧道工程特点，采用平面应变有限元方法建平面模型及弹塑性有限元计算模型对隧道开挖方法进行比较，从安全、进度、成本等方面优化，最终确定了三台阶法为最优施工方案。

摘要： 在全风化富水二长花岗岩中,围岩极其软弱,采用长管棚结合三台阶临时仰拱法进行施工,取代CRD法,既保证了隧道的安全,又简化了施工程序.

摘要： 介绍了武广客运专线SDⅡ标大瑶山一号隧道九峰河导流洞实施过程中,重视信息化管理,选择并采用了的"三台阶法"施工工法,减少了临时支护、加快了施工进度、降低了施工难度、缩短了工期,为正洞施工及时提供了弃碴场地,取得了良好的经济、社会效益.为今后类似超大断面顺穿断层隧道施工提供一些思路,为客运专线正洞施工提供部分有价值的施工经验.

摘要： 龙洲湾隧道是修建在富水破碎围岩中的大断面公路隧道,因其地层岩体成碎状,在施工中易引发坍塌、涌水、突泥等不良地质现象,选取合适的施工工法及参数能有效减小施工带来的风险.文章通过调研分析富水破碎围岩隧道常用施工工法,从施工的安全、高效性出发,通过数值计算与现场实测对比分析,得出了依托工程宜采用三台阶法施工,并明确了台阶长度取3m的合理性,从而为富水破碎围岩大断面隧道施工工法及参数的选取提供参考依据,对后续类似地层隧道施工起到一定的指导作用.

摘要： 在中南部铁路通道临县隧道施工中遇到了土石分界不良地质,其地层上部为黄土、粉质粘土,下部为砂岩和泥岩互层,土石界面处裂隙水发育,砂泥岩互层结合差.爆破作业时,特别是在隧道浅埋段时产生的震动对围岩和地表的影响,易引起土石界面处围岩应力变化,极易造成土体沿土石界面处滑塌和拱部坍塌事故,安全风险高、施工难度大.施工中运用了综合超前地质预报、超前密排小导管支护措施和三台阶控制爆破施工技术,成功地通过了土石分界地段.

摘要： 本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种软弱土层上台阶采用中隔壁的三台阶七步组合开挖法，本发明分上中下台阶进行开挖，上台阶为减少变形创新性的采用钢拱架中隔壁，本发明还创新的提出了一种预制钢拱架导向钢套管隧道锁脚锚杆施工技术，本发明方法应用加快了施工进度，减少了隧道沉降变形，降低了工程施工成本。

摘要： 本发明涉及隧道贯通施工技术，具体为一种隧道贯通段三台阶临时仰拱安全施工工法。解决了目前隧道贯通施工通常产用CRD法或超前管棚施工存在施工效率较低的技术问题。本发明特点：对于浅埋高水位的Ⅵ级围岩贯通施工，采用三台阶临时仰拱法+Φ42超前密排小导管进行贯通施工，极大的提高了总体施工效率。掌子面预留核心土并打设锚管并注浆，保证了掌子面土体的稳固。拱脚增加缩脚锚管数量，拱脚垫块加大，每榀设置临时仰拱，提高了初支钢架的稳定性和承载力。在三台阶临时仰拱法施工的基础上，本发明提高各项支护参数要求，对三台阶临时仰拱施工方法加以改良，使得隧道在贯通施工过程中，既能保证施工进度，又可以极大地提高施工的安全系数。

摘要： 本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种软弱土层上台阶采用中隔壁的三台阶七步组合开挖法，本发明分上中下台阶进行开挖，上台阶为减少变形创新性的采用钢拱架中隔壁，本发明还创新的提出了一种预制钢拱架导向钢套管隧道锁脚锚杆施工技术，本发明方法应用加快了施工进度，减少了隧道沉降变形，降低了工程施工成本。

摘要： 本发明提供一种大断面隧道三台阶三步法开挖快速封闭成环施工方法，包括以下步骤：步骤(1).施工准备，工地现场进行清理、防护、布置，然后进行超前地质预报、测量；步骤(2).对上、中、下台阶开挖，开挖完成后进行断面检查，如果不满足要求就需要欠挖处理；步骤(3).出渣，扒下来的渣土采取挖掘机装渣，自卸汽车运输至洞外弃渣场或在隧道一侧堆存备用；步骤(4).支护，按照“仰拱→下台阶→中台阶→上台阶”的顺序进行喷射混凝土作业，喷射混凝土施工作业完成后用临时堆存的渣土将仰拱初支回填，以保证前方掌子面连续作业。本发明提高了械机和劳动力的使用效率、缩短了初期支护封闭成环的时间、提高了施工质量、保证了施工期间安全。

摘要： 本发明属于隧道技术领域，尤其是一种用于隧道内三台阶开挖法防塌方设备，包括支撑架组，支撑架组是由第一支撑架、多个第二支撑架、第三支撑架以及第四支撑架构成，还包括驱动小车、固定装置、支撑装置、伸缩装置、调节装置以及移动小车。该用于隧道内三台阶开挖法防塌方设备，通过设置固定装置，能够对支撑架组起到固定作用，增加支撑架组的支撑力，能够自动进行固定和解除固定，便于支撑架组的位置调整，通过三角板的偏转，能够对螺旋钻管的固定，增加了支撑架组的稳定性，从而增加对隧道的支撑效果，解决了现有的隧道采用三台阶开挖法进行施工，变挖边支护减低了支护的支撑力，容易造成隧道的塌方的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种三台阶法向CRD法直接转换快速施工方法，包括以下步骤：S1、对掌子面进行超前加固支护；S2、进入关键断面前，在所述关键断面前的小断面施工段完成三台阶法到四台阶法的转换，在关键断面前形成四个台阶；S3、在所述台阶Ⅰ和所述台阶Ⅱ处掘进施工形成左上分部和右上分部两个分部，在所述台阶Ⅲ和所述台阶Ⅳ处掘进施工形成左下分部和右下分部两个分部；S4、待最后一个分部掘进超过所述关键断面时，三台阶法向CRD法转换完成；S5、利用常规CRD法对过渡段和大断面施工段进行施工挖掘。本发明实现台阶法直接向常规CRD法转换，避免复杂的转换步序。

摘要： 本发明公开了一种超大断面隧道三台阶七步法向中岩柱法转换的施工方法，首先使用三台阶七步法开挖至待转换开挖区域，然后将待转换开挖区域使用中岩柱法进行区域划分，依次划分为左、右两侧导坑和中岩柱，施工方法推进转换过程中，左、右两侧导坑仍然延用三台阶法持续推进，右侧导坑由后行导坑变先行导坑向前推进，中部三台阶核心土逐步收拢形成中岩柱支撑体，施工方法转换完成后，左、右两侧导坑继续延用三台阶法持续推进，中部三台阶核心土收拢形成同一断面中岩柱支撑体。双洞中岩柱法先开挖两侧导洞并做好初期支护和临时支撑，预留中间岩柱支撑上部荷载，减少沉降量。最后拆除中部岩柱，施作拱部和仰拱初期支护形成闭支护。

摘要： 本发明提供了一种基于三台阶法的隧道开挖施工组织方法，本发明创新隧道开挖施工组织方式，通过对作业班组进行混合编排，对各台阶作业工作量进行调整，并综合考虑各作业工序施工所需时间，使各工序作业人员、作业任务量、作业时间相匹配，形成流水作业与平行作业相结合的施工组织模式，能够有效缩短采用三台阶法施工的隧道单开挖循环作业时间，提高开挖施工进度。

摘要： 本发明公开了一种三台阶法向CRD法直接转换快速施工方法，包括以下步骤：S1、对掌子面进行超前加固支护；S2、进入关键断面前，在所述关键断面前的小断面施工段完成三台阶法到四台阶法的转换，在关键断面前形成四个台阶；S3、在所述台阶Ⅰ和所述台阶Ⅱ处掘进施工形成左上分部和右上分部两个分部，在所述台阶Ⅲ和所述台阶Ⅳ处掘进施工形成左下分部和右下分部两个分部；S4、待最后一个分部掘进超过所述关键断面时，三台阶法向CRD法转换完成；S5、利用常规CRD法对过渡段和大断面施工段进行施工挖掘。本发明实现台阶法直接向常规CRD法转换，避免复杂的转换步序。

摘要： 本发明公开了一种超大断面隧道三台阶七步法向中岩柱法转换的施工方法，首先使用三台阶七步法开挖至待转换开挖区域，然后将待转换开挖区域使用中岩柱法进行区域划分，依次划分为左、右两侧导坑和中岩柱，施工方法推进转换过程中，左、右两侧导坑仍然延用三台阶法持续推进，右侧导坑由后行导坑变先行导坑向前推进，中部三台阶核心土逐步收拢形成中岩柱支撑体，施工方法转换完成后，左、右两侧导坑继续延用三台阶法持续推进，中部三台阶核心土收拢形成同一断面中岩柱支撑体。双洞中岩柱法先开挖两侧导洞并做好初期支护和临时支撑，预留中间岩柱支撑上部荷载，减少沉降量。最后拆除中部岩柱，施作拱部和仰拱初期支护形成闭支护。