新奥法施工隧道工艺经验介绍

新奥法施工隧道工艺经验介绍

一、新奥法介绍

20世纪60年代由于岩石锚杆、喷射混凝土机械和岩石力学方面技术的进展，人们对开挖隧道过程中所出现的围岩变形、松弛、崩塌等现象有了深入的认识。1963年奥地利学者L。腊布兹维奇教授命名的“新奥地利隧道施工法”（NATM）正式出台，它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要的支护方法，理论量测和经验相结合的一种施工方法，同时也是一系列指导隧道设计和施工的原则。新奥法的基本原则可简要的概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”，我国的隧道工作者将其总结为“光面爆破, 喷锚支护、监控量测”三要素。

二、红河II号隧道的新奥法施工

红河II号隧道根据设计图纸和现场调查，隧道所处围岩是Ⅲ类围岩，属于浅埋和偏压隧道，自承能力较差。施工时根据不同的围岩结构，分别采用或综合使用超前锚杆预加固、喷锚体系及格栅式钢构架作为初期支护方案。开挖采用短台阶光面爆破法；弃碴采用人工配合装载机或机动翻斗车清理，即时施工临时支护体系。洞门施工先期进行，并与不少于5m的洞内二次衬砌同时施工以保证结构的连续性和稳定性，避免影响洞内施工；仰拱和铺底分段进行，与二次衬砌及时闭合；防水层在初期支护完毕二次衬砌之前施工；避车洞、排水沟、电气化接触网支架、洞口挡墙等最后施工并抓好隧桥、隧路的施工关系，避免相互干扰，确保工期。

2．1钻爆开挖作业线

根据围岩性质及施工设备选取正台阶开挖法（台阶长度小于5倍但大于1～1.5倍洞跨），上下断面采用平行作业，上台阶开挖要留取核心土。该法因为可缩短支护结构的受力条件，有利于控制隧道收敛速度和量值，适用范围很广。

钻爆开挖工序流程图见下页

为减少隧道施工所引起的对围岩和山体稳定，施工中贯彻“早进（洞）、晚出（洞）、少刷少挖”的思想。隧道进洞前首先清理坡面危岩，用砂浆锚杆对仰坡进行加固，然后用超前小导管对洞口进行预加固。

红家河Ⅱ号隧道进口仰坡加固时先清除仰坡危石，拆除洞顶水渠，在洞顶20m×40m（高×宽）范围内的采用喷锚挂网联合防护方案：超前锚杆采用ZW—II型全长粘接型早强砂浆锚杆（Φ22），长3－5m，间距1.2m×1.2m,表面挂网Φ6×Φ8，网格间距20cm×20cm,喷砼厚10cm。

进口洞口土石方采用明挖法进行，自上而下逐段开挖,分层高度2m，纵向按设计长度5m一次成型，挖掘机作业，挖不动的岩石地段采用弱爆破进行开挖，装载机装碴、出碴。

隧道出口土石方采用人工利用风镐配合光面爆破短台阶法开挖，上台阶长取洞跨的2～4倍。弃碴利用装载机配合自卸汽车装运。

在对隧道洞口土石方施工完毕后，洞口边坡由人工按设计坡度进行刷坡，刷坡后，喷射10cm砼以稳定边坡,防止坍塌。

由现场实际观察，红河Ⅱ号隧道出口仰坡较陡，曾是山民的采石

场，弃用后形成的高大边仰坡。左侧坡脚为堆积虚碴，隧道中线右侧为山体，需刷出设计坡度。仰坡顶部左右两侧均有可耕地，覆盖1～3米黄土层，经流水冲刷，不易稳定。仰坡坡脚下为乡村公路，公路外侧为渭河，河中水边3m处是白家河渭河大桥1＃墩。根据设计采用喷锚加固，加固范围为14m×28m（高×宽），采用Φ28砂浆锚杆，长8～15m，间距1.5m×1.5m，表面挂A3φ6钢筋网，网格间距25cm ×25cm，喷200号混凝土，厚10cm。

红河Ⅱ号隧道进口段（DK1413+794～+801），属Ⅱ类浅埋段，进洞必须采用辅助施工措施，加固后方可进行开挖。红河Ⅱ号隧道进口5米段处于Ⅱ类围岩段，采用格栅钢架3榀/2m，拱部纵向连接筋间距0.5m，拱部挂网，喷10cm厚砼，拱部增加Φ42超前小导管，环向间距40cm，纵向间距2.4m的联合支护方案。

小导管超前注浆加固施工工艺

a小导管设计参数

规格：外径Φ42，壁厚3.5mm，长3.6m的无缝钢管

环向间距：40cm

纵向间距：2.4m

倾角：70

搭接长度：大于1m

b钢管加工

将小导管端部加工成尖锥形，尾部焊上Φ6钢筋加固箍，管壁四周钻Φ10mm压浆孔，尾部留1m不设压浆孔。

c施工步骤

（1）、打管：对洞面按设计尺寸放线，画出拱部外开挖轮廓线，沿外轮廓线人工用风枪钻眼，辅以锤击安设小导管到位，首批小导管外露0.5米与明洞或洞门连成一体。

（2）、注浆加固：第一排小导管施作完成后即可进行注浆，注浆前喷砼封闭工作面，先行单液注浆，单液注浆以水泥为主，添加5%的水玻璃（重量比），经过现场实验，如可行性差，达不到固结围岩的目的，则改为双液注浆。

双液注浆参数：水泥与水玻璃的体积比取1：1.5

水泥浆的水灰比取1：1

水玻璃浓度35波美度，模数2.4

施工中通过现场实验，根据实验效果进一步确定合适的注浆参数。注浆设备选用BW—250/50的水泥浆，浆液由水泥砂浆拌合机和TBW50/15混浆泵拌制，注浆压力0.5～1.0MPa，为充分发挥机械效能，加快注浆进度，在小导管前制作安设分浆器，一次可注入3～5根导管。爆破时，采用超短台阶法进行开挖，密钻眼，少装药，采用微震控制。

（3）、开挖及支护：注浆固结完成后，即可进行开挖，不用爆破时，人工用风镐开挖，拱部采用留核心土法开挖，作业程序见下图。需爆破，每循环进尺0.8～1.0米，台阶长度1～3米。每部开挖后及时喷5cm砼封闭岩面，设立钢支架、打锚杆、挂网、二次喷砼、闭合仰拱，形成闭合环形受力结构。当拱部掘进2米后，施作第二道超前小导管，以后每掘进2.5米，施作第一排小导管，前后两排小导管搭接长度1.1米。超前小导管的尾部焊接在钢架上，与钢架连成整体。

（4）、施工要点：小导管要在开挖轮廓线上按设计位置和角度打入。画出草图，对孔位进行编号、钻孔、打管、注浆过程中认真填写施工记录和质量检测记录。注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力爆破伤人。单液注水泥浆压力突然升高，可能发生管堵，应停机检查。双液注浆时压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液注浆或清水，待泵正常时进行双液注浆。注浆施工一般按单管达到设计注浆量作为注浆结束标准，当注浆压力达到设计终压不小于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析量测数据，发现问题后必须停工处理。

隧道的开挖采用钻孔爆破法。使用凿岩台车进行直眼掏槽（设备机具允许的话，优先采用斜眼掏槽）。采用光面爆破技术，推行“浅眼、密眼、少装药”的爆破思想，采用非电毫秒雷管不对称起爆网络起爆。

隧道施工中采用光面爆破技术对围岩扰动轻微，大大减少了超欠挖量，节约了大量的混凝土和回填片石，减轻了应力集中，避免局部坍塌，促进了施工安全，并为喷锚支护创造了条件。

为获得良好的光面爆破效果，可采取以下措施：

（1）适当加密周边眼，E=(8～18)d E为孔距，d为炮眼直径。（2）合理确定光面爆破层的厚度，光面爆破层厚度就是周边眼的最小抵抗线，一般取50～90cm。

（3）合理用药，要求炸药要有较高的破岩能力，又要减轻爆破对围岩的扰动，宜采用低猛度、低炮速、低爆性能好的炸药。

（4）采用下直径药卷不偶合装药结构，光面爆破的不偶合系数最好

大于2。

（5）保证光面爆破眼同时起爆，使用即发雷管与导爆索起爆是最好的方法，同段毫秒雷管次之。

（6）要为周边眼光面爆破创造临空面，可以在开挖程序和起爆顺序上保证。

光面爆破成缝试验方法

⑴．试验目的

确定周边眼的装药量、装药结构、堵塞长度和炮眼间距等。

⑵．试验步骤

（一）核对隧道地质情况。

（二）选择与隧道实际地质条件相似的洞内或露天试验厂。

（三）按施工要求确定炮眼深度。

（四）单孔爆破成缝试验。

单孔爆破成缝试验前，参照有关规范初选单孔装药量、装药集中度及装药结构等参数。

单孔试验时，通过调整药量、装药结构、堵塞长度等，直到爆破后孔口只出现裂缝不产生爆破漏斗为止。此时装药深度即为实际的临界深度（装药重心至孔口距离）。

⑶．光面爆破试验

根据排孔爆破得出的炮眼间距E，参照光面爆破参数表中的相对距离E/W，定出不同的抵抗线W，进行试验，得出最小抵抗线W值。根据以上试验得出的E、W、q、E/W各值，在洞内进行爆破，再次调整各值，得出最佳参数供实际使用。

2．2装运作业线

提倡有轨运输无轨装碴的施工方案，代替过去的无轨运输，使用反铲装碴机，装载设备尽可能在原地工作，减少对隧道（尤其隧底）的扰动，提倡铺底超前的施工保护地层防止翻浆冒泥，也有利于少超挖，节约工程投资。

白家河II＃隧道根据较短又为单线的特点采用Z4H-3回转式轮胎装载机装碴，发挥其行走快、机动灵活的特点进行作业。

3．3喷锚支护（初期支护）作业线

喷锚支护是新奥法重要组成部分，它的理论原理是喷锚支护能及时支护和加固围岩，与围岩密贴并封闭岩体的张性裂隙和节理，加固围岩结构面，有效地发挥和利用岩块间的镶嵌咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自承能力和整体性。由于喷锚支护结构柔性好，它能同围岩共同变形，构成共同工作的承载体系。承担了隧道衬砌施工前全部的围岩压力。在变形过程中，它能调整围岩变形的发展，避免岩体坍塌的发生，防止应力集中和过大的松散压力出现。喷锚支护结构不再把围岩仅视作荷载，同时还把它视为承载结构的重要组成部分。喷锚支护的使用也是有一定条件的，在围岩的自承能力差、有涌水和大面积淋水处、地层松软处就很难成型，锚杆尤其在淤泥软弱土层中几乎不起任何作用。

白家河II＃隧道均采用喷锚施工支护，III类围岩均设1榀/m钢格栅加强支护，喷射混凝土采用初喷+复喷的湿喷混凝土新方法。初喷+复喷的喷射混凝土的方法的好处是及时封闭工作面，及时与围岩形成承载环，防止围岩的变形发展，为下一步的锚杆施工创造一个安

全的工作环境。湿喷混凝土具有回弹小、抗渗好的特点，适合于基岩裂隙水少、无大范围的涌泥和涌水地层。

首喷混凝土应紧跟开挖面及时施作，首喷3～5cm混凝土，在表层形成一保护层，再施作锚杆和挂网。当设计有格栅时应装好格栅，进行二次喷射。在喷射结束后4h内不得进行爆破作业。

喷射混凝土机具配备

⑴．强制式搅拌机：计量设备应精确，正式使用前须试拌，试拌成功后方可使用。

⑵．喷射设备：采用P2-5（B）型喷机

⑶．供风设备：21.5m3/min压风机供风

⑷．供水设备：在隧道入口管路上设置增压水泵

喷射混凝土材料：

水泥：普通425#

砂子： Ux≥2.5 中粗砂含水率 5～7%

石子： 10～15mm 级配合理

外加剂：速凝剂

喷射顺序先墙后拱，自下而上。岩面凹凸不平处，应先喷凹处找平。喷射时分段分片进行，每片均自下部起水平方向横扫移动往返喷射，然后上移喷射，每段长度不大于6m。洞口段一次喷射厚度不少于10cm，洞内喷射厚度根据要求喷射3～5cm，厚度要均匀有光泽。喷射应垂直进行，喷嘴到喷面0.6～1.0m。喷射混凝土终凝2h后要喷水养护不少于7d。喷射混凝土符合各季施工和安全、劳动保护要求。水泥砂浆锚杆施工

锚杆为钢筋灌浆锚杆。钢筋为20MnSi钢；水泥425#；速凝剂掺量为水泥用量的2%～4%，要求初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min，使用时要准确计量。砂的粒径不大于3mm，使用前必须过筛。灌浆锚杆用水泥沙浆的配合比，灰骨比1：1～1：2，水灰比为0.38～0.45。

锚杆安装在初喷混凝土后进行，锚机施工按设计进行。钻前要放线、定位，做出标记，位置准确，孔距误差不超过±15cm，钻孔应保持直线，并尽量与所在部位的岩层主要结构面垂直，钻孔深度误差为±5cm，钻孔直径大于钢筋直径15mm，不同类型的锚杆制作及安装应符合设计和规范要求。

灌浆前应将孔眼吹净，水泥沙浆应拌合均匀，随拌随用。灌浆饱满，从孔底开始均匀进行，不得中断，严防拔管过快，导致砂浆脱节和灌浆不满。

锚杆安装前钢筋应除锈矫直；灌浆后应立即将钢筋匀速插入，位置居中；孔口可用木楔临时封固；钢筋尾端外露长度要小于喷层厚度；安装好后不得敲击和碰撞。锚杆插入深度不应小于设计深度的95%。洞内锚杆安装后用垫板封固，对于不平整的岩面根据需要选用斜形和球面形垫板。

格栅钢架施工

格栅钢架的节点要对称焊接，焊接长度应大于4cm。钢架外轮廓与围岩间预留5cm空隙。钢架安装的允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度为±2°。安装前应清除脚下的虚碴及其他杂物，超挖部分用混凝土回填；钢架在开挖工作面前人工组装，各节钢架间以螺栓连接；

沿钢架外缘每隔2m用楔子临时楔紧。相邻两榀钢架间，每隔1m采用1根直径22mm拉杆连接。钢架与围岩之间的混凝土厚度不得小于4cm。

复喷混凝土施工

锚杆与格栅钢架安设好后进行二次喷混凝土，二次喷射厚度按设计控制，在一次喷射终凝后进行，终凝后间隔1h以上时，受喷面应用风水冲洗。二次喷射着重处理好锚杆、支撑和钢筋网之间的关系，钢架和围岩之间的空隙必须用混凝土填实，二次喷射必须将钢筋网及钢架全部覆盖。喷锚支护施工流程图如下：

下一循环修改参数

2．4衬砌施工作业线

根据我国多年的铁路隧道施工经验来看，复合式衬砌是隧道的首选形式，否定过去单一喷锚支护结构（对于I、II级短隧道可设单一的喷锚支护，但洞口段应设不小于5m的混凝土衬砌段）、减薄衬砌结构、临时初期支护加整体模筑衬砌结构等。模筑衬砌完成后，作用在初期支护体系上的约30%荷载转移到二次衬砌上，二次衬砌除作为受力储备，还有隧道防水和装饰作用。

衬砌设计提倡曲墙有仰拱式的结构形式，并允许衬砌厚度在在纵向上不均匀，提高衬砌混凝土的强度等级，采用特种混凝土（如聚丙烯纤维混凝土、压缩混凝土等）改善混凝土的抗渗性等性能，施工提倡采用液压模板台车、自动化混凝土搅拌机、混凝土输送泵等先进机械设备。

白家河II＃隧道采用衬砌台车，模筑混凝土二次衬砌（整体式衬砌）施工。防水层的施作在二次衬砌施工前进行，并超前二次衬砌5～20m。灌筑二次衬砌混凝土，应由下向上，先边墙后拱部一次灌完，中间不留工作缝，边墙混凝土灌至拱脚附近，可中断1～2h（不得超过终凝时间），等边墙混凝土下沉基本稳定后再灌筑拱部混凝土。二次衬砌和初期支护之间的空隙，初期支护和围岩之间的空隙均须压浆加固，一般先压水泥砂浆，再压纯水泥浆，必要时在局部或个别地段压注化学浆液。

工艺流程图如下页：

2．5施工监控和量测

施工量测也是新奥法的重要思想。隧道作为土木工程的一种结构体系，与建筑在地面的结构有明显差异。隧道所穿过的地层是千变万化的，可能遇到各种各样的地质现象。因此为了预防突发事故以及保证线路的正确、满足隧道断面净空尺寸、减少超欠挖量，隧道施工必须使用各种地质仪器和量测仪表对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测和测量，及时提供信息和数据，作为调整和修改支护设计的依据并动态性的指导隧道施工。

现场监控项目有：（1）地质超前预报。目前比较使用比较先进的TSP203地震波探测仪、红外线探测仪进行超前地质预报。此外还采用先行导坑进行探测隧道前方地质情况。（2）围岩和支护变形情况。目前隧道施工提倡“无尺量测”，普遍使用全站仪对隧道拱顶、边墙、隧底的位移进行监控和测量。

三、经验总结

3.1国内外隧道及地下工程施工现状

地下空间作为人类在地球上安全而舒适生活的补充空间，在经济可持续发展的战略中，将占据重要地位，其利用和规模将会日益发展。科学预测指出：21世纪将是大力开发地下空间的世纪。20世纪80年代后期国际隧协（ITA）提出“大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代”的倡议得到广泛的响应。

截止1999年已建成6876座铁路隧道总长3670km，公路隧道1684座总长628km，二者每年以200～250km的速度增加。水工隧道400座长度超过400km。地铁100多公里。我国15个大城市拟建地铁，总长超过3000km，十五期间我国计划修建地铁1000km。规划中的琼洲海峡双线铁路隧道长34km，渤海双向四车道公路隧道长110km。目前如要开工的兰武二线乌鞘苓双线电气化铁路隧道长20.5km将成为我国最长的铁路隧道，而在建的秦岭终南山双向四车道公路隧道长18.4km将成为我国最长的公路隧道。“长（长度）、大（断面）、难（施工难度）、新（新技术、新工艺、新材料等）、高（质量要求）”是今后我国隧道施工的方向和面临的主要困难。

目前，隧道施工国际上常采用新奥法、挪威法以及TBM硬岩掘进机法。地铁施工有明挖法、盖挖法和盾构法。我国目前还不能自行生产TBM硬岩掘进机和盾构机，需引进。我国的“863计划”研制国产盾构机。在40多年的隧道施工中，我国的隧道工作者总结出了丰富隧道施工经验，如浅埋暗挖地铁施工法。隧道技术的发展表明：今后隧道技术研究方向为非爆破的机械化施工、合理规划与环境保护、设计可靠合理、使用安全等方面，隧道施工要向“安全、

快速、低耗、环保、省力”的方向发展。

3.2国内隧道施工技术现状及发展方向

1、开挖作业线：依据围岩的好坏选取全断面法、正台阶法（取消半断面法）、CD法、CRD法等开挖方法；取消风钻打眼，用液压钻代替风钻；电脑凿岩台车采用控制钻孔精度；装药（尤其周边眼的装药）采用小药卷连续装药；用乳胶炸药代替硝铵炸药，使用散装炸药；在保证绝对安全下，钻眼和装药平行作业；使用红外断面测定仪进行量测。

2、喷锚作业线：取消找顶；淘汰干喷法，对围岩较好的隧道采用湿喷，对围岩较差的隧道采用潮喷；采用初喷+复喷的喷射方案；提高喷射混凝土的强度等级；喷射混凝土加外掺剂改善其工作性能，减小回弹率；锚杆短而密的布设原则；不能自稳的地层不能借用新奥法的柔性支护理论，而采用刚性支护体系。

3、防排水作业线：隧道防排水应贯彻以堵为主、限排为辅的原则；采用无钉铺设工艺；提高砼的防渗性能；优化砼灌注和封顶工艺；提高防水材料防渗性能、抗拉、抗折强度以及使用寿命。

4、衬砌作业线：提高衬砌混凝土的强度等级；使用特种混凝土提高衬砌混凝土的防渗性能，避免裂缝的产生；免振捣砼的研究。

5、其它：隧道施工机械设备的研制和开发（钻孔机械、喷机、监控仪器等、注浆设备）；隧道施工的应用软件开发等等。

3.3红河II＃隧道施工意义

红河II＃隧道是我局施工的第一条岩体隧道，它揭开了我局挤占隧道和地下工程市场的序幕,扩宽了我局生产经营空间。白家河II

＃隧道虽短，“麻雀虽小，但五脏俱全”，通过白家河II＃隧道的施工以及多次的参观学习，我们积累了岩体隧道新奥法施工经验，并为其它复杂地质条件下的隧道及地下工程施工作了一定的理论储备。

新奥法施工的原理和技术要点

新奥法施工的原理和技术要点 新奥法施工的原理和技术要点 2011年09月22日 新奥法施工的原理和技术要点 赣龙项目部 摘要：以隧道新奥法的概念和设计原理为参量，推导出新奥法的施工原理和技术要点；然后根据现场的实际情况以及施工经验的总结，对新奥法施工中的难点、要点、和易错的部位予以说明，给出了自己的见解。 关键词：新奥法的概念设计原理技术要点喷射混凝土锚杆 一、概述 新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，原文是New Austrian Tunnelling Method，简写为NATM；新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹(L．V．Rabcewicz)教授于1963年提出的一种新型施工“方法”（注：新奥法不单纯是一种施工方法，它的实质是一种现代先进的隧道设计与施工一体化方法）。 以往人们都认为在地下工程施工中必然要引起围岩坍塌掉块，开挖面积越大，坍塌的范围越大；因此，传统的隧道结构设计方法是将围岩看成是必然要松弛塌落，而作用于支护结构上的荷载。传统的隧道施工方法则是将隧道断面分割成若干个小块进行开挖，随开挖随用刚才或木材支护，然后，从上到下，或者从下到上砌筑刚性衬砌；但是随着岩石锚杆、喷射混凝土的机械和岩体力学方面的发展，人们对开挖隧道过程中所出现的围岩变形、松弛、坍塌等现象有了更深入的认识；因此才有了我们熟知而又常新施工方法“新奥法”。 新奥法的定义：新奥法是应用岩体力学理论，以维护和充分利用围岩的自身承载力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要手段，必要时架设格栅钢

架，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。 从新奥法的定义中我们不难看出： ⑴围岩是隧道结构中的主要承载单元，所以我们要充分发挥围岩的自身承载力，应允许并控制岩体的松弛变形；一方面允许形变，是围岩中能形成自身的承载环，即就是自然拱的形成；另一方面又必须限制它的形变，是围岩不致过度松弛而丧失或大大降低自身的承载能力；所以在施工中，支护时间的迟早必然大大的影响围岩压力的数值，因此，一般宜尽快的施作初期支护，封闭围岩。 ⑵为了改善支护结构的受力性能，在施工中应尽快的使之闭合，而形成封闭的环形结构；另外，隧道断面要尽可能的圆顺，以避免棱角处的应力集中。 ⑶在施工的各个阶段，应进行现场围岩量测，提出准确可靠的测量信息，如隧道拱顶的下沉，周边的收敛等，并且要及时反馈用来指导地下工程的施工。 上述新奥法的定义中我们可以把新奥法的基本原则扼要的概括为：“少扰动、早喷锚、勤测量、紧封闭”。 二、新奥法要点 首先，我们要认识到新奥法不单纯是一种施工方法，也不能笼统的认为喷锚支护就是新奥法；这是极其错误的概念。新奥法是一种现代先进的隧道设计与施工一体化的方法，只有喷锚结构按照规定的方法程序进行设计与施工一体化的，我们才能认为符合新奥法。 1、施工与设计相结合 ⑴作为一名合格的地下工程技术人员我们要充分理解并掌握新奥法的设计理念，以及设计者的设计意图。新奥法的设计应以工程类比法为主，结合

隧道施工方法之新奥法

隧道施工方法之新奥法-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

新奥法施工原理及特点 新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并了以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。 新奥法的适用性很广，中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。但在下列情况下，一般都应采取适当的辅助措施才能施工：①涌水量大的地层；②因涌水产生流沙现象的地层；③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难场合； ④开挖面不能自稳的围岩。新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手

段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩又一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。 新奥法适用范围： 具有较长自稳时间的中等岩体；②弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩； ③强风化的岩石；④刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；⑤坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；⑥微裂隙的，但很少粘土的岩体；⑦在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合①有强烈地压显现的岩体；②膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；③在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；④在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；在下列场合中应用应慎重①大量涌水的岩体；②由于涌水会产生流砂现象的围岩；③极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；④开挖面完全不能自稳的岩体等。 新奥法的缺点： ①实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。 ②开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；

掌握新奥法施工方法

掌握新奥法施工方法 一、新奥法的施工顺序 新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩又一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。 施工顺序可以概括为：开挖→一次支护→二次支护。 第一次支护作业包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土 在坑道开挖后，在岩体松散破坏之前，及时修筑一层柔性薄壁衬砌（第一次衬砌），通过施工中的量测监视，确定围岩变形稳定之后，修筑防水层及第二次衬砌。 开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能力，第一次支护工作应尽快进行。为了冲分利用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破（控制爆破）或机械开挖，并尽量采用全断面开挖，地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时，长度可大一些，岩质条件差时长度可小一些，在同等岩质条件下，分块多次开挖长度可大一些，全断面开挖长度就要小一些

完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定。 在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风华花岗岩）中开挖巷道，为了延长围岩的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护（预支护），然后再开挖。 在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。 一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。 对于底板不稳，底鼓变形严重，必然牵动侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。 二、新奥法施工的基本原则 1．少扰动2．早喷锚3．勤量测4．紧封闭 三、隧道开挖

隧道施工方法之新奥法

新奥法施工原理及特点 新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并了以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。 新奥法的适用性很广，中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。但在下列情况下，一般都应采取适当的辅助措施才能施工：①涌水量大的地层；②因涌水产生流沙现象的地层；③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难场合；④开挖面不能自稳的围岩。新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆

喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩又一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。 新奥法适用范围： 具有较长自稳时间的中等岩体；②弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩； ③强风化的岩石；④刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；⑤坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；⑥微裂隙的，但很少粘土的岩体；⑦在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合①有强烈地压显现的岩体；②膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；③在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；④在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；在下列场合中应用应慎重①大量涌水的岩体；②由于涌水会产生流砂现象的围岩；③极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；④开挖面完全不能自稳的岩体等。 新奥法的缺点： ①实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。 ②开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题； ③用能控制的施工量测，往往给施工带来不便；

公路隧道新奥法施工技术培训(附简图)

公路隧道新奥法施工技术培训（附简图） 2017.11.15 一、新奥法的基本概念 新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。 新奥法施工方法包括全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）和交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。 二、新奥法施工的要点 （一）在隧道的整个支护体系中，围岩是承载结构的一部分，施工中要合理利用围岩的自承能力，保持围岩的稳定； （二）隧道开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度。 （三）允许围岩有一定的变形，初期支护应尽量做成柔性的，以便与围岩紧密接触，共同变形和共同承载，充分围岩的自身承载作用。 （四）洞室开挖后及时施作初期支护，封闭围岩表面，抑制围岩体的早期变形，待围岩稳定后，再进行二次衬砌，但遇软弱围岩特别是洞口段衬砌要紧跟。 （五）隧道的几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构的计算条件，因此,要尽可能使结构做得圆顺(如做成圆形或椭圆形的),不产生突出的拐角,避免产生应力集中现象。同时,尽早使衬砌结构闭合(封底)，以形成承载环； （六）对隧道周边进行位移收敛量测是施工过程中必不可少的一

个重要环节，从现场量测反馈信息及时修改设计和施工方案。 （七）对外层衬砌周围岩体的渗水，要通过足够的“排堵措施”予以解决，如在两层衬砌之间设置中间防水层等。 三、新奥法施工方法 全断面法 （一）全断面法的概念及适用条件 全断面法全称为“全断面一次开挖法”，即按隧道设计断面轮廓一次开挖成型的方法，如图1所示。 全断面法常适用于Ⅰ～Ⅲ级硬岩的石质隧道，可采用深孔爆破施工。 图1 全断面施工方法 1-全断面开挖；2-锚喷支护；3-模筑混凝土 （二）全断面法的优缺点 优点：较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，工序少，干扰少，便于施工组织与管理，采用深孔爆破时，可加快掘进速度，对围岩的震动次数较少，有利于围岩稳定。 缺点：由于开挖面较大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，要求施工单位有较强的开挖、出渣与运输及支护能力，采用深孔爆破时，产生的爆破震动较大，对钻爆设计和控制爆破作业要求较高。

浅述新奥法施工

浅述新奥法施工 [ 06-03-21 15:15:00 ] 作者：孙毅刚 摘要：本文简要叙述了新奥法特点、理论及施工要点，支护手段与施工顺序以及新奥法的适用范围。最后指出了新奥法施工的缺点，并对新奥法施工作了简要的展望。 关键词：新奥法施工 新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称, 原文是 New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM , 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹 (L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的, 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础, 将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法,经过一些国家的许多实践和理论研究, 于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展, 已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM 被介绍到我国, 七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今,可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。 下面仅对新奥法施工作一简要叙述。 1 新奥法施工特点 1.1及时性 新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。 在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。 1.2封闭性 由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。

隧道工程 新奥法施工技术方案

隧道工程新奥法施工技术方案 一、新奥法介绍 20世纪60年代由于岩石锚杆、喷射混凝土机械和岩石力学方面技术的进展，人们对开挖隧道过程中所出现的围岩变形、松弛、崩塌等现象有了深入的认识。1963年奥地利学者L。腊布兹维奇教授命名的“新奥地利隧道施工法”（NATM）正式出台，它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要的支护方法，理论量测和经验相结合的一种施工方法，同时也是一系列指导隧道设计和施工的原则。新奥法的基本原则可简要的概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”，我国的隧道工作者将其总结为“光面爆破, 喷锚支护、监控量测”三要素。 二、某隧道的新奥法施工 某隧道根据设计图纸和现场调查，隧道所处围岩是Ⅲ类围岩，属于浅埋和偏压隧道，自承能力较差。施工时根据不同的围岩结构，分别采用或综合使用超前锚杆预加固、喷锚体系及格栅式钢构架作为初期支护方案。开挖采用短台阶光面爆破法；弃碴采用人工配合装载机或机动翻斗车清理，即时施工临时支护体系。洞门施工先期进行，并与不少于5m的洞内二次衬砌同时施工以保证结构的连续性和稳定性，避免影响洞内施工；仰拱和铺底分段进行，与二次衬砌及时闭合；防水层在初期支护完毕二次衬砌之前施工；避车洞、排水沟、电气化接触网支架、洞口挡墙等最后施工并抓好隧桥、隧路的施工关系，避免相互干扰，确保工期。 2．1钻爆开挖作业线

根据围岩性质及施工设备选取正台阶开挖法（台阶长度小于5倍但大于1～1.5倍洞跨），上下断面采用平行作业，上台阶开挖要留取核心土。该法因为可缩短支护结构的受力条件，有利于控制隧道收敛速度和量值，适用范围很广。 钻爆开挖工序流程图见下页 为减少隧道施工所引起的对围岩和山体稳定，施工中贯彻“早进（洞）、晚出（洞）、少刷少挖”的思想。隧道进洞前首先清理坡面危岩，用砂浆锚杆对仰坡进行加固，然后用超前小导管对洞口进行预加固。 白家河Ⅱ号隧道进口仰坡加固时先清除仰坡危石，拆除洞顶水渠，在洞顶20m×40m（高×宽）范围内的采用喷锚挂网联合防护方案：超前锚杆采用ZW—II型全长粘接型早强砂浆锚杆（Φ22），长3－5m，间距1.2m×1.2m,表面挂网Φ6×Φ8，网格间距20cm×20cm,喷砼厚10cm。 进口洞口土石方采用明挖法进行，自上而下逐段开挖,分层高度2m，纵向按设计长度5m一次成型，挖掘机作业，挖不动的岩石地段采用弱爆破进行开挖，装载机装碴、出碴。 隧道出口土石方采用人工利用风镐配合光面爆破短台阶法开挖，上台阶长取洞跨的2～4倍。弃碴利用装载机配合自卸汽车装运。 在对隧道洞口土石方施工完毕后，洞口边坡由人工按设计坡度进行刷坡，刷坡后，喷射10cm砼以稳定边坡,防止坍塌。 由现场实际观察，白家河Ⅱ号隧道出口仰坡较陡，曾是山民的采石场，弃用后形成的高大边仰坡。左侧坡脚为堆积虚碴，隧道中线右

隧道工程新奥法施工方法(6种)详解

6种方法——隧道开挖及出碴运输隧道施工作者：北雪编辑来源: 中国铁路网更新时间：2009-10-19 (一) 全断面法 1 施工工艺 全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施作做衬砌的施工方法。其施工流程可参照图1。 图1 全断面法开挖施工流程图 2 施工要点 （１）施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备，以尽量缩短循环时间，各道工序应尽可能平行交叉作业，提高施工进度； （２）使用钻孔台车宜采用深孔钻爆，以提高开挖进尺； （３）初期支护应严格按照设计及时施做。 （４）为控制超欠挖，提高爆破效果，有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。 专业资料 （二）台阶法

1 施工工艺上下台台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，其中上台阶超前一定距离后， 。2阶同时并进的施工方法。其施工流程可参照图、3 图2 台阶法开挖断面示意图 专业资料 图3 台阶法开挖施工流程图 2 施工要点： （１）根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般应不超过1倍洞径，以确保开挖、支护质量及施工安全； （２）台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。 （３）上台阶施作钢架时，应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形；（４）下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时，应采用缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。 （５）施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

（６）上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。 （三）环形开挖预留核心土法 1 施工工艺： 环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先，其次开挖下半部两侧，再开挖中部核心土的方法，其施工流程可参照图4、5。 2 施工要点： （１）环形开挖每循环长度宜为0.5～1m； （２）开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑，每两榀钢架之间应采用钢筋连接，并应加锁脚锚杆，全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m； （３）预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求； （４）当地质条件差，围岩自稳时间较短时，开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护； （５）上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开3～5m进行平行作业。 专业资料 图4环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法施工流程图5 图专业资料 （四）中隔壁法（CD法） 1 施工工艺 中隔壁法（CD法）是将隧道分为左右两大部分进行开挖，先在隧道一侧采用台阶法自上而下

新奥法施工的几种开挖方法总结

新奥法隧道开挖几种方法 初次接触隧道工程，感触颇深，在从事隧道试验检测工作的同时，我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验，在学校读书的时候老师也是大概的讲解了一下，而更多的东西还要靠自己去领悟，去学习。自己总结了隧道工程的一些开挖方法，加上具体的现场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。 在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法（CD法)→交叉中壁法（CRD法）→双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。 1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。 适用条件： (1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。 隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表

全断面法施工特点 (1)开挖断面与作业空间大、干扰小； (2)有条件充分使用机械，减少人力； (3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件； (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。

2、台阶法施工 台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进 的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定： ⑴初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短； ⑵上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。 在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。在围岩条件较好时，主要是考虑如何更好的发挥机械效率，保证施工的经济性，故只要考虑后一条件。

新奥法施工技术和方法

新奥法施工技术和方法 在大量的地下工程实践中，人们普遍认识到，隧道及地下洞室工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护：若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。 在隧道及地下洞室工程中，围绕着以上核心问题的实践和研究，在不同的时期，人们提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系，每一种理论体系都包含和解决（或正在研究解决）了从工程认识（概念）、力学原理，工程措施到施工方法（工艺）等一系列工程问题。 一、隧道设计施工的两大理论 (1)松弛荷载理论其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载：不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论，其代表人物有泰沙基和普氏等人。 (2)岩承理论其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力：不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹、米勒-菲切尔、芬纳-塔罗勃和卡斯特奈等人. 由以上可以看出，前一种理论更注意结果和对结果的处理：而后一种理论则更注意过程和对过程的控制，即对围岩自承能力的充分利用。由于有此区别，因而两种理论体系在过程和方法上各自表现出不同的特点。新奥法是岩承理论在隧道工程实践中的代表方法。 二、新奥法New Austrian Tunnelling Method 目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。新奥法的基本要点可归纳如下： 1．岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。2．为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。

隧道施工的新奥法

新奥法 新奥法【New Austrian Tunnelling Method】 新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。 新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。 [编辑本段] 历史和发展 1934年，新奥法主要创始人L.V. 拉布采维茨在就试图将喷浆方法用于地下工程。 他在1942～1945年建造的洛伊布尔隧道中采用了双层薄衬砌，即先喷一层混凝土，待变形收敛后再喷一层。 1944年，他发表了有关喷混凝土的论文，并指出了围岩动态随时间变化的重要性。 1948年，又指出了量测工作的重要性。又无公害的新喷敷方法。 1948～1953年喷混凝土在奥地利首次用于卡普伦水力发电站的默尔隧洞。 最早在欧洲推广使用锚杆的是1951～1953年建造的伊泽尔-阿尔克电站的有压输水隧洞。 1953～1955年修建普鲁茨-伊姆斯特电站的有压输水隧洞时，按照拉布采维茨的建议，充分采用锚杆而获得成功。 1957～1965年是着手发展新奥法的时期。拉布采维茨于1963年将这一方法正式命名为新奥地利隧道施工法。 1964～1969年又提出了在岩石压力下隧道稳定性的理论分析，强调采用薄层支护，并及时修筑仰拱以闭合衬砌的重要性。根据实验证实，衬砌应按剪切破坏进行设计计算。 奥地利的马森贝格道路隧道由于地质不良，用比国法失败后，改用新奥法使闭合隧道衬砌环的经验取得成功，并在1971年及1974年分别用于地压很大的陶恩隧道和阿尔贝格隧道。 支护机理

隧道新奥法施工方案

隧道新奥法施工方案 1.概述 为了确保隧道新奥法施工的质量并符合环保及职业健康安全等要求，编制本方案 2.适用范围 适用于承建采用“新奥法”施工的隧道工程。 3.参照文件 1)| 2)《施工承包合同书》 3)**高速公路**合同段《隧道施工图设计文件》 4)《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 5)《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95） 6)《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94) 7)《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98) 8)《公路隧道设计规范》(JTJ026-90) 9)《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国安全生产法》《总体施工组织设 计》 4.% 5.职责和权限 5.1.现场主管技术人员负责施工作业的技术、环保和职业健康安全交底以及现场管理 工作。 5.2.质量工程师负责该项目的质量管理工作。 5.3.安全员负责该项目的环境保护及职业健康安全监督管理工作。 5.4.现场作业人员认真负责该项目的施工作业，遵守操作规程，对不符合质量、环保 及危及生命安全的违章安排有权拒绝作业。 6.围岩分类及主要施工方法 6.1.围岩分类 根据围岩主要工程地质条件和岩石质量指标、岩体弹性波纵波速度及岩体完整性系数可将围岩分为I、II、III、IV、V和VI共六种类别，各类围岩类别的主要工程地质特征和各项指标分别见表1、表2。

" 表1 围岩类别 测试 参数指标 VI V VI III II…I RQD（%）＞9585~9575~8550~7525~50＜25 ！ VP（km/s）＞~~~~＜I~~~~~＜ 表2 类别 围岩主要工程地质条件 主要工程地质条件结构特征和完整状态 VI 硬质岩石（Rb>60Mpa）,受地质构造影响轻微，节理 不发育，无软弱面（或夹层）；，层间结合良好。 呈巨块状整体结构 V 硬质岩石（Rb>30Mpa），受地质构造影响较重，节理 较发育，有少量软弱面（或夹层）和贯通微张节理， 但其产状及组合关系不致产生滑动；层状岩层为中层 或厚层，层间结合一般，很少有分离现象，或为硬质 岩石偶夹软质岩石 【 呈大块状砌体结构 软质岩石（Rb≈30Mpa）受地质影响较微，节理 不发育；层状岩层为厚层，层间结合良好。 呈巨块状整体结构 IV 硬质岩石（Rb>30Mpa），受地质构造影响较重，节理 发育，有层状软弱面（或夹层），但其产状及组合关系 尚不致产生滑动；层状岩层为薄层或中层，层间结合 差，多有分离现象，或为硬、软质岩石互层。 呈块（石）碎（石）状镶 嵌结构 ` 软质岩石（Rb=5以上~30Mpa），受地质构造影响较重， 节理较发育；层状岩层为薄层、中层或厚层，层间结 合一般。 呈大块状砌体结构 III 硬质岩石（Rb>30Mpa），受地质构造影响很严重，节 理很发育，层状软弱面（或夹层）已基本破坏 呈碎石状压碎结构

盾构法、矿山法、新奥法的区别

盾构法、矿山法和新奥法的区别 盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（shield ）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。按盾构断面形状不同可将其分为：圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较为广泛；按开挖方式不同可将盾构分为：手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种；按盾构前部构造不同可将盾构分为：敞胸式和闭胸式2种；按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为：人工井点降水、泥水加压、土压平衡式，局部气压盾构，全气压盾构等。 盾构法的主要优点：除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。 新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方法的简称, 在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。 当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7～9m, 开挖面积230m2,相当于17m(宽)×14m(高);我国自1987 年在北京地铁首次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m。针对我国城市地下工程的特点和地质条件, 新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。 在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法，尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。浅埋暗挖法又称矿山法，起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程，是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论

新奥法施工

5 新奥法施工 5.1 概述 传统的矿山法施工，为地下铁道暗挖施工技术奠定了基础。到本世纪60年代，由于喷射混凝土和锚杆技术的出现，创造了新奥地利施工法(New Austria Tunnelling Method)，简称新奥法(NATM)。新奥法的基本思想是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测+监控来指导地下工程的设计与施工，其施工程序见图5-1。 图5-1 新奥法施工程序 新奥法的基本要点是： (1) 隧道的承载部分主要是围岩； (2) 尽可能不破坏作为承载要素的围岩强度； (3) 极力防止围岩松动； (4) 避免围岩处于单轴及两轴受力状态；

(5) 对围岩的变形加以控制； (6) 适时进行衬砌； (7) 衬砌要薄以防止产生弯矩； (8) 用钢筋网、锚杆加强衬砌而不要增加厚度； (9) 依据围岩变形量测来决定衬砌方法和时间； (10) 隧道可视为支护及岩石承载环所组成的厚壁管； (11) 衬砌不能有缺口，以保证圆环作用； (12) 全断面开挖比分部开挖有利； (13) 施工方法对结构安全起决定作用； (14) 圆化衬砌棱角，以避免应力集中； (15) 如为复合式衬砌，内层衬砌也要薄； (16) 初期支护要满足稳定需要，二次衬砌仅作为安全储备； (17) 测定衬砌应力及围岩的变位，才能正确的进行设计和施工； (18) 要用排水的方法降低岩体中水的渗透压力。 5.2 施工方法分类 施工方法根据断面分块情况和开挖顺序分类如下： (1) 全断面法 常用在Ⅰ～Ⅱ类硬岩中，利于组织大型机械化作业，提高施工速度，可采用深孔爆破。 (2) 台阶法 ①长台阶法一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨，施工中上下部可配属同类型较大型机械平行作业或交替作业。在短隧道或Ⅰ～Ⅱ类硬岩长隧道可一次将上半断面挖通后，再挖下半断面，施工干扰少，机械配套，测量较简单，可进行单项作业。 ②短台阶法上台阶长度小于5倍洞跨，但大于1～1.5倍洞跨，适用于Ⅳ～Ⅴ类围岩，可缩短仰拱封闭时间，改善初期支护受力条件，但上台阶施工干扰较大。 ③超短台阶法上台阶仅超前3m～5m，断面闭合较快。此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，当遇软弱围岩时需慎重考虑，必要时采用辅助施工措施稳定开挖工作面以保证施工安全。 (3) 分部开挖法 ①台阶分部开挖法(环形开挖留核心法)适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。核心土支挡开挖工作面，利于及时施作拱部初期支护，增强开挖工作面稳定。在拱保护下开挖核心土，安全性好，一般环形开挖进尺为0.5m～1.0m左右，不宜过长，上下台阶可用单臂掘进机开挖。上下台阶距离在洞跨10m左右时取一倍洞跨，洞跨为5m左右时可取2倍洞跨； ②单侧壁导坑法适合于围岩较差、跨度大、地表沉陷难于控制时。此法单侧壁导坑超前，中部和另一侧断面采用正台阶法施工，故兼有正台阶法和双侧导坑法的优点，且洞

新奥法施工工艺

4 主要施工方法与施工工艺 4.1洞口施工洞口施工包括洞口土石方开挖、洞口截排水系统的施工、洞口边仰坡的防护等项目的施工。进洞方案包括进洞时采取的防护措施，进洞时的开挖方法及支护类型等。 (1)截水沟施工。隧道洞口开挖前，在洞口开挖边坡线5 米以外施工截水沟，截水沟通向路基边沟，以防雨季山坡汇积水冲洗已开挖的坡面。截水沟人工开挖, 用7.5# 浆砌片石(图纸为土质) 牢固砌筑。截水沟按梯形断面施工，沟底宽60cm，沟深60cm截水沟的上游进水口与原地面衔接紧密、或略低于原地面，下游出水口与路堑排水系统顺接。 (2)洞口土石方的施工。首先清除地表草木植被等影响施工的地面植物。第二步， 按设计图纸的坡度进行施工测量，精确测设出边、仰坡开挖轮廓线。第三步，履带式挖掘机进入施工场，并沿路修筑车辆通行的道路。第四步，进行开挖作业。对坡积亚粘土、残坡积砂质粘性土等土质直接用挖掘机开挖，从坡顶开始自上而下进行刷坡，用装载机装土，汽车运输。岩石爆破开挖地段，采用密眼、少药光面爆破，以减小对洞口围岩的扰动。第五步，清理坡面上的浮泥、虚碴，并修整坡面凹凸不平的地方。 (3)洞口边仰坡的防护。坡面防护为锚网喷结构，在已清理好的岩质坡面上钻孔施作 ①22普通砂浆锚杆，锚杆长3.5m,间排距为1.5m；然后挂? 6.5、网孔间距30X 30cm的钢筋网，钢筋网与锚杆头采用焊接连接。钢筋网挂好后，湿喷C20 混凝土 10cm厚将钢筋网与锚杆头进行覆盖包裹，并及时进行养护。 (4)进洞方法，采用台阶法施工。进洞前根据围岩状况采用超前注浆小导管对 围岩进行预加固，即沿开挖轮廓线外20cm处施工一环注浆小导管，导管采用外径为? 42mm壁厚为4mn的热轧无缝钢管，导管长3.5m，钢管前端加工成锥形，尾部30cm不钻注浆孔作为止浆段，管壁四周钻四排? 8mmi勺注浆孔，注浆孔按梅花型布置。施工时导管沿隧道周边以5-10 度外插角打入围岩。导管环向间距40cm导管打入地层 后，对相应地段进行注浆处理，通过注入的水泥浆将洞口松散的土层固结为整体性较强的岩体。注浆常采用纯水泥浆(w/c=1.0 )，当地下水大时采用水泥-水玻璃双浆液，其参数为：水泥浆/水玻璃=1：0.8(体积比)，水泥浆w/c=1.0，水玻璃模数 m=2.6,浓度Be=35,注浆压力在0.5-1.0Mpa，注浆所用水泥为425号普通硅酸盐水泥；若围岩裂隙较不发育，整体性较好，估计注浆加固难以起作用时，可只用水泥砂浆． (w/c=0.5?0.8 ),以填充导管孔。超前小导管的端部与洞口型钢支撑焊接。女口洞口仰坡围岩较松散，则在超前小导管外围增设一环注浆小导管，以加大洞口固结围岩的范围。当所有超前预支护施作完毕后，湿喷混凝土将注浆小导管及型钢拱架裹住。以上超前支护完毕后，方可进行台阶钻爆开挖。 4.2洞身开挖 (1)开挖方法 B、m类围岩小净距地段开挖方法 由于K类围为岩泥质粉砂岩、泥岩夹粉细砂岩，属软质岩，受构造影响轻微，岩石为弱风化，裂隙较发育-- 不发育，岩体较完整，局部地段较破碎，呈块状砌体结构及

新奥法施工原理及特点详解

新奥法施工原理及特点详解 新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。 新奥法的适用性很广，中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。 新奥法适用范围： 1、具有较长自稳时间的中等岩体； 2、弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩； 3、强风化的岩石； 4、刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩； 5、坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土； 6、微裂隙的，但很少粘土的岩体； 7、在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石； 在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合： 1、有强烈地压显现的岩体； 2、膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）； 3、在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合； 4、在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合； 在下列场合中应用应慎重 1、大量涌水的岩体； 2、由于涌水会产生流砂现象的围岩； 3、极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体； 4、开挖面完全不能自稳的岩体等。 新奥法的缺点： 1、实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。

新奥法施工技术文献综述

新奥法施工技术文献综述 随着隧道工程设计理论和施工工艺的不断发展, 特别是岩体力学的兴起, 在20世纪50 年代产生了新奥法, 它对隧道设计理论和施工工艺提出了新概念。奥地利学者腊布塞维奇于1934 年提出了在隧道中应用喷浆技术, 并于1942 年~ 1945 年在奥地利的劳普隧道开始使用喷射混凝土技术。二战后, 混凝土喷射机及速混凝剂的出现,使喷射混凝土技术有了很大发展, 以后又出现了锚杆。腊氏以锚喷支护的实践和岩体力学的理论为基础提出了新奥法,并于1954年~ 1955 年首次应用于奥地利的普鲁茨 依姆斯特电站的压力输水隧洞工程中, 于60 年代取得专利权并正式命名,被介绍到我国, 并得到迅速发展。事实证明,在铁路隧道设计施工中采用新奥法,可节省大量木材, 改善施工条件, 也为大型施工机械化作业提供了条件。 新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和和装饰美化作用。 1934年，新奥法主要创始人 L.V. 拉布采维茨在就试图将喷浆方法用于地下工程。他在1942～1945年建造的洛伊布尔隧道中采用了双层薄衬砌，即先喷一层

混凝土，待变形收敛后再喷一层。 1944年，他发表了有关喷混凝土的论文，并指出了围岩动态随时间变化的重要性。 1948年，又指出了量测工作的重要性。又无公害的新喷敷方法新奥法。 1948～1953年喷混凝土在奥地利首次用于卡普伦水力发电站的默尔隧洞。 最早在欧洲推广使用锚杆的是1951～1953年建造的伊泽尔-阿尔克电站的有压输水隧洞。 1953～1955年修建普鲁茨-伊姆斯特电站的有压输水隧洞时，按照拉布采维茨的建议，充分采用锚杆而获得成功。 1957～1965年是着手发展新奥法的时期。拉布采维茨于1963年将这一方法正式命名为新奥地利隧道施工法。 1964～1969年又提出了在岩石压力下隧道稳定性的理论分析，强调采用薄层支护，并及时修筑仰拱以闭合衬砌的重要性。根据实验证实，衬砌应按剪切破坏进行设计计算。 奥地利的马森贝格道路隧道由于地质不良，用比国法失败后，改用新奥法使闭合隧道衬砌环的经验取得成功，并在1971年及1974年分别用于地压很大的陶恩隧道和阿尔贝格隧道。 新奥法支护机理 其基本观点是根据岩体力学理论，着眼于洞室开挖后形成塑性区的二次应力重分布，而不拘泥于传统的荷载观念。所以它主要不是建立在对于坍落拱的“支撑概念”上，而是建立在对围岩的“加固概念”基础上。在合理的临界限度内，它所需要的表面支护抗力Pi是与围岩塑性区半径R、洞室周边位移ur、以及围