1--新奥法PPT

5、支护结构及时闭合，形成整体 6、采用复合式衬砌 7、岩层内的渗透水压力，必须采取排水措施来降低。
勤量测、紧封闭”。
新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，
三、新奥法施工的基本原则：
“少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”
少扰动：尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围、 扰动持续时间。 早支护：开挖后及时做适时初期喷锚支护，是围岩的变形进 入受控制状态。 勤量测：以直观、可靠的测量方法和量测数据准确评价围岩 的稳定状态，或判定其动态发展趋势，以便及时调整支护形 式和开挖方法，确保施工得以安全顺利进行。 紧封闭：尽快形成对围岩的封闭形支护，有效控制围岩变形， 使围岩和支护共同进入良好状态。
⑴ 长台阶法 这种方法是将断面分成上半断面和 下半断面两部分进行开挖，上、下断面 相距较远，一段上台阶超前50m以上或 大于5倍洞跨。
● 爆破炮眼布置形式
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垂直眼
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台阶法应注意下列问题： 1）台阶数不宜过多，台阶长度要适当，一般以一个台 阶垂直开挖到底，保持平台长2.5-3米为宜。 台阶长度的确定应考虑：初期支护开成闭合断面的时 间要求，围岩稳定性愈差，闭合时间要求愈短； 2）个别破碎地段可配合喷锚支护和挂网施工。 3）上部开挖时因临空面较大，易使爆破面渣块较大， 不利于装渣，易适当密布中小炮孔。若围岩稳定性较 好，可采用顺序开挖；若围岩稳定性较差，可缩短下 部掘进循环进尺；若围岩稳定性更差，可左右错开或 先拉中槽后挖两边。 4）采用台阶法开挖的关键问题是台阶的划分形式。台 阶划分要求做到爆破后渣量较大，钻孔作业面与出渣 运输干扰小。
4、为正确掌握和评价围岩与支护的时间特性，
可在进行室内试验的同时，在现场进行量测。
围岩周边位移量测 位移 量测 拱顶下沉量测 地表下沉量测应力 围岩内部位移量测应力 围岩压力量测 锚杆轴力量测 钢支撑应力量测
应力
量测
喷锚混凝土应力量测 二次衬砌应力量测 初期支护与二次衬砌间间压力量测 红色标志的为必测项目 其他为测项目
优点： 洞室开挖跨度减小（通过形成闭合支 护的侧导坑将隧道断面跨度一分为二） ，有利于围岩稳定。 缺点： 导坑要闭合，内侧支护要拆除，增加了 材料用量和工程造价； 施工进度慢。
⑶ 双侧壁导坑法（眼镜工法）
•一般是将断面分成四块：左、右侧壁导坑(1)、 上部核心土(2)、下台阶(3)。导坑尺寸拟定的 原则同前，但宽度不宜超过断面最大跨度的 1/3。左、右侧导坑错开的距离，应根据开 挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响 不致波及另一侧已成导坑的原则确定。
6 新奥法隧道工程
新奥法 (New Austrian Tunneling
Method——NATM)
一、基本概念：以控制爆破(光面爆破\
预裂爆破)为开挖手段；以锚杆、喷射混凝土为 主要支护方法，通过监测控制围岩的变形，动 态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施
工方法，同时它又是一系列指导隧道设计和施 工的原则。其核心内容就是充分发挥围岩的自 承能力。
采用全断面法应注意下列问题：
●摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好 应急措施（包括改变施工方法等），以确保 施工安全； ● 各种施工机械设备务求配套，以充分发 挥机械设备的效率； ● 加强各项辅助作业，尤其加强施工通风， 保证工作面有足够新鲜空气； ● 加强对施工人员的技术培训， 增强施工 人员对新奥法的理解； ●选择支护类型时，优先考虑锚杆和喷射混 凝土、挂网、拱架等支护方法。
全断面开挖的缺点：
● 开挖面较大，围岩相对稳定性低； ● 循环工作量较大，要求施工单位有较 强的开挖、出渣、运输、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。
开挖施工程序
① 用钻孔台车，钻眼，然后装药、联接导火线； ② 退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断 面； ③ 排除危石； ④安设拱部锚杆和喷第一层混凝土； ⑤用装碴机将石碴装入出碴车，运出洞外； ⑥安设边墙锚杆和喷混凝土； ⑦必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土； ⑧开始下一轮循环； ⑨在初期支护变形稳定后，或按施工组织中规定日期 灌注内层衬砌。
对于新奥法的理解：
1）新奥法是修建隧道的一种理论，不仅仅是隧道 开挖支护的方法或者一种施工技术，它是包含设计 与施工内容的隧道工程新概念。 2）使用新奥法必须使用喷锚支护结构，但喷锚支 护并不是新奥法所有内容。它还包括设计施工和监 测。
3）对施工监测重视不够，认为是额外负担。实际 上，锚杆、喷射混凝土、施工量测是新奥法的三大 要素，现场量测资料是修改和完善设计和指导施工 的重要依据。
传统矿山法与新奥法施工的区别
相同： 均属于钻爆法。 不相同：对围岩的认识和处理上不同。 解释：
表 6-2 传统矿山法与新奥法施工的区别 新奥法 支 护 临时支护 永久支护 闭合支护 控制爆破 量测 施工方法 喷锚支护 复合式衬砌 强调 必须采用 必须采用 分块较少 传统矿山法 木支撑为主、钢支撑 单层模注混凝土衬砌 不强调 可采用 无 分块较多
四、新奥法施工方法：
新奥法施工，按其开挖断面的大小及
位置，基本上又可分为：全断面法、 台阶法、分部开挖法三大类及若干变 化方案。
1、全断面开挖方法：
按隧道设计轮廓线一次爆破成型的 施工方法，适用于较完整的、坚硬围 岩，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩。
全断面开挖法工作面设备布置
全断面开挖的优点： ● 工序少，相互干扰少，便于组织施工 和管理； ● 工作空间大，便于大型机械化施工 ； ● 施工进度高，目前，我国公路隧道一 般都能保持月进成洞平均150m左右，高 者已接近300m／月。 ● 施工环境较好
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水平眼
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● 适用条件：
相对于全断面法来说，长台阶法一次 开挖的断面和高度都比较小，只需配备中 型钻孔台车即可施工，对维持开挖面的稳 定也十分有利。它的适用范围较全断面法 广泛，凡是在全断面法中开挖面不能自稳， 但围岩坚硬不用底拱封闭断面的情况，都 可采用长台阶法。
导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用， 并考虑机械设备和施工条件而定。一般侧 壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度以 到起拱线为宜。
● 适用条件 单侧壁导坑法是将断面横向分成3块 或4块，每步开挖的宽度较小，而且封闭
型的导坑初期支护承载能力大，所以，单 侧壁导坑法适用于围岩稳定性较差，断面 跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围 岩中。
施工程序
二、新奥法原则：
1、 最大限度地保持围岩的固有强度，以发挥围
岩的自承能力。
2、预计围岩有较大变形和松弛时，应对开挖
面施作保护层，而且应在恰当的时候敷设， 过早或过迟均不利。 3、衬砌需要加强的区段，不是增大混凝土的 厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆，使隧道 全长范围采用大致相同的开挖断面。
2、台阶法 台阶法是新奥法中实用性最广的施工方法。 台阶法中包括长台阶法、短台阶法和超短 台阶法等三种，其划分一般是根据台阶长 度来决定的。 ● 适用条件
跨度较大，围岩较破碎的情况， Ⅳ 、 Ⅴ级围岩 。
● 选择何种台阶法，取决于以下条件：
★ 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； ★ 上断面施工所用的开挖、支护、出 碴等机械设备对施工场地大小的要求。
● 适用条件 超短台阶法适用于膨胀性围岩和
土质围岩，要求及早闭合断面的场
合。当然，也适用于机械化程度不 高的各类围岩地段。
● 优点：
超短台阶法初期支护全断面闭合时间 更短，更有利于控制围岩变形。在城市 隧道施工中，能更有效地控制地表沉陷。
● 缺点 上下断面相距较近，机械设备集中， 作业时相互干扰较大，生产效率较低， 施工速度较慢。

工作要点：
该方法确定侧壁导坑尺寸很重要，侧壁 导坑尺寸过小，分割洞室跨度增加开挖稳定 性的作用不明显，且施工机械不方便工作； 侧壁导坑尺寸过大，导坑本身稳定性降低， 需要增强临时支护，增加工程成本。 一般侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞跨， 高度以到起拱线为宜，导坑可分二次开挖和 支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支 撑也很方便。
● 适用条件 这种方法适用于一般土质或易坍塌 的软弱围岩中。 ● 优点： 与超短台阶法相比，台阶长度可以 加长，减少上下台阶施工干扰；而与下 述的侧壁导坑法相比，施工机械化程度 较高，施工速度可加快。

台阶分部开挖法的施工作业顺序为：

用人工或单臂掘进机开挖环形拱部；架立钢支
撑、喷混凝土；在拱部初期支护保护下，用挖 掘机或核心土和下台阶，随时接长钢支撑和喷 混凝单臂掘进机开挖核心土、封底。根据初期 支护变形情况或施工安排建造内层衬砌。
⑷ 台阶法施工中，要求做到以下几点： ● 下半断面的开挖（又称落底）应在上半断面初期 支护基本稳定后进行，或采用其它有效措施确保初期 支护体系的稳定性；采用单侧落底或双侧交错落底， 避免上部初期支护两侧同时悬空；
● 下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定 做初期支护。
● 量测工作必须及时，以观察拱顶、拱脚和边墙中 部位移值，当发现速率增大，应立即进行底（仰）拱 封闭，或缩短进尺，加强支护，分割掌子面等。
⑵ 短台阶法
这种方法也是分成上下两个断面进行开 挖，只是两个断面相距较近，一般上台阶长 度小于5倍但大于1~1．5倍洞跨，或5-50米。 上下断面采用平行作业。
● 适用条件
适用范围很广，Ⅰ-Ⅴ级围岩都能采 用，尤其适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩，是新奥法 施工中主要采用的方法之一。
● 优点：
短台阶法可缩短支护结构闭合的时间， 改善初期支护的受力条件，有利于控制隧 道收敛速度和量值
3、分部开挖法 分部开挖法可分为三种变化方案： 台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧 壁导坑法 。