新奥法施工基本原理及施工技术图文并茂

第一章: 新奥法施工技术原理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NA TM。

新奥地利法是奥地利学者拉布西兹（L。

V。

Rabcewicz）教授提出来的，其原理主应用岩体力学理论，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手段，及时地进行支护，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、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。

洞室开挖后所产生的围岩压力是由岩体与支护结构共同承担的，而且从某种意义上来说，岩体承担了围岩压力的主要部分，新奥法运用共同作用的理论作为隧道建设的指导思想，合理地利用了岩体作为支护结构的一部分，摒弃了过去将岩体作为支护结构的荷载和采用厚衬砌的传统方法，因此这一点可以说是新奥法的精髓。

岩体的失稳是由于洞室的开挖，产生了围岩应力，调整和加剧了结构面对岩体的切割，促使洞周围的岩体松动而引起的，因此，早期加固是避免岩体松动，防止岩体进一步风化，保持岩体稳定的有效手段。

围岩压力与岩体位移关系图从理论上分析，围岩压力应是塑性形变压力和塑性松动压力的组合，其径向位移的变化曲线如图所示，根据图示的曲线特征即可分析支护刚度、支护时间对围岩压力的影响，塑性圈半径的大小从其变化特性而言与径向位移和时间成正比关系，应力调整过程中随着时间的增长其径向位移将不断产生，而径向位移的增长又促进塑性圈的继续扩大，直至达到岩体新的应力平衡，因此，可以说在围岩的二次应力调整过程中，时间、岩体径向位移、塑性圈半径等三者之间的作用是相互联系的。

新奥法建议断面及支护形式新奥法中建议采用图所示的隧道截面形式，支护结构为一闭合环，支护结构采用的基本形式是金属网、锚杆和喷射砼，通常被称为喷锚结构，采用这种支护形式的目的是消除传统支护与岩体不能紧密地贴在一起，使支护与岩体形成一个整体的弊端，此外，这喷射砼的厚度一般为15cm左右，在上金属网形成柔性支护，能够使支护与岩体产生一定量的位移，但仍能使岩体保持洞室的稳定，如果，围岩二次应力比较大，则可采用加大喷射混凝土厚度和缩短各锚杆之间的距离等手段，甚至在洞内加设钢拱肋的方法，以确保洞室的稳定，在新奥法施工中，要求尽量用全断面开挖，以减少分级开挖而引起的多次扰动。

新奥法施工工艺技术原理今天来聊聊新奥法施工工艺技术原理的事儿。

我最初接触新奥法的时候，就觉得这名字特别神秘。

其实呢，新奥法就像是在给咱们的地下工程，比如说隧道，进行一种特殊的“包扎”过程。

咱们先从生活中的一个现象说起吧。

你看，要是我们的皮肤受伤了，创口不大的时候，我们不会把伤口死死地包起来，让空气一点都进不去，而是会用那种透气的创可贴。

这就有点像新奥法的理念。

新奥法呢，它强调利用围岩自身的承载能力。

这就好比人受伤后的自我愈合能力一样，围岩它自己也有一定的力量来承受外界的压力。

在隧道施工里，新奥法主要就是先适时地进行一些必要的开挖。

比如说，挖一块，就像我们吃西瓜一块一块地切开一样。

然后，立刻进行支护。

这个支护就很有趣了，就像是给刚开始有点松动的围岩搭一个小架子，扶住它，不让它垮掉。

这里的支护不是像传统方法那样完全把围岩和外界隔开，而是用锚杆、喷射混凝土这些手段。

这个锚杆就像是扎进围岩里的小针，把松散的部分连接起来，让围岩变得更结实。

喷射混凝土呢，就像给围岩披上一层薄薄的盔甲，不仅能保护它，还能和它成为一个整体，共同承担外部的压力。

说到这里，你可能会问，那怎么知道什么时候开挖，什么时候支护呢？这就需要大量的测试和计算啦。

就像我们盖房子要知道用多少水泥沙子一样，工程师们要测围岩的压力、变形这些情况。

我在学习这个新奥法的时候，一开始也不明白为啥不像传统方法那样直接把隧道四周围起来就好了呢？其实这是有实际教训的。

就像我们有时候给植物浇水太多，把植物给涝死了一样。

如果过度支护，把围岩的应力都限制死了，没有发挥它自身的承载能力，反而会出问题。

比如说，在某某山区的隧道工程中，就采用了新奥法。

在实际施工中，工程师们严格根据围岩的类型和状态，计算每一步的开挖量和支护强度。

在遇到软岩地段的时候，他们减小开挖尺寸，增加锚杆的密度，喷射的混凝土也加厚一些。

而在地质条件较好的地方，施工就会相对轻松一些。

在使用新奥法施工的时候也要注意一些问题哦。

简述新奥法施工原理(一)新奥法施工什么是新奥法施工新奥法施工（New Austrian Tunneling Method）是一种先进的隧道工程施工方法。

它在20世纪60年代由奥地利的隧道工程师维里亚姆·斯奈茨（Werner Schnaitt）和费迪南德·鲁加宁（Ferdinand Ruggin）开发。

目前，新奥法施工已被广泛应用于全球各地的隧道工程中，包括地铁、水坝、金矿等领域。

新奥法施工的原理新奥法施工主要依靠爆破作用和土体固结作用来实现隧道的开挖和支护。

具体而言，它包括以下几个步骤：1.预支护工作：在开挖隧道之前，先进行预支护措施，如设置锚杆、喷砼、布设钢丝网等，以保证工作面的稳定和安全。

2.开挖工作：通过爆破以及钻孔爆破等方式，将固体岩石、软弱土壤等材料挖掘出来。

3.土体固结工作：在开挖隧道的同时，对其周围的土体进行固结处理，以避免地面沉降、切割面坍塌等事故发生。

4.内衬支护工作：在开挖完成后，对隧道的内壁进行支护措施，如使用砖块、混凝土等材料进行衬砌，以保证隧道的强度和耐久性。

新奥法施工的优点相比于传统的隧道施工方法，新奥法施工具有以下几个优点：•灵活性好：由于该方法使用爆破和固结技术，因此能够适应不同地质条件下的施工需要，如强夯砖土等。

•断面优美：新奥法施工不需要使用模板等设备来进行施工，因此可以创造更加自然且优美的隧道断面。

•施工速度快：相比传统的隧道施工方法，新奥法施工具有更快的施工速度，能够大幅缩短工期。

•成本低：由于新奥法施工具有快速施工、少使用模板等设备等特点，因此其施工成本也相对较低。

总结新奥法施工作为一种全新的隧道工程施工方法，具备灵活性好、断面优美、施工速度快和成本低等优点，是未来隧道施工发展的趋势。

但是在实际施工中，仍需注意安全、环保等问题，以保证隧道工程的质量和安全性。

新奥法施工的应用在大型隧道工程中，新奥法施工已成为常用的施工方法，其中一些典型的应用包括：•首都机场城际轨道交通：新奥法施工被用于首都机场城际轨道交通的建设中，这个工程中有100公里的里程，总共有30座车站和2个维修场。

新奥法施工原理及特点新奥法是在运用围岩自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。

由于蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分派，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的重要是围岩体自身，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，第二次衬砌重要是起安全储备和装饰美化作用。

新奥法的合用性很广，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，一般都应采用适当的辅助措施才干施工：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、锚杆支护为重要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护可以形成柔性薄层，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。

新奥法合用范围：具有较长自稳时间的中档岩体；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。

新奥法的缺陷：①实行不仅规定有良好的施工组织和管理，也规定技术人员和量测人员都十分纯熟，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。

新奥法设计施工的基本要点：1因为岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，所以在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免因过度破坏而损害岩体的强度，为此，施工中开挖断面分块不宜过多，并应当采用光面爆破，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，即一方面应允许围岩变形，使洞周围岩能起承载的作用；另一方面又必须限制围岩变形，使岩体不致因过度松弛而丧失或大大降低承载能力。

为此，在施工中应采用能与围岩密贴，能及时砌筑又能随时加强的柔性支护结构，例如锚喷支护等，以便能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间，（包括底拱闭合时间），来控制岩体的变形。

3在施工的各个阶段，都应该进行现场的量测监控，及时提出可靠的，数量足够的量测信息（如坑道周边的位移或收敛，接触应力等），并通过及时反馈用于指导施工和修改设计。

4为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快使其闭合，从而成为封闭的筒形结构。

此外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处出现应力集中。

5为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，威严性质恶化，流变和膨胀所引起的后续荷载，宜采用复合式衬砌。

上述新奥法的基本原可扼要概括为“少扰动、早喷锚、勤测量、紧封闭”。

新奥法施工按其开挖断面的大小及位置，可分为全断面法，台阶法和分部开挖法三大类。

（1）全断面法全断面开挖法是指将整个隧道开挖断面一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位的隧道开挖方法，常用在Ⅰ～Ⅱ级硬岩中，隧道长度或施工区段不宜太短，否则采用大型机械化施工的经济性差。

公路隧道新奥法施工技术培训（附简图）2017、11、15一、新奥法得基本概念新奥法就是应用岩体力学理论，以维护与利用围岩得自承能力为基点，采用锚杆与喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩得变形与松弛，使围岩成为支护体系得组成部分，并通过对围岩与支护得量测、监控来指导隧道施工与地下工程设计施工得方法与原则。

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）与交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。

二、新奥法施工得要点（一）在隧道得整个支护体系中，围岩就是承载结构得一部分，施工中要合理利用围岩得自承能力，保持围岩得稳定；（二）隧道开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩得扰动或尽可能不破坏围岩得强度。

（三）允许围岩有一定得变形，初期支护应尽量做成柔性得，以便与围岩紧密接触，共同变形与共同承载，充分围岩得自身承载作用。

（四）洞室开挖后及时施作初期支护，封闭围岩表面，抑制围岩体得早期变形，待围岩稳定后，再进行二次衬砌，但遇软弱围岩特别就是洞口段衬砌要紧跟。

（五）隧道得几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构得计算条件，因此,要尽可能使结构做得圆顺(如做成圆形或椭圆形得),不产生突出得拐角,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就是施工过程中必不可少得一个重要环节，从现场量测反馈信息及时修改设计与施工方案。

（七）对外层衬砌周围岩体得渗水，要通过足够得“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）全断面法得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得方法，如图1所示。

全断面法常适用于Ⅰ～Ⅲ级硬岩得石质隧道，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）全断面法得优缺点优点：较大得作业空间，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，对围岩得震动次数较少，有利于围岩稳定。

新奥法新奥法简介“新奥地利隧道施工法”（NATM）法，由奥地利学派创始人之一米勒教授提出的。

包括三方面的内容：1、支护-围岩共同作用原理。

2、柔性支护观点/锚喷网综合支护主要支护手段。

3、设计、施工、监测一条龙作业方式。

新奥法施工步骤图新奥法施工概论新奥法是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。

新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。

减少对围岩的震动，以保全其整体性。

同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。

新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。

Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ等级的围岩在设计与施工中采用施工准备→拟订施工方案→洞口路堑土石开挖→洞口防排水设施→洞身开挖→二次衬砌防水隔离层的施工步骤，尽量采取大断面开挖,尽量减少对围岩的破坏程度，还必须采取其他补充措施,如超前灌浆,冻结、疏导涌水等，才能使新奥法取得成功。

支护-围岩共同作用原理围岩既是生产支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的结构，支护-围岩作为整体相互作用，共同承担围岩压力。

摒弃了过去岩体作为对支护结构的荷载采用厚衬砌的传统做法。

围岩压力是变形压力和松动压力的组合，大部分压力(特别是变形压力)由围岩自身承担，只有少部分转移到支护结构上；支护荷载既取决于围岩的性质，又取决于支护结构的刚度和支护时间；围岩的松动区和围岩内的二次应力状态又与支护结构的性质和支护时间有关。

支护-围岩共同作用原理图柔性支护观点支护刚度不必太大，当支护做完后，能与岩体一起生产一定的位移，释放部分变形能，但又能使支护足以保持平衡，保持围岩稳定。