新奥法隧道结构设计隧道工程6荷载计算
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新奥法原理及施工要点摘要:新奥法原理修建隧道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。
本文介绍了新奥法原理及其施工要点。
关键词:隧道新奥法施工Abstract: the new Austrian law principle to build a tunnel has become a main construction method. Particularly in the construction site is restricted, complicated geological conditions, and underground structure form complex of New Orleans with construction method is particularly important. This paper introduces the new Austrian law principle and key points of construction.Key words: New Orleans tunnel construction method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。
(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。
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。
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称引言新奥地利隧道施工方法(NATM)是一种在隧道工程中常用的施工方法,它是在20世纪60年代和70年代由奥地利工程师和科学家们开发出来的。
这种方法在全球范围内得到了广泛应用,并取得了显著的成果。
本文将详细介绍新奥地利隧道施工方法的特点、原理及应用,并对其优缺点进行讨论。
一、新奥地利隧道施工方法的特点1. 整体式施工新奥地利隧道施工方法采用的是整体式施工,相对于传统的分阶段施工方法,它可以减少施工期间的地表沉降和变形。
这是由于NATM方法可以在开挖隧道的同时对周围的土层进行支护,从而减少了地表和周围建筑物的影响和损害。
2. 土力支撑结构NATM方法采用土力支撑结构作为隧道的主要支护形式。
这些支撑结构通常由钢筋混凝土或喷射混凝土构成,能够提供足够的强度和刚度来承受隧道围岩的压力。
此外,土力支撑结构还可以通过控制隧道周围的地下水位和渗流,降低地下水的涌入和侵蚀,从而提高隧道的稳定性。
3. 灵活的设计NATM方法允许根据实际施工情况进行灵活的设计和调整。
施工过程中可以根据地质条件和围岩变化进行随时调整,通过合理的支护和加固措施来解决工程施工中出现的问题。
这种灵活性可以使施工更加安全高效,也可以避免不必要的成本和时间浪费。
二、新奥地利隧道施工方法的原理1. 地质调查和监测在NATM方法中,地质调查是至关重要的一步。
通过详细的地质勘探和工程地质分析,可以确定隧道施工中可能遇到的地质问题,如岩类性质、断层、地下水等。
同时,还需要进行地表和隧道周围的监测,及时掌握地表沉降、围岩变形和地下水位等数据,以便进行合理的设计和施工调整。
2. 钻孔爆破在NATM方法中,钻孔爆破是常用的隧道开挖方式之一。
通过在地下岩层中钻孔,并通过爆破将岩石破碎,然后进行清理和支护,最终实现隧道的开挖。
这种方法可以高效地进行大规模的隧道掘进,但需要控制好爆破条件,以防止岩层的过度破碎和隧道的不稳定。
3. 支护和加固隧道开挖完毕后,需要进行支护和加固工作,以确保隧道的稳定性。
简述中国铁路隧道新奥法设计施工理念中国铁路在建设过程中,隧道是一项非常重要的工程。
为了更好地设计、施工隧道,中国铁路不断地推进技术革新与创新。
其中,新奥法设计施工理念是一种非常先进的技术,也是铁路隧道工程领域的一项重要成果。
一、新奥法的概念新奥法,全称“奥地利法”,是指奥地利隧道工程设计与施工经验总结成的一套设计、施工方法及管理体系。
该方法自上世纪50年代开始提出并推广,包括了从土体力学、岩土工程、安全技术等多个方面的技术,是目前国际上非常成熟的隧道设计施工方法之一。
二、新奥法的优点相较于传统的设计施工方法,新奥法有着非常多的优点。
具体而言,它能够更好地助力施工进程,提升施工效率。
同时,新奥法也能够更好地保证工程的质量和安全性。
1.高效率:新奥法采用的连续铸造方法及新型支护材料,大大提高了施工效率。
铸造速度快,且工艺流程简便,减少了施工周期和成本。
2.保质保安:新奥法结构设计合理,工序安排合理。
通过先进的软硬件系统与技术支持,建立了科学的风险控制及应急管理体系,最大限度地保障工程建设的质量和安全。
三、中国铁路隧道工程在新奥法上的应用中国铁路从2014年开始引进新奥法技术,先后应用于大大小小120余个工程,其中包括了长江大桥南岸隧道、昆明至安宁铁路锦和隧道和赣南高铁南昌至赣州段多条隧道等重点工程。
通过新奥法的应用,可以看到不断提升的施工效率和质量保障。
值得一提的是,中国铁路也对新奥法进行了一些本土化的改良。
比如在隧道口板的设计上,引入了额外的支护措施,可以有效防止出现挤土现象。
同时,也在施工过程中加强了工程监管,保证了工程的质量和安全。
综上所述,新奥法技术在中国铁路隧道工程上的应用,大大提升了施工效率,保障了工程质量。
随着铁路建设不断的推进,我们相信新奥法在未来中国铁路建设中将发挥越来越重要的作用。
隧道施工方案1洞身开挖施工1.1洞身开挖根据隧道各里程段的特点及围岩情况,各级围岩段采用相宜的开挖和超前支护方法,短进尺、强支护,确保施工安全。
隧道洞身开挖严格按照“新奥法”原理组织施工。
机械化掘进,机械化装运。
Ⅴ级围岩断层破碎带、浅埋或偏压地段采用单侧壁或双侧壁导坑法施工;Ⅳ级围岩其余地段采用三台阶临时仰拱封闭法施工。
Ⅲ级围岩地段采用短台阶法施工,必要时预留核心土分部开挖。
岩层稳定且完整性较好的Ⅱ级围岩全断面法施工。
开挖采用凿岩台车钻眼,人工装药并连接起爆网络实施光面爆破,爆破施工遵循短进尺、强支护、弱爆破、勤量测的原则。
装载机装碴,大型自卸汽车运输出洞。
洞身开挖施工中严格控制开挖断面,控制超欠挖。
经监理工程师确认不影响衬砌结构的稳定和强度时,岩石个别突出部分(每平米内不大于0.1m)可侵入衬砌不大于50mm。
拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
为保持断面稳定和节约成本,施工中严格控制超挖量,使断面圆顺平整。
1.1.1Ⅱ级围岩全断面法施工Ⅱ级围岩完整、稳定,采用全断面法施工。
全断面法施工工序简单,工作面宽敞,运输、通风、排水方便,管路易于布置,便于进行机械化施工。
全断面开挖断面图。
a 、施工方法采用凿眼台车或作业台车配合人工手持风钻进行钻眼,进尺可以控制在2~4m 。
爆破后机械出碴装运至弃碴场,进行网、锚、喷混凝土初期支护。
一般适合采用全断面施工的围岩,其支护参数多为系统锚杆和网喷混凝土联合支护。
因此全断面施工工序简单:钻眼爆破→出碴→网、锚、喷支护→进入下一循环钻爆。
b 、施工工艺施工工艺见全断面开挖施工工艺流程图ⅢⅡⅠⅡⅢⅠ图2.3-01 全断面法开挖断面图二次衬砌初期支护网喷混凝土系统锚杆全断面开挖施工工艺流程图c、作业要点(1)测量放线在开挖面上进行测量并绘出中线与水平线,水平线可绘在轨平高度上,然后绘出开挖断面轮廓线,在按照钻爆设计准确标出炮眼位置,炮位误差不应大于5cm。
最好采用激光导向和幻灯布眼,以减少测量放线的时间,并提高炮眼位置的精度。
第九章新奥法第一节新奥法的基本概念一、名称由来与产生的历史背景新奥法的全称是新奥地利隧道工程方法,即New Austrian Tunneling Method,缩写为NATM。
上下导坑先墙后拱法初次使用于公元1837年前奥国莱比锡至德累斯顿铁隧道上,故称其为奥国法。
新奥法与奥国法是两码事,不是隧道横断面施工作业顺序的差异,也不是年代早晚不同的关系,而前者是建立在新的理论基础上,具有丰富实际经验的新概念。
新奥法是由奥地利学者L.V.Rabcewiez,L.Muller等教授创建于本世纪五十年代,在1963年正式命名为新奥地利隧道工程方法。
它的产生是基于以下背景:1.锚杆支护在20世纪初出现在此之前,锚杆支护的采用始于20世纪初,到1950年代后在欧美各地得到广泛应用,并在水电站有压输水隧洞成功地采用了锚杆支护手段。
2.喷射混凝土机在1940年代末研制成功喷射混凝土机在1947年研制成功,1948~1953年喷射混凝土衬砌在奥地利首次用于卡普伦水电站的默尔隧道。
锚喷支护技术的开展为创建新奥法提供了有利的条件。
在创建与开展新奥法时期,L.V.Rabcewiez相继指出:隧道工程修建过程中掌握围岩动态随时间变化的重要性;施工量测工作的重要性;采用薄层支护,并及时修筑仰拱以形成闭合衬砌的必要性。
并根据实验证实,衬砌应按剪切破坏进行设计计算。
3.岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学依据与新奥法开展同时,岩石力学也开展成为一门十分年轻的学科。
岩石力学的理论基础为新奥法提供了科学依据。
因此可以说,新奥法是在实际基础上开展起来的一种修建隧道工程的新理论与新概念。
二、新奥法的基本概念新奥法的基本概念是用薄层支护手段来保持围岩强度,控制围岩变形,以发挥围岩的自承载能力,并通过施工监控量测来指导隧道工程的设计与施工。
由于上述基本概念的认识与理解的差别,可能初次接触新奥法的人们会存在某些误解,而专家们也可能在某些观点上有分歧,突出的问题有下列方面:1.由于英文“method”一词,容易把新奥法理解为隧道开挖与支护的方法,或者仅是一种施工技术,而没有认识到新奥法是修建隧道一种基本理论,是包含设计于施工内容的隧道工程新概念。
新奥法施工在隧道中的应用与分析从技术角度来看,新奥法施工主要包括两个方面的内容:一是注浆加固技术,二是隧道支护技术。
注浆加固技术是通过将注浆材料输入到隧道围岩中,让其与围岩产生化学反应,形成一种新的无机材料,从而强化围岩的稳定性和承载能力。
组合式隧道支护技术是将预制的钢模板、钢筋网和混凝土构件组合起来,安装在隧道内部,用于支撑周边的土体和岩体,防止隧道坍塌。
注浆加固技术的优点在于可以针对不同的围岩类型和局部条件,采取不同的注浆材料和施工方法,实现最佳的加固效果。
注浆材料通常包括水泥、无机注浆材料和聚氨酯等,并且可以根据需要进行调配,以达到所需的硬度、黏度和延展性。
此外,注浆施工过程中还可以控制注浆压力和注浆量,以确保注浆材料能够充分填充围岩裂缝和空隙,提高加固效果。
隧道支护技术是一种常见的隧道保护措施,其优点在于支撑力度大,能够有效地控制隧道的变形,保护隧道安全运行。
在新奥法施工中,支护技术常常采用的是钢模板和混凝土构件的组合式支护。
钢模板的优点在于结构坚固,施工便捷,能够满足各种类型的隧道需求。
混凝土构件则可以根据实际需要进行定制,达到更好的支撑效果。
总的来说,新奥法施工在隧道建设中的应用具有很大的优势。
它可以提高施工效率,减少对环境的影响,缩短施工周期,降低施工成本。
当然,新奥法施工也面临着一些挑战,例如隧道建设中相互干扰的问题、围岩变形与注浆反应的关系等。
对于这些问题,需要通过科学合理的施工方案和相关技术的持续创新来加以解决。
需要注意的是,在隧道建设中,工程质量和安全永远是首要考虑的因素。
只有在综合考虑各种因素的前提下,才能选择最适合的施工方案和技术,保证施工过程的顺利进行,同时也确保了隧道的稳定性和安全性。
一、工程概况本工程为某城市地下隧道工程,隧道全长1000米,埋深10-20米,隧道断面采用圆形,直径为6.5米。
隧道地质条件为软岩,围岩稳定性较差,地下水丰富。
本工程采用新奥法施工技术,以确保工程质量和安全。
二、施工方案1. 施工准备(1)现场勘察:对隧道地质、水文、地形等条件进行全面勘察,为施工提供依据。
(2)编制施工组织设计:根据勘察结果,编制详细的施工组织设计,明确施工流程、施工顺序、施工方法等。
(3)施工人员培训:对施工人员进行新奥法施工技术、安全操作规程等方面的培训。
(4)设备准备:准备必要的施工设备,如钻机、挖掘机、运输车、喷射混凝土机、锚杆机等。
2. 施工流程(1)隧道开挖:采用台阶法进行隧道开挖,先开挖上台阶,再开挖下台阶。
(2)初期支护:在开挖过程中,及时进行初期支护,包括锚杆、喷射混凝土等。
(3)二次衬砌:初期支护完成后,进行二次衬砌,采用现浇混凝土结构。
(4)防水处理:在隧道结构表面设置防水层,防止地下水渗透。
(5)隧道排水:设置排水系统,将地下水排至隧道外。
3. 施工方法(1)隧道开挖:采用台阶法进行隧道开挖,先开挖上台阶,再开挖下台阶。
上台阶开挖长度控制在2-3米,下台阶开挖长度控制在1-2米。
(2)初期支护:在开挖过程中,及时进行初期支护。
锚杆采用φ25mm、L=2.5m的锚杆,间距为1.0m×1.0m。
喷射混凝土厚度为15cm,强度等级为C25。
(3)二次衬砌:二次衬砌采用现浇混凝土结构,厚度为30cm,强度等级为C30。
(4)防水处理:在隧道结构表面设置防水层,采用防水板和防水砂浆进行防水。
(5)隧道排水:设置排水沟和排水泵,将地下水排至隧道外。
4. 施工监控(1)监控量测:对隧道围岩、支护结构、二次衬砌等关键部位进行监控量测,确保施工质量和安全。
(2)施工进度:制定施工进度计划,合理安排施工任务,确保工程按期完成。
(3)质量控制:严格执行质量标准,对施工过程进行全过程质量控制。