新奥法施工技术文献综述
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新奥法施工特点及在铁路隧道施工中的实际应用1. 引言在铁路隧道的施工中,采用新奥法施工技术已经成为一种常见的选择。
这种技术具有独特的特点,能够在隧道施工过程中发挥重要作用。
本文将对新奥法施工的特点及其在铁路隧道施工中的实际应用进行全面评估,并进行深入探讨。
2. 新奥法施工的特点新奥法施工是一种先进的施工技术,具有以下几个显著特点:1) 高效:新奥法施工采用机械化、自动化设备,能够快速、高效地完成施工任务,大大缩短工期。
2) 精准:通过先进的测量和定位技术,新奥法施工能够实现毫米级的精准施工,确保隧道的准确度和稳定性。
3) 安全:在新奥法施工中,人员作业减少,机械设备替代了部分人力劳动,减少了施工中的安全隐患。
4) 强韧:新奥法施工采用的材料和设备具有很强的耐磨、耐压、耐腐蚀等特性,能够适应复杂的地质条件和工程环境。
3. 新奥法施工在铁路隧道中的实际应用在铁路隧道的施工中,新奥法施工技术得到了广泛应用,并取得了显著效果。
具体表现在以下几个方面:1) 隧道掘进:新奥法施工技术在隧道掘进中可以实现快速、精准的掘进工作,保证隧道的准确度和稳定性。
2) 支护加固:通过新奥法施工,可以采用先进的支护加固设备和材料,有效地加固和保护隧道的结构稳定性。
3) 排水排砂:新奥法施工技术在排水排砂方面有着显著的优势,能够快速、高效地排除隧道内的水沙,并确保隧道的畅通及安全。
4) 施工管理:新奥法施工技术还可以实现对整个隧道施工过程的精细化管理和监控,提高施工效率和质量,确保施工进度和安全。
4. 个人观点和理解新奥法施工技术在铁路隧道施工中的应用,是对先进技术和设备的充分利用,能够有效提高施工效率、质量和安全性。
随着科技的不断进步和新技术的不断涌现,新奥法施工在铁路隧道施工中的应用前景广阔,有望为隧道施工带来更多的革新和突破。
对新奥法施工技术的深入了解和应用,对提高铁路隧道工程的质量和安全水平具有重要意义。
5. 总结和回顾本文对新奥法施工技术的特点及在铁路隧道施工中的实际应用进行了全面评估,并进行了深入探讨。
双连拱隧道新奥法施工技术1. 概述伴随着20世纪世界科学、技术、经济的发展,交通运输、水利、水电、采掘,特别是城市地下交通及空间利用等,对隧道工程在数量和难度上提出了更高的要求。
大规模的地下工程建设促进了隧道修建技术的进步。
大量的锚喷支护工程实践和岩石力学的迅速发展,导致了现代支护理论的建立,在此基础上出现了新奥法、挪威法、浅埋暗挖法等更有效的施工方法;用现代技术装备的掘进机和盾构能够适应从坚硬岩层到软弱含水地层的各种掘进条件,其可靠性、耐久性、机动性及掘进的高速度,使其在隧道工程施工中得到日益广泛的应用;冲击钻头改进及全液压钻孔台车的出现,大能力装渣、运渣设备的开发,新型爆破器材的研制及爆破技术的完善,改善围岩条件及支护技术的进步等,极大地改良了施工环境和提高了掘进速度,便钻孔爆破法的掘进技术得到更新;水底沉埋隧道施工技术的发展为穿越江河、海湾提供了新的有效手段。
1.1隧道施工的主要技术目前我国隧道施工技术主要有以下几种:盾构法、矿山法(漏斗棚架法、反台阶法、正台阶法、全断面开挖法、上下导坑先拱后墙法、下导坑先导后墙法、品字形导坑先拱后墙法、侧壁导坑法)、新奥法。
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。
基于新奥法理念隧道施工技术分析摘要:一般铁路隧道施工难度大、施工场地受限、工作量集中、行车安全等问题。
许多高等级路线采用隧道方案为了为国家节省基建投资,新奥法就是隧道施工中经常采用的方法之一。
本文结合施工案例,基于新奥法理念对施工技术进行分析阐述,仅供参考。
关键词:铁路隧道;新奥法;开挖;支护1、施工要点介绍新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,是奥地利学者拉布西维兹在上世纪五十年代提出的,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。
1)由于岩体是隧道结构体系的主要承载单元,在施工中必须保护岩体,减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。
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;另一方面还要限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。
施工中应采用能与围岩密贴、及时砌筑又能随时加强的柔性支护结构;3)施工的各个阶段,应进行现场量测监控,及时获取可靠的、数量足够的量测数据,例如,坑道周边的位移或收敛、接触应力等,并及时反馈用来指导施工和修改设计;4)为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快使之闭合,而成为封闭的筒形结构,隧道断面形状要尽可能地圆顺,以避免拐角处的应力集中;5)为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载,可采用复合式衬砌。
2、工程概况某隧道是全线的重点、难点和控制性工程之一。
施工过程采用新奥法施工理念进行施作,小断面平导洞出碴采用隧道挖装机配合无轨运输;二次衬砌采用定型大模板整体式液压台车一次性衬砌,泵送混凝土入模;控制测量采用GPS卫星定位技术;在掘进开挖施工过程中,采用TSP203雷达检测系统、红外探水先进的技术手段和仪器设备结合实施。
特别是DK183+991~DK184+695段受地表溶蚀槽谷影响,围岩溶蚀严重,地质条件极为恶劣。
第1篇一、新奥法施工的基本原理新奥法施工基于岩体力学理论,以维护和利用围岩自承能力为基点。
其主要原理如下:1. 充分利用围岩自承能力:在隧道开挖过程中,围岩会因应力释放而产生变形,但具有一定的自承能力。
新奥法施工通过合理设计支护结构,使围岩与支护体系共同承担荷载,提高围岩稳定性。
2. 开挖面空间约束作用:在隧道开挖过程中,开挖面周围的围岩会受到空间约束,这种约束有助于围岩保持稳定。
新奥法施工通过优化开挖工艺,减小开挖扰动,降低围岩应力释放,从而提高围岩稳定性。
3. 及时支护:新奥法施工强调在隧道开挖后立即进行支护,以控制围岩变形和松弛,确保隧道结构安全。
二、新奥法施工的特点1. 施工速度快:新奥法施工采用全断面开挖,减少了施工周期,提高了施工效率。
2. 施工成本低:新奥法施工充分利用围岩自承能力,降低了支护结构成本。
3. 施工质量好:新奥法施工注重围岩稳定性和支护结构设计,确保了隧道施工质量。
4. 施工安全:新奥法施工通过优化开挖工艺和支护结构设计,降低了施工风险。
三、新奥法施工的工程应用1. 山岭隧道:新奥法施工在山岭隧道中应用广泛,如京沪高铁、成渝高铁等大型铁路隧道。
2. 城市地铁:新奥法施工在城市地铁隧道中应用较多,如北京地铁、上海地铁等。
3. 水下隧道:新奥法施工在水下隧道中具有较好的适用性,如港珠澳大桥海底隧道。
4. 地下空间开发:新奥法施工在地下空间开发中具有重要作用,如地下停车场、地下商场等。
总之,新奥法施工作为一种先进的隧道施工方法,在我国隧道工程中具有广泛的应用前景。
通过不断优化施工工艺和设计理念,新奥法施工将为我国隧道工程建设提供有力保障。
第2篇随着我国经济的快速发展,隧道工程在交通运输、城市地下空间开发等方面发挥着越来越重要的作用。
新奥法(New Austrian Tunneling Method,简称NATM)作为一种先进的隧道施工技术,在我国得到了广泛的应用。
本文将从新奥法的基本原理、施工方法以及工程应用等方面进行探讨。
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。
新奥法施工工法
一、新奥法的概念
新奥法即奥地利隧道施工新方法,是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,通过监测控制围岩的变形,充分发挥围岩的自承能力的施工方法。
它是在锚喷支护技术的基础上由奥地利力学者腊布赛维奇首先提出的,并于1954~1955年首次应用于奥地利的普鲁茨-伊姆斯特电力的压力输水隧洞中。
在我国是在20世纪70年代末开始被人们接受的,从20世纪80年代开始,在一些隧道设计中贯彻了新奥法的基本原理,采用了信息设计方法,例如铁路大瑶山隧道、南岭隧道、枫林隧道、军都山隧道等。
二、新奥法的施工程序
三、新奥法的施工基本原则。
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。
隧道施工中新奥法的主要施工技术探讨一、新奥法的原理新奥法是新奥地利隧道施工方法(New Austrian TunnelingMethod,简写NATM)的简称。
它是奥地利土木工程师L.V.Rab-cewicz 等在长期从事隧道施工实践中,于20 世纪60 年代从岩石力学的观点出发并在总结隧道建设实践经验的基础上创立的。
早在1934 年Rabcewicz 就提出了在隧道中应用“喷浆”的技术。
新奥法是要充分利用岩体自身的承载力,岩体在自然状态下本身是平衡的,在开挖隧道后,岩体应力重新分配,而圆形孔洞可以更好的分散岩石的应力,当开挖面作为一个整体,应力重新平衡后,就可以很好的支撑起隧道结构。
如何使开挖面成为一个整体,新奥法提出了在开挖隧道后,在开挖面通过拱架、锚杆、钢筋网和喷射混凝土等柔性材料与岩石表面紧贴,从而使它成为一个整体,重新分配应力,然后通过监控量测,围岩地质观测对隧道施工工艺进行微调,在完成初期支护围岩重新分配,应力趋于平衡后施作二次衬砌,二次衬砌并不是作为隧道的直接承载物,而是起到部分受力及美观的作用。
二、隧道施工中新奥法的主要施工技术(一)应用新奥法进行隧道围岩的支护通常情况下,若围岩情况较好,应把喷射混凝土作为支护的主要方式,并利用锚杆进行辅助加固;但当围岩情况较差时,则应将锚杆作为支护的主要方式,并将其与喷射混凝土、钢筋网喷混凝土等进行配合使用。
在隧道支护过程中应用新奥法的锚喷支护技术,主要是将围岩作为承载结构的重要组成部分。
因而在二次衬砌支护过程中,主要是将其作为后期围岩的饰面和压力的承载体,因而在进行二次衬砌支护之前必须对围岩的变形和初期支护以及隧道周边情况等进行综合性评估。
但无论是初期支护还是永久支护,都应选用薄壳型的柔性结构,从而在减少衬砌受弯变形的同时减少挠曲断裂。
在应用新奥法进行隧道围岩支护时,应注意隧道岩石的软硬度,因为在软岩隧道和硬岩隧道中应用新奥法有着本质上的区别。
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、以及围岩的内聚力с、内摩擦角φ等参数成反比,而支护能提供的抗力则与其刚度成正比。
新奥法的原理新奥法是一个具体应用岩体动态性质的完整的力学概念(或者说是一种隧道工程概念) , 是按科学制定的并已为实践所证明的原则和思想去修筑隧道。
其主要意图是充分调动岩体自身的承载能力, 使隧道施工更安全,更经济, 科学性过去的隧道修筑方法高, 因而不能单纯地将它看成是一种施工方法或支护方法, 也不能片面理解, 将仅用锚喷支护或运用新奥法部分原理施工隧道, 就认为是采用新奥法修建。
事实上锚喷支护并不能完全表达新奥法的含义, 新奥法的内容及范围是相当广泛、深入的。
因此, 新奥法应遵循一系列原则。
关于新奥法原理, 有的列了 22 条, 有的归纳了7 条, 还有的归纳了5 条。
但其基本精神1 条, 运用各种手段(开挖方法、支护、测量及地层预处理等)控制围岩, 最大限度地保护和调动围岩的自身能力。
为了便于理解, 我认为以MULL ER 所列的 22 条基本原理为基础进行归纳整理, 介绍如下:(1)隧道是衬砌混凝土和围岩的整体化结构物, 从根本上讲, 起到隧道支护作用的是围岩。
(2)(2)开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破, 并尽量采用大断面或较大的断面开挖, 以减少对围岩的扰动, 保证围岩起到支护作用,在开挖时必须不破坏围岩的原有强度, 极力防止围岩松弛。
尽可能避免围岩处于单轴或二轴应力状态。
(3)隧道开挖后, 尽量利用围岩的自身能力, 充分发挥围岩自身的支护作用。
采用喷射混凝土及时封闭开挖表面, 能有效地防止围岩松动。
(4)根据围岩的特征采取不同的支护类型和参数, 及时施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护, 以控制围岩的变形和松驰。
防止得越好, 安全性和经济性就越高。
(5)衬砌要在恰当的时候进行, 控制时间, 太早或太迟都不行。
支护的刚度要适宜,太硬不行, 太柔软也不行, 同时必须使用能发挥围岩强度的支护形式。
(6)在软弱破碎围岩地段, 使断面及早闭合, 以有效地发挥支护体系的作用, 保证隧道的稳定。
(7)为了把握衬砌时机, 要正确了解围岩的时间因素, 在事先进行室内试验的同时, 在隧道内进行变位测定, 掌握各类围岩的稳定时间和变形速度。
因此, 进行变位和变形量测是新奥法必不可少的工序。
(8)预计围岩有大的变形和松驰情况时,全部开挖表面要做防护, 以约束围岩, 最合适的办法是喷混凝土。
(9)衬砌必须是薄层的, 这是为了减少弯矩, 使因弯矩产生的破坏减到最小。
不仅一次衬砌要薄, 二次衬砌同样也要薄, 对于衬砌需要加强的地方, 不采用加厚衬砌的办法, 而是用钢筋网、钢支护或锚杆来加强。
(10)隧道是一个厚壁圆筒, 即由围岩支承环和支护(衬砌)组成的结构, 所以必定是存在围岩和支护的相互作用, 也就是说衬砌和围岩是相互支持的结构。
(11)圆筒只有在没有封口时能起力学上的“圆筒作用” , 所以, 衬砌闭合成环是特别重要的, 底板自身不能起闭合环作用。
因此, 除了围岩特别坚硬认为没有必要设闭合环的情况之外, 都应该设仰拱。
(12)围岩的动态主要取决于衬砌闭合时间, 因此, 采用台阶开挖时, 上下两部开挖距离不宜太大, 掘进的速度要相适应。
(13)(13)隧道从应力重分布的角度考虑, 采用全断面开挖非常有利, 若用分布开挖, 则会使岩层的应力反复重新分布, 围岩因之受到破坏。
(14)尽量使隧道断面周边轮廓圆顺, 避免棱角突变处应力集中。
(15)二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的, 围岩和支护结构形成一个整体, 因而提高了支护体系的安全度, 并不增加衬砌厚度。
在有涌水时,要考虑整个衬砌的稳定和锚杆防腐问题。
(16)通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测, 合理安排施工程序, 进行设计变更及日常的施工管理, 测定衬砌的内应力或围岩与衬砌接触部位的应力以及前述的位移、变形, 有助于更正确的设计和施工。
过去的岩体隧道工程,多以厚壁混凝土衬砌支护围岩 ,把围岩视为被支承的荷载。
即围岩压力根据岩体力学的各种理论如普氏理论等算出,作为荷载加在结构上 ,然后按一般的力学方法计算内力,其破坏形式一般为弯曲破坏,多采用甲厚壁混凝土或钢筋混凝土衬砌。
剪切破坏理论-----LV rabcewicz提出,他认为围岩稳定性的丧失主要发生在洞室主动岩压方向的两侧,并形成一个楔形的剪切滑移面。
岩体剪切破坏的过程由于毛洞掘进岩体处于破坏进行状态如图一由于楔形岩块支承力的降低 ,首先两侧壁的楔形岩块由于剪切破坏而断开,顶板和底板跨度扩大如梁一样的上下盘向毛们弯曲如图,由于这个移动的增加,最后形成在顶板和底板塌落。
此种破坏在岩体模型试验中已观察到了。
剪切破坏的滑移条件岩体剪切破坏的滑移条件用莫尔圆可以说明。
楔形剪切滑移面的参数,按剪切破坏理论 ,破坏时形成楔形剪切滑移面。
假定剪切角为定值,参照下图新奥法施工特点: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。
巷道开挖后,围岩由于爆破作用产生新的裂缝,加上原有地质构造上的裂缝,随时都有可能产生变形或塌落。
当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面,很好的充填围岩的裂隙,节理和凹穴,大大提高了围岩的强度。
(提高围岩的粘聚力C和内摩擦角)。
同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用,隔绝了水和空气同岩层的接触,使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开,导致围岩失去稳定。
1.3粘结性喷锚支护同围岩能全面粘结,这种粘结作用可以产生三种作用:①联锁作用,即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落,则引起临近岩块的联锁反应,相继丧失稳定,从而造成较大范围的冒顶或片帮。
开巷后如能及时进行喷锚支护,喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏,防止个别威岩活石滑移和坠落,从而保持围岩的稳定性。
②复和作用,即围岩与支护构成一个复合体(受力体系)共同支护围岩。
喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力,同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统,具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用,从根本上改变了支架消极承担的弱点。
③增加作用。
开巷后及时继进行喷锚支护,一方面将围岩表面的凹凸不平处填平,消除因岩面不评引起的应力集中现象,避免过大的应力集中所造成的围岩破坏;另一方面,使巷道周边围岩由双方向受力状态,提高了围岩的粘结力C 和内摩擦角,也就是提高了围岩的强度。
1.4柔性喷锚支护属于柔性薄性支护,能够和围岩紧粘在一起共同作用,由于喷锚支护具有一定柔性,可以和围岩共同产生变形,在围岩中形成一定范围的非弹性变形区,并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展,使围岩的自承能力得以充分发挥。
另一方面,喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩,对围岩产生越来越大的支护反力,能够抑制围岩产生过大变形,防止围岩发生松动破坏。
新奥法理论要点及施工要点:1.新奥法与传统施工方法的区别:传统方法认为巷道围岩是一种荷载,应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。
而新奥法认为围岩是一种承载机构,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。