公路隧道新奥法设计与施工综述
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新奥法施工的原理
新奥法施工的原理可以概括为以下几点:
1. 充分利用岩体自身承载能力:新奥法认为岩体是结构体系中的主要承载单元,施工中应充分保护岩体,尽量减少对其扰动,避免过度破坏岩体的强度。
2.
控制岩体变形:为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。这样可以使得支护结构受力性能得到改善,并尽快闭合成为封闭的筒形结构。
3.
现场量测监控:在施工的各个阶段,需要进行现场量测监控,及时提供可靠的数量足够的量测信息。
4.
复合式衬砌:为了铺设防水层,承受锚杆锈蚀、围岩性质恶化、流变、膨胀等引起的后续荷载,可以采用复合式衬砌。
5. 二次衬砌: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,这使得围岩和支护结构形成一个整体,提高了支护体系的安全度。
新奥法即新奥地利隧道施工方法,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。
新奥法
新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称,简称NATM(原文是
New Austria Tunneling Method)。它是奥地利拉布西维兹教授等在长期的隧道施工实践中,应用岩体力学的理论,以维护和利用岩体的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,适时地进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩的测量、监控来指导隧道设计施工的方法与原则。
新奥法的优点体现在能较好的利用岩体力学特性,充分发挥围岩自身的承载能力,合理设计支护结构和施工顺序,使经济效果达到最佳。光面爆破、锚喷支护和现场量测是新奥法施工的三大支柱。
一、新奥法的三大支柱:
1、光面爆破
采用钻爆法开挖地下洞室时,为了使周边轮廓线能较好地达到设计要求,减少超挖和欠挖,严格控制对围岩的扰动,必须采用特定的爆破技术即光面爆破技术。
光面爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法,在设计断面内的岩体爆破崩落后,才爆破周边孔,使爆破后的围岩断面轮廓整齐,最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏,尽可能地保持原岩的完整性和稳定性的爆破技术。
光面爆破的实质,是在地下洞室开挖设计断面轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼,选用低密度和低爆速的炸药,采用不耦合装药,同时起爆,使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯通裂缝,并沿炮眼的连线——开挖轮廓线,将岩石崩塌下来。其主要标准是:开挖轮廓成形规则,岩面平整;围岩壁上保存有50%以上的半面炮孔痕迹(半孔率),无明显的爆破裂缝;超欠挖符合规定要求,围岩壁上无危石等。
光面爆破的设计原则是尽量不损坏围岩。保证能形成炮孔间贯穿裂缝,克服岩石孔底黏结力,将岩石从岩层中分割下来,并形成大致完整的轮廓面。
2、锚喷支护
锚喷支护是由锚杆和喷射混凝土组成的支护。锚喷支护能及时、
有效地控制围岩变形、维护和调动围岩的自承能力,是一种理想是支护方式。因其施工快速、简单经济,在工程中得到了广泛的应用。
按新奥法施工的指导思想论述对不同等级的围岩在设计施工中应该采取的工艺与措施
摘要:
新奥法——奥地利隧道施工法,是奥地利隧道工程师腊布希维首先提出的。它是以控制爆破为开挖方法;以喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段,通过检测控制围岩的变形,动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工方法,其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。对于不同等级的围岩,其自稳能力有所不同,从Ⅰ级围岩到Ⅵ级围岩,其自稳能力逐渐降低,到Ⅵ级围岩已基本没有自稳能力。所以对于不同的围岩应当采取不同的设计与施工工艺与措施。
其施工程序为:
施工前准备—确定施工方法—开挖—初期支护与测量监控—判断是否符合管理基准—防水隔离层(否则,对前期进行修正)—二次支护—竣工,如图所示。
新奥法施工基本原则可以归纳为“少扰动,早喷锚,勤测量,紧封闭”。按其开挖断面的大小及位置,基本上又可以分为:全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及若干变化方案。
关键词:
新奥法、围岩、二次衬砌、测量、支护、自稳能力
1、 概论
采用新奥法施工原理,对于不同等级围岩在设计施工中应该采取相对应的施工工艺与措施,以确保工程安全稳固的进行。
1.1、 围岩的分级
围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体,或指隧道隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体(这里所指的岩体是土体与岩体的总称)。
对于不同的岩体中开挖隧道后岩体所表现出来的性态是不同的,可归纳为充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种。
各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联系和规律依照这些联系和规律,可将威严划分为若干级,这就是围岩的分级。
目前可将围岩分为六个等级,它们的自稳能力分别是:
Ⅰ级围岩:跨度20m,可长期稳定,偶有掉快,无塌方。
Ⅱ级围岩:跨度10-20m,可基本稳定,局部可发生掉快或小塌方;
跨度10m,可长期稳定,偶有掉快。
Ⅲ级围岩:跨度10-20m,可稳定数日至一个月,可发生小到中的塌方;
新奥法施工隧道工程施工组织设计
·1·
第一章 综合说明
一、编制依据
(一)招标文件。
(二)甲方提供的设计任务书及相关基础资料。
(三)中交第一公路勘察设计研究院有限公司的初步设计图纸及相关资料。
(四)核工业江西工程勘察研究总院提供的岩土工程勘察报告以及补充勘察测绘资料。
(五)执行范围:
1. 防护工程建筑设计规范 GJB7403-2013;
2. 后方军械仓库设计规范 GJB5151A-2018;
3. 地下工程防水技术规范 GB50108-2008;
4. 地下工程渗漏治理技术规程 JGJ/T212-2010;
5. 国家、军队有关规范和规程。
二、编制原则
(一)遵循招标文件条款的原则。在编制施组文字说明、附图、附表中,严格按照招标文件规定,做到统一标准,规范编制。
(二)遵循设计图纸、施工规范、规程、验收标准的原则,在编写主要项目施工方法中,严格按设计图纸要求,执行现行施工规范、规程及验收标准,确保工程质量。
(三)坚持实事求是的原则.在制定各具体项目实施方案过程中,充分研究、分新奥法施工隧道工程施工组织设计
·2· 析本工程的特点、难点,坚持科学组织、合理安排、均衡生产,确保优质高效完成本合同段建设任务。
(四)坚持施工全过程严格管理的原则,在各道工序施工中,认真自检,严格执行监理工程师指令,尊重业主和设计代表意见,严格管理。
(五)坚持推广应用“四新"成果的原则,在施工中积极推广应用新技术、新材料、新工艺、新设备,充分发挥科学技术在施工中的先导作用。
(六)坚持专业化作业与综合管理相结合的原则。在施工组织安排上,以专业队为基本组成形式,机械化作业为主,充分发挥专业人员和先进优良设备之优势,并采取综合管理手段合理配置,以达到整体优化目的。
(七)实施项目法管理,利用网络技术对生产资源及生产诸要素进行优化配置,保证实现成本、工期、质量、安全及社会信誉等预期目标。