新奥法

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。

柔性支护，尽早支护，既及时封闭围岩，防止风化，又能释放变形能，合理利用围岩与支护共同承担应力调整过程中的所有作用。

支护结构为闭合环，锚喷网综合支护主要支护手段。

适用条件及要求深埋、浅埋、中等埋深均可；勘测、设计、施工、控制各环节密切配合；尽可能地发挥围岩的自承作用，采用控制爆破（光面爆破、预裂爆破）。

新奥法的优点（1）经济、快速。

若以面积A为100，设计衬砌量B和超挖量的面积C。

可以看出，由于采用控制爆破、柔性薄衬砌，新奥法的开挖量为老方法的73％（110/151），衬砌量为老方法的20％。

此外，还可省去全部木模和40％以上的混凝土，降低支护成本30％以上2）安全、适应性强新奥法的缺点主要有：1.不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，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。

2.暴露出的地质会立即|考试大|改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；3.控制的施工量测，往往给施工带来不便；4.射带来的灰尘以及由于易|考试大|受化学药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。

新奥法施工是从实际经验中总结出来的，又在不断实践经验中得以丰富其内容和进一步发展，新澳法施工在我国推广以来，经过几十年的发展，通过科研、设计、施工三结合，在修建下坑、西坪、大瑶山、军都山等铁路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中，应用新奥法远离及其相应的技术，取得了较大的成就。

不可否认，新奥法也存在不少缺点，不过经过工程技术人员和科技工作者的共同努力一定可以把新奥法不断完善，在我国的现代化建设进程中发挥更加重要的作用。

老方法与新奥法工程量对比新奥法的主要原则：（1）围岩是洞室的主要承载结构，而不是单纯的荷载，它具有一定的自承能力。

（2）尽量保持围岩原有的结构和强度；（3）尽可能作到适时支护。

（4）支护本身应具有薄、柔、与围岩密贴和早强等特性，支护施工应及时快速，使围岩尽快封闭而处于三向受力状态。

（5）洞室尽可能为圆形断面，或由光滑曲线连接而形成的断面，以避免应力集中。

（6）良好的施工组织和施工人员的良好素质对洞室结构施工的安全、经济非常重要。

锚喷支护简介锚喷支护（Shotcrete and Bolting）是采用喷射混凝土、钢筋网喷射混凝土、锚杆喷射混凝土或锚杆钢筋网喷射混凝土等在毛洞开挖后及时地对地层进行加固的结构。

1、锚喷支护的优点节省、加快施工进度；符合岩体力学原理的积极支护方法；柔性好，它能与围岩变形一致，从而与之构成一个共同工作的承载体系；锚喷支护技术不再把围岩仅仅视作荷载（松散压力），同时还把它视为承载结构的组成部分。

锚喷支护结构承受荷载的性质为围岩的形变压力。

2、锚喷支护的适用条件及要求配合光面爆破等控制爆破技术，使开挖断面轮廓平整、准确，便于锚喷成型，并减少回弹量；减轻爆破对围岩的松动破坏，维持围岩强度和自承能力。

新奥法与锚喷支护不能将新奥法等同于锚喷支护；既有密切联系又有原则区别；锚喷支护的快速有效的支护施工手段，才有可能使新奥法的基本原则得以实现。

不把围岩看成自承结构，不充分发挥围岩本身的作用，即使大量采用锚喷支护，也不能认为是应用了新奥法。

隧道围岩压力的确定围岩压力开挖隧道使围岩原有的平衡状态破坏了，对隧道周围一定范围内的围岩产生了不同程度的扰动。

支护结构要阻止围岩的移动、变形，支护结构就必然要受到围岩所施加的力，即围岩压力。

隧道开挖前后变化硬岩及软岩在隧道开挖后应力重新分布范围的大小与地质条件有关，一般为隧道开挖跨度的0.5~2.5倍。

在坚硬、完整岩体中，由于岩体强度高，影响范围小，岩体能承受周边急剧增大的应力，可使隧道保持稳定，一般只有弹性变形而不会破坏；而在松软、破碎岩体中，由于岩体不能承受增大的应力，在一定范围内的岩石就要松动、破坏并向隧道内坍塌。

围岩压力类型有垂直压力、侧压力和底压力。

Ⅰ,Ⅱ级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施1. 在Ⅰ,Ⅱ级围岩在设计施工中应采取的工艺在Ⅰ,Ⅱ级围岩在设计施工中应采取全断面开挖法，它是按巷（隧）道设计开挖断面，一次开挖到位的施工方法。

其开挖方式主要有三种：即新奥地利全断面开挖法、护板全断面开挖法和掘进机护板全断面开挖法。

全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺，适用于铁路客运专线隧道的Ⅱ级围岩地段，全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。

是按设计开挖面一次开挖成型。

其开挖顺序是全断面开挖，锚喷支护，灌筑砼衬砌使用移动式台车（或者台架），首先全断面一次钻孔，并进行装荷连线，然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆，使一次爆破成型，出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时进行锚喷支护或先墙拱后衬砌。

2.新奥法在Ⅰ,Ⅱ级围岩在设计施工中应采取的措施(1)施工测量当上一循环结束时，测量技术人员利用洞内中线控制桩点，画出工作面开挖轮廓线，并初步标记出主要钻孔位置。

(2)施工作业台架就位根据工作面的开挖断面用人工配合装载机将施工作业台架移至指定位置，固定台架，保证台架稳定，台架尽可能放置在钻爆工易于操作凿岩机的位置。

(3)钻孔、装药1）隧道开挖前根据工程地质、开挖断面、开挖方法、循环进尺、钻孔机具和爆破材料等进行钻爆设计。

2）钻爆设计的内容包括钻孔（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和顺序，和钻孔要求等。

①掏槽眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽；②周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合施工图要求；③掘进眼交错均匀布置在内圈眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石渣块度适合装渣的需求；④周边眼、内圈眼与辅助眼的孔底应在同一垂直面上。

(3)根据爆破设计要求和工作面的钻孔位置，开始人工操作YT-28气腿式凿岩机进行钻孔，在钻进过程中要根据钻进速度、围岩软弱程度等，及时调整供风量和供水量，钻孔位置和角度要准确。

(4)间隔装药。

同时使药量沿钻孔全长适当分布。

用炮棍送入炮孔，雷管采用毫秒微差有序起爆，眼口用炮泥堵实。

(4)出渣运输工作面试验大功率装载机装渣，大型自卸汽车运输。

首先要保证工作面的照明，便于司机操作，同时也保证出渣机械处于良好的状态，装运能力大于开挖能力并有备有，运输道理平整通畅，在关键地段设车辆调度进出车辆、安全警示和标识要齐全。

Ⅲ级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施1.级围岩在设计施工中应采取的工艺在Ⅲ级围岩在设计施工中应采取台阶法施工，台阶法一般是将设计断面分成上半断面和下半断面两次开挖成型。

其开挖顺序是上半部开挖拱部锚杆喷射砼支护，拱部衬砌，下半部中央部分开挖，边墙部分开挖，边墙锚杆喷射砼支护及衬砌。

该方法多适用于ⅱ、ⅲ类较软而节理发育的围岩中，可分别采用添中变化方案。

1 台阶法分类长台阶法：上下台阶距离较远，一般上台阶超前50m以上，施工中上下部可配属同较大型机械进行平行作业，当机械不足时可以交替使用，当遇短隧道时，可将上部断面全部挖通后，再挖下断面，该法施工时干扰较少，可进行单工序作业。

短台阶法：上台阶长度5－50m，适用于ⅱ、ⅲ类围岩，可缩短仰拱封闭时间，改善初期支护受力条件，但施工干扰较大，当遇到软弱围岩时需慎重考虑，必要时应采用辅助开挖措施稳定开挖面，以保证施工安全。

超短台阶法：上台阶仅超前3－5m ，断面闭合较快。

此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，当遇到软弱围攻岩时需慎重考虑，必要时应采用辅助施工措施稳定开挖工作面，以确保施工安全。

2 台阶法的特点台阶开挖的特点在于，一是台阶开挖宜采用轻型凿岩机打眼，而不宜采用大型凿岩台车。

二是台阶法开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度。

台阶有利于开挖面的稳定性。

尤其是上部开挖支护后，下部作业较为安全。

三是台阶法开挖的缺点是上下部作业互相干扰。

应注意下部作业时对上部稳定性的影响，台阶开挖会增加对围岩的扰动次数。

台阶法可分为上、下两部或上、中、下三部开挖等。

3 台阶法的工艺工序步骤为测量放样→超前支护→上台阶开挖→上断面初期支护→下断面开挖→下断面初期支护→施工仰拱→施做仰拱填充→二次衬砌施工超前支护利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф42 t=3.5mm 小导管，同时施工导坑上部玻纤锚杆。

侧导坑开挖根据现场地质情况，选择合适的开挖方式。

每开挖完成一台阶施作初期支护。

型钢钢架闭合后，复喷混凝土至设计厚度。

拆除临时支护，施作防水系统及二次衬砌。

台阶法施工工艺流程图2.围岩在设计施工中应采取的措施上部初期支护测量放线拱部超前支护 上导坑开挖、出碴 下导坑开挖、出碴 下部初期支护围岩监控量测围岩监控量测围岩监控量测围岩稳定性评判、 修正施工方案，确定二次衬砌施作仰拱填充施工下一工序仰拱1主要措施开挖后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。