浅谈新奥法在隧道施工中的应用

【摘要】新奥法是目前隧道施工中应用范围最广的先进施工技术，其使用效果在不断的进行完善。隧道施工过程中必须切实领会、掌握新奥法施工技术的核心，并结合工程实际加以应用，才能最大程度地确保隧道工程的安全质量。本文首先说明了新奥法的原理，然后分析了隧道施工中新奥法的主要施工技术，最后结合工程案例阐述了新奥法在隧道施工中的应用。

【关键词】新奥法；隧道；围岩；支护；监测

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。在软岩地层中，隧道处于近地表的地下薄层，因而难以承受来自应力再次分布的荷载，再加上覆盖土具有较大的重力作用，故难以有效地控制变形。因此在软岩隧道中采用柔性支护就有可能带来风险，一旦过度释放就会导致坍塌事故。对于软弱破碎的围岩中浅埋的隧道而言，与硬岩隧道中的新奥法原则施工工艺有所不同，即不仅应严格控制围岩的变形，还严禁采取一次性的柔性支护，而是应在地层进行预加固，并采取具有较大刚强度的方法进行预支护，从而确保其具有良好的自承性能，最终达到理想的效果。

（二）应用新奥法进行隧道的开挖施工

隧道施工中开挖掘进的方法不少，如矿山法、盾构法等，但爆破手段都是不可缺少的。光面爆破是利用岩石抗劈裂能力低的特点，通过采用缩小周边眼间距、严格控制周边眼方向、限制装药量、正确设置起爆顺序等措施，来避免周边眼以外的围岩受到破坏，达到预期效果。光面爆破可较好的控制超欠挖，减少出渣量，节省衬砌混凝土量，从而降低成本，加快施工进度。

三、新奥法在隧道施工中的应用

（一）工程概况

温福铁路福建段周仓岭隧道位于福建省福鼎市境内，沿线地形地貌较为复杂，经过低山丘陵区。进口里程为DK111+194，进口路肩标高为27.66m，出口里程DK117+153，出口路肩标高为12.69m，隧道最大埋深约420m。隧道全长5959m，为Ⅰ级双线电气化铁路隧道，设计旅客列车速度200km/h（预留提速250km/h条件）。

本隧道范围内主要岩性有燕山晚期第三次侵入的钾长花岗岩，白垩系下统石帽山群上段的凝灰熔岩及凝灰岩，第四系坡、残积层广泛分布于缓坡及坡缘地带。在隧道的进口段DK111+180，DK118+300分别有两条断层。

（二）施工技术要点

1、地质调查

施工前地质调查阶段是从隧道工程设计阶段开始的，一直到施工单位的施工组织设计和现场确认。本隧道包括Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩、Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩。在整个隧道的施工中，图纸提供的围岩级别较为准确，基本未发生较大的围岩级别与设计不符的情况，很好的避免了地质灾害，影响施工计划和施工工期。在隧道施工中还采用了超前地质预报、超前钻探等方法，很好的指导了隧道施工。

2、隧道开挖

施工中的地质调查紧跟隧道开挖面进行。周仓岭隧道施工中地质调查是通过超前钻孔辅助TSP超前地质预报进行的，目的是能提前发现岩石地质情况，为设计变更、工法微调服务。施工中的地质调查是对施工前地质调查结果的检验和补充，这是新奥法的重要一环。

根据标准规定和新奥法要求，隧道开挖施工中，Ⅴ级围岩采用”CRD”法开挖法、Ⅳ级围岩采用二台阶开挖法、Ⅲ级围、Ⅱ级围岩采用全断面开挖法。并在施工中纳入了超前地质预报，由集团公司的超前地质预报检测中心进行，开挖过程中采用地质雷达进行预测，在开挖 50 m 时采用 TSP 地震波反射法进行超前地质预报，以后每开挖 200 m 左右进行一次，预报结果由总工和全体技术人员进行研究后确定隧道地质，在Ⅴ级围岩处采用了超前小导管提前支护，施工时及时观察，确保岩石稳定。

3、施工及监测

使用监控量测信息来指导施工是新奥法的另一重要特点。

在本隧道的施工中，由工区项目部及下属的隧道队的测量人员组成监控量测小组，采用围岩收敛仪和全站仪进行量测，根据不同的围岩等级按不同的断面间距进行监控量测，每日量测后数据汇总整理，并绘制时态曲线，由量测小组、技术人员和现场管理人员根据量测数据分析结果对接下来的施工进行微调，保证监控量测的信息可以及时指导现场施工。

4、支护

新奥法施工的原则尽量减少对岩石的扰动，尽早让岩石和初期支护形成一个整体，避免应力集中、岩石风化，保持岩石完整性。为了达到这些目的，施工时要进行预裂爆破，减少扰动，光面爆破，防止应力集中，尽快施作初期支护，将开挖面及早封闭，并及时进行监控量测和信息反馈。

在本隧道的施工中，加强技术和现场管理，加强喷射混凝土的材料管控，严格按照新的标准来进行施工，在软弱围岩的开挖中设置锁脚锚管、临时仰拱，并及时封闭成环，优化爆破设计进行光面爆破，尽量减少对岩石的扰动等等措施，提高了隧道施工的安全性。新奥法的隧道施工，监控量测是必不可少的一环，整个施工过程就是一个，确定围岩等级、开挖支护、监控量测、二次衬砌、调整施工工艺参数的一个循环过程。

结语：综上，不可否认，新奥法理论的施工工艺有很多种，各种工艺有的很大的差别，不过经过工程技术人员和科技工作者的共同努力和不断摸索，在不断的完善在各种不同地质条件下的施工工艺，以便在今后的施工过程中更能够起到指导施工的目的。

参考文献

[1]冯忠华.高速公路隧道新奥法施工应用[J].交通世界（建养.机械）.2012（06）.

[2]孙琦.公路隧道新奥法施工技术探讨[J].石家庄铁路职业技术学院学报.2007（04）.

[3]祝刚，孙远.浅谈隧洞新奥法施工[J].黑龙江科技信息.2010（08）.

推荐访问:浅谈 隧道 施工 新奥