【正文】 公路隧道新奧法施工 關(guān)鍵技術(shù)及管理要點(diǎn) 目 錄 1 2 3 4 新奧法的原理 關(guān)鍵技術(shù)及要點(diǎn) 隧道施工質(zhì)量控制技術(shù) 業(yè)主管理體會(huì) 一、新奧法的原理 New Austrian Tunnelling Method 隧道設(shè)計(jì)施工的兩大理論 新奧法的基本原理 新奧法的基本要點(diǎn) 前言 在大量的地下工程實(shí)踐中，人們普遍認(rèn)識(shí)到，隧道及地下洞室工程， 其核心問題，都?xì)w結(jié)在開挖和支護(hù)兩個(gè)關(guān)鍵工序上。 ，才能更有利于洞室的穩(wěn)定和便于支護(hù) 。 ，又如何支護(hù)才能更有效地保證洞室穩(wěn)定和便于開挖。 這是隧道及地下工程中兩個(gè)相互促進(jìn)又相互制約的問題。 在隧道及 地下洞室工程中，圍繞著以上核心問題的實(shí)踐和研究，在不同的時(shí)期，人 們提出了不同的理論并逐步建立了不同的理論體系，每一種理論體系都包 含和解決（或正在研究解決）了從工程認(rèn)識(shí)（概念）、力學(xué)原理，工程措 施到施工方法（工藝）等一系列工程問題。 隧道設(shè)計(jì)施工的兩大理論 ? 松弛荷載理論其核心內(nèi)容是： 穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)能力，不產(chǎn)生荷載：不穩(wěn)定的巖體則可能產(chǎn)生坍塌，需要用支護(hù)結(jié)構(gòu)予以支撐。這樣，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載就是圍巖在一定范圍內(nèi)由于松弛并可能塌落的巖體重力。這是一種傳統(tǒng)的巖體理論。 ? 巖承理論其核心內(nèi)容是： 圍巖穩(wěn)定顯然是巖體自身有承載自穩(wěn)能力：不穩(wěn)定圍巖喪失穩(wěn)定是有一個(gè)過程的，如果在這個(gè)過程中提供必要的幫助或限制，則圍巖仍然能夠進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 ? 兩種方法的區(qū)別 :由以上可以看出，前一種理論更注意結(jié)果和對(duì)結(jié)果的處理 。 而后一種理論則更注意過程和對(duì)過程的控制，即對(duì)圍巖自承能力的充分利用。由于有此區(qū)別，因而兩種理論體系在過程和方法上各自表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。 新奧法是巖承理論在隧道工程實(shí)踐中的代表方法。 ? 圍巖是受洞室開挖影 響的那一部分巖（土）體， 圍巖是三位一體的即 :產(chǎn) 生荷載、承載結(jié)構(gòu)、建筑 材料 . ? 隧道是修筑在應(yīng)力巖 體中的，具有特殊的建筑 環(huán)境，不能等同于地面建 筑 ? 隧道結(jié)構(gòu)體系 =圍巖 +支護(hù)體系。 新奧法支護(hù)機(jī)理 其基本觀點(diǎn)是根據(jù)巖體力學(xué)理論，著眼于洞室開挖后形成塑性區(qū)的二次應(yīng)力重分布，而不拘泥于傳統(tǒng)的荷載觀念。所以它主要不是建立在對(duì)于坍落拱的 “ 支撐概念 ” 上，而是建立在對(duì)圍巖的 “ 加固概念 ” 基礎(chǔ)上。在合理的臨界限度內(nèi)，它所需要的表面支護(hù)抗力是與圍巖塑性區(qū)半徑、洞室周邊位移、以及圍巖的內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等參數(shù)成反比，而支護(hù)能提供的抗力則與其剛度成正比。 新奧法基本要點(diǎn) 目前新奧法是在軟弱破碎圍巖地段修建隧道的一種基本方法，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 是明顯的。新奧法的基本要點(diǎn)可歸納如下： ，在施工中必須充分保護(hù)巖體，盡 量減少對(duì)它的擾動(dòng)，避免過度破壞巖體的強(qiáng)度。為此，施工中斷面分塊不宜過 多，開挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn)。 ，應(yīng)允許并控制巖體的變形。一方面允許變 形，使圍巖中能形成承載環(huán)；另一方面又必須限制它，使巖體不致過度松弛而 喪失或大大降低承載能力。在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼、及時(shí)筑砌又能隨時(shí) 加強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，例如，錨噴支護(hù)等。這樣，就能通過調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng) 度、剛度和它參加工作的時(shí)間（包括閉合間）來控制巖體的變形。 新奧法基本要點(diǎn) ，施工中應(yīng)盡快閉合，而成為封閉的筒 形結(jié)構(gòu)。另外，隧道斷面形狀應(yīng)盡可能圓順，以避免拐角處的應(yīng)力集中。 、量測(cè)，合理安排施工程序、進(jìn) 行設(shè)計(jì)變更及日常的施工管理。 ，或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕，圍巖性質(zhì)惡化、流變、 膨脹所引起的后續(xù)荷載，宜采用復(fù)合式襯砌。 ， 圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，因而提高了支護(hù)體系的安全度。 上述新奧 法 的基本要點(diǎn)可扼要的概括為：“少擾動(dòng)、早噴錨，勤量測(cè)、緊封閉”。 新奧法三要素 新奧法定義 ： 應(yīng)用巖體力學(xué)的理論，通過對(duì)隧道圍巖變形的量測(cè)、監(jiān)控，采用合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)，盡量利用圍巖自承能力指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工的方法。 新奧法的原理雖然可用于各種類型的支護(hù) ,但是 ,最為適用的是噴錨支護(hù)。因此 噴混凝土、錨桿、量測(cè) 被認(rèn)為是新奧法的三大要素。 二、關(guān)鍵技術(shù)及要點(diǎn) 6. 初期支護(hù) 7. 防排水 8. 仰拱及二次襯砌 9. 監(jiān)控量測(cè) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 超前水平鉆探 超前水平鉆探可以通過巖芯觀察和分析對(duì)隧道開挖前方的地質(zhì)情況帶進(jìn) 行準(zhǔn)確定位；可以直接采集芯樣進(jìn)行各種試驗(yàn)以獲取巖石的力學(xué)特征參數(shù)； 可以通過鉆孔及時(shí)釋放瓦斯和地下水等有害氣體和液體。 物探方法 ① TSP法 ： TSP方法屬于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在設(shè)計(jì) 的震源用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生，爆破所產(chǎn)生的地震波信號(hào)沿著隧道的爆破剖面 在巖層中傳播，一部分地震信號(hào)反射回來，一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)繼 續(xù)傳播，反射的地震信號(hào)將被高靈敏的地震波器接收。 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 數(shù)據(jù)通過 TSPwin軟件處理，便可了解隧道工作面前方地質(zhì)體的性質(zhì)（如軟 弱帶、破碎帶、斷層、含水等）和位置及規(guī)模。（ 200m內(nèi)） 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) ② HSP法（水平聲波剖面法）： HSP法是彈性波反射法的一種，其實(shí)質(zhì)是： 將發(fā)射源、接收效能器布置在隧道兩側(cè)的淺孔內(nèi)，發(fā)射、接收位置均在平等于隧 道地面的同一水平面上，即構(gòu)成一 “ 水平聲波剖面 ” ，在該剖面內(nèi)向空間激發(fā)并 接收震動(dòng)（聲波）信號(hào)：確定反射面的空間方位并“投影”到該剖面上，從而確 定反射面的出露里程及性質(zhì)。（ 50m內(nèi)）。 ③低頻地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法 ：低頻地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)是利用不同巖體的波陰抗的不同 和分界面對(duì)電磁波的反射原理，對(duì)探測(cè)目標(biāo)體進(jìn)行成像，該方法能十分清楚地顯 現(xiàn)探測(cè)面前方一定范圍內(nèi)的巖石、空洞、水體等不均勻體的分布情況和巖性變 化。（ 40m內(nèi)） 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) ④ 紅外探水： 因地下水的活動(dòng)會(huì)引起巖體紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)的變化，可利用紅外探水 儀通過接受巖體的紅外輻射強(qiáng)度，根據(jù)圍巖紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)的變化值來確定掌子面前 方或洞壁四周是否有隱伏的含水體。 通過四結(jié)合的方法進(jìn)行綜合地質(zhì)預(yù)報(bào) 隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，尤其是在長大復(fù)雜巖溶 隧道的施工中，宜根據(jù)隧道的物點(diǎn)和具體的工程水文地質(zhì)問題，選擇多種預(yù)測(cè)方 法，綜合預(yù)測(cè)、相互印證。 ①工程水文地質(zhì)與物探結(jié)合： 將工程水文地質(zhì)與各種物探所得的超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù) 報(bào)結(jié)果進(jìn)行比較，可以確定真實(shí)水文地質(zhì)情況，并對(duì)隧道掌子面前方一定距離的地 質(zhì)情況進(jìn)行比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。 超前地質(zhì)預(yù)