土建類-淺談隧道施工中的新奧法(編輯修改稿)
2025-06-26 14:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 噴射混凝土、錨桿為主要手段）并使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成支撐環(huán)，來承受壓力，并最大限度地保持圍巖穩(wěn)定，而不致松動破 壞。 新奧法將圍巖視為巷道承載構(gòu)件的一部分，因此，施工時應(yīng)盡可能全斷面掘進(jìn)，以減少巷道周邊圍巖應(yīng)力的擾動，并采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對圍巖的震動，以保全其整體性。同時注意巷道表面盡可能平滑，避免局部應(yīng)力集中。 新奧法將錨桿、噴射混凝土適當(dāng)進(jìn)行組合，形成比較薄的襯砌層，即用錨桿和噴射混凝土來支護(hù)圍巖，使噴射層與圍巖緊密結(jié)合，形成圍巖 支護(hù)系統(tǒng)，保持兩者的共同變形，故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力。 保護(hù)巷道圍巖自身的承載能力 新奧法施工在巷道開挖后采取了一系列綜合性措施：構(gòu)筑防水 層、圍巖巷道排水；選擇合理的斷面形狀尺寸；給支護(hù)留變形余量；開巷后及時做好支護(hù)、封 第 4 頁 閉圍巖等，都是為保護(hù)巷道圍巖的自身承載能力，使圍巖的擾動影響控制在最小范圍內(nèi)，并加固圍巖，提高圍筵強度。使其與人工支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承受巷道壓力。允許圍巖由一定量的變形，以利于發(fā)揮圍巖的固有強度。同時巷道的支護(hù)結(jié)構(gòu)，也應(yīng)具有預(yù)定的可縮量，以緩和巷道壓力。 圍巖的變形是控制在一定范圍內(nèi)的，必須避免圍巖變形過大，從而導(dǎo)致圍巖強度的削弱以致引起垮落、失穩(wěn)。支護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的變形量，允許巷道圍巖產(chǎn)生一定的變形，以緩和來自巷道的巨大壓力，更進(jìn) 一步減輕支護(hù)荷載。 新奧法施工過程中量測工作的特殊性 由于巖體生成條件與地質(zhì)作用的復(fù)雜性，施工條件的復(fù)雜性，以及對工程設(shè)計參數(shù)的精確要求，得要通過許多量測手段，在施工過程中對圍巖動態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。并用監(jiān)測結(jié)果修改初步設(shè)計，指導(dǎo)施工。 量測的結(jié)果可以作為施工現(xiàn)場分析參數(shù)和修改設(shè)計的依據(jù)，因而能夠預(yù)見事故和險情，以便及時采取措施，防患于未然提到施工的安全程度。 由上所述，新奧法的支護(hù)原則是：圍巖不僅是載物體，而且是承載結(jié)構(gòu)；圍巖承載圈和支護(hù)體組成巷道的統(tǒng)一體，是一個 力學(xué)體系；巷道的開挖和支護(hù)都是為保持改善與提高圍巖的自身支撐能力服務(wù)。 支護(hù)設(shè)計與施工 我國采用新奧法修建的地鐵工程 ,大多采用復(fù)合式襯砌 ,初期支護(hù)為噴錨支護(hù) ,二次襯砌采用現(xiàn)澆混凝土 ,初期支護(hù)承擔(dān)主要地層荷載 ,二次襯砌作為安全儲備、飾面及防水層。 初期支護(hù)設(shè)計與施工 根據(jù)隧道不同開挖順序引起的圍巖“ 松弛”階段 ,采用“圍巖松弛”理論進(jìn)行分析 ,并結(jié)合工程經(jīng)驗類比確定支護(hù)類型進(jìn)行預(yù)設(shè)計。在施工過程中監(jiān)測圍巖及初期支護(hù)變形 ,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果修正預(yù)設(shè)計 ,即實施信息化設(shè)計與施 工。 經(jīng)過多年的施工實踐 ,對初期支護(hù)的認(rèn)識逐漸深刻 ,主要體現(xiàn)在以下幾個方面 : 噴射混凝土 第 5 頁 為吸收軟弱圍巖的變形 ,通過采用鋼纖維噴射混凝土及增加鋼纖維含量或鋼纖維質(zhì)量提高噴射混凝土強度 ,對于高應(yīng)力區(qū) ,可采用強度高、耐久性好的玻璃纖維 ,而不是盲目增加噴射混凝土厚度 ,經(jīng) 計算 分析 ,當(dāng)噴射混凝土層 H ≤ D/ 40 時 ,噴射混凝土無彎矩狀態(tài) ,有利于發(fā)揮噴射混凝土的支護(hù)作用。目前 ,提高噴射混凝土強度 ,發(fā)展 鋼纖維噴射混凝土成為一種趨勢。 鋼拱架 由于鋼拱架不僅承受其上部圍巖荷載 ,而且要承受鋼拱架之間的圍巖荷載 ,所以采用鋼拱架可以控制隧道發(fā)生大的變形。為了更好發(fā)揮鋼拱架作用 ,必須提高隧道成型質(zhì)量 ,保證鋼拱架與隧道開挖輪廓線密貼。 錨桿 實踐證明 ,采用噴射混凝土 + 錨桿 + 鋼拱架聯(lián)合支護(hù) ,錨桿具有重要作用 ,特別是在隧道拱部 ,有利于在發(fā)生大變形時 ,可以防止剪切失穩(wěn) 。在沒有仰拱時 ,在拱腳處應(yīng)安裝鎖腳錨桿 ,可以控制墻底部發(fā)生大變形和坍塌。 二次襯砌設(shè)計與施工 二次襯砌作為結(jié)構(gòu)安全的長期儲備、飾面和防水層 ,在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后施做 ,施工時應(yīng)特別注意現(xiàn)澆混凝土的強度、密實性、耐久性以及施工縫的防水。隨著噴射混凝土技術(shù)的發(fā)展 ,國外已有采用噴射混凝土作為二次襯砌的實例 ,這樣可以大大減小襯砌厚度 ,提高施工速度 ,降低工程造價 。采用高性能混凝土提高混凝土強度、密實性、耐久性 , 特別是提高混凝土的早期強度 ,以減少脫模時間 ,提高二次襯砌施工速度。 新奧法主要原則 （ 1）充分保護(hù)圍巖，減少對圍巖的擾動。 （ 2）充分發(fā)揮圍巖的自承能力。 （ 3）盡快使支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合。 （ 4）加強監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。 可扼要地概括為“少擾動、早噴錨、快封閉、勤測量” 因為隧洞的主要承載部分是圍巖，支護(hù)結(jié)構(gòu)起到發(fā)揮和保護(hù)圍巖承載能力的作用。在靜力學(xué)理論中，隧道的結(jié)構(gòu)可視為巖體承載環(huán)和支護(hù)襯砌組成的圓筒結(jié)構(gòu)， 第 6 頁 承載環(huán)的閉合起到了關(guān)鍵作用，因此圍巖和襯砌的整體化應(yīng)在初期襯砌中就及早完成，保證襯砌環(huán)的穩(wěn)定與完整。從應(yīng)力重的分布來考慮 .全斷面掘進(jìn)是比較理想的開挖方式。因此，施工方式歸根結(jié)底要把 握一個出發(fā)點，那就是保護(hù)，調(diào)動和發(fā)揮圍巖的自承能力，在此基礎(chǔ)上根據(jù)工程實際條件靈活地選擇施工及輔助手段。 新奧法適用范圍 ①
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