【文章內(nèi)容簡介】 撐和錨桿，使隧道全長范圍采用大致相同的開挖斷面。此外，因?yàn)樾聤W法不在坑道內(nèi)架設(shè)桿件支撐，空間寬敞，從而提高了安全性和作業(yè)效率。④為正確掌握和評(píng)價(jià)圍巖與支護(hù)的時(shí)間特性，可在進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)的同時(shí)，在現(xiàn)場進(jìn)行量測。量測內(nèi)容為襯砌內(nèi)的應(yīng)力、圍巖與襯砌間的接觸應(yīng)力以及圍巖的變位，據(jù)以確定圍巖的穩(wěn)定時(shí)間、變形速度和圍巖分類等最重要的參數(shù)，以便適應(yīng)地質(zhì)情況的變化，及時(shí)變更設(shè)計(jì)和施工。量測監(jiān)控是新奧法的基本特征，量測的重點(diǎn)是圍巖和支護(hù)的力學(xué)特征隨時(shí)間的變化動(dòng)態(tài)。襯砌的做法和施作時(shí)間是依據(jù)圍巖變位量測決定的。⑤隧道支護(hù)在力學(xué)上可看作厚壁圓筒。它是由圍巖支承環(huán)和襯砌環(huán)組成的結(jié)構(gòu)，且兩者存在共同作用。圓筒只有在閉合后才能在力學(xué)上起圓筒作用，所以除在堅(jiān)硬巖層之外，敷設(shè)仰拱使襯砌閉合是特別重要的。圍巖的動(dòng)態(tài)主要取決于襯砌環(huán)的閉合時(shí)間。當(dāng)上半斷面超前掘進(jìn)過多時(shí),就相應(yīng)地推遲了它的閉合時(shí)間,在隧道縱方向形成懸臂梁的狀態(tài)而產(chǎn)生大彎曲的不良影響。另外，為防止引起圍巖破壞的應(yīng)力集中，斷面應(yīng)做到無角隅，最好采用圓形斷面，及開挖斷面的圓順性，以減小應(yīng)力集中。⑥圍巖的時(shí)間因素還受開挖和襯砌等施工方法的影響，它對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性起著決定的作用。考慮掘進(jìn)循環(huán)周期、襯砌中仰拱的閉合時(shí)間、拱部導(dǎo)坑的長度以及襯砌強(qiáng)度等變化因素，把圍巖和支護(hù)作為一個(gè)整體來謀求穩(wěn)定。從應(yīng)力重分布角度去考慮，全斷面一次開挖是最有利的。分部開挖會(huì)使應(yīng)力反復(fù)分布而造成圍巖多次擾動(dòng)受損。⑦巖層內(nèi)的滲透水壓力，必須采取排水措施來降低。新奧法的支護(hù)結(jié)構(gòu)至今仍處于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的階段，它的前提是要科學(xué)地進(jìn)行圍巖分類，并根據(jù)已經(jīng)修建的類似工程的經(jīng)驗(yàn)，提出支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)模式。這種工程類比法還只考慮了巖體結(jié)構(gòu)、巖塊單軸抗壓強(qiáng)度、弱面特性等工程地質(zhì)性質(zhì)、坑道的跨度以及圍巖自穩(wěn)時(shí)間等主要因素，需在各種設(shè)計(jì)與施工規(guī)程的實(shí)施過程中，依據(jù)量測數(shù)據(jù)加以修正?，F(xiàn)場監(jiān)控設(shè)計(jì)，一般分成預(yù)先設(shè)計(jì)階段和最后設(shè)計(jì)階段，后者是根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，經(jīng)分析比較或計(jì)算后，最后提出設(shè)計(jì)。理論解析和有限元數(shù)值計(jì)算，至今還不能得出充分可靠和滿意的結(jié)果，必須由上述兩種方法即經(jīng)驗(yàn)和量測加以驗(yàn)證。新奧法適用范圍① 具有較長自穩(wěn)時(shí)間的中等巖體；② 弱膠結(jié)的砂和石礫以及不穩(wěn)定的礫巖；③強(qiáng)風(fēng)化的巖石；④ 剛塑性的粘土泥質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r；⑤ 堅(jiān)硬粘土，也有帶堅(jiān)硬夾層的粘土；⑥ 微裂隙的，但很少粘土的巖體；⑦ 在很高的初應(yīng)力場條件下，堅(jiān)硬的和可變堅(jiān)硬的巖石；在下述條件下應(yīng)用新奧法必須與一些輔助方法相配合① 有強(qiáng)烈地壓顯現(xiàn)的巖體；②膨脹性巖體（要與仰拱與底部錨桿相配合）；③ 在一些松散巖體中，要與鋼背板與之配合；④ 在蠕動(dòng)性巖體中，要與凍結(jié)法或預(yù)加固法等配合；在下列場合中應(yīng)用應(yīng)慎重① 大量涌水的巖體；② 由于涌水會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的圍巖；③ 極為破碎，錨桿鉆孔、安裝都極為困難的巖體；④ 開挖面完全不能自穩(wěn)的巖體等。礦山法與新奧法區(qū)別（1）理念不同：礦山法認(rèn)為巷道圍巖是一種荷載，應(yīng)用厚壁混凝土加以支護(hù)松動(dòng)圍巖。而新奧法認(rèn)為圍巖是一種承載機(jī)構(gòu)，構(gòu)筑薄壁、柔性、與圍巖緊貼的支護(hù)結(jié)構(gòu)（以噴射混凝土、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(dòng)破壞。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。新奧法允許圍巖由一定量的變形，以利于發(fā)揮圍巖的固有強(qiáng)度。同時(shí)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(qiáng)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(duì)工程設(shè)計(jì)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(duì)圍巖動(dòng)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(jì)，指導(dǎo)施工。（2）施工條件和環(huán)境不同：新奧法與傳統(tǒng)礦山法相比，除了能節(jié)省大量木材外，還能及時(shí)施作，因而能有效的控制圍巖變形，并充分發(fā)揮圍巖的承載能力。強(qiáng)調(diào)閉合支護(hù)使得新奧法更符合巖體力學(xué)的原則，有利于穩(wěn)定圍巖；控制爆破比常規(guī)爆破要優(yōu)越得多，它能按設(shè)計(jì)要求有效的形成開挖輪廓線，并能將爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)降低到最低的程度，新奧法的分塊在同樣的條件下都要少于傳統(tǒng)的礦山法，這是因?yàn)椴捎昧藝婂^支護(hù)的緣故。同時(shí)，因?yàn)闆]有了礦山法中縱橫交錯(cuò)的密布的木支撐，使得新奧法施工的工作空間大為闊展，給施工創(chuàng)造了有利條件。 （3）新奧法明顯進(jìn)步在于隧道工程現(xiàn)場建立起信息收集和信息反饋系統(tǒng)，進(jìn)而弄清了圍巖、支護(hù)的變形及位移與應(yīng)力分布和變化的關(guān)系，為隧道設(shè)計(jì)和施工提供了可靠的依據(jù)。這正是隧道及地下工程的基本特點(diǎn)所決定的，即對(duì)監(jiān)控量測信息施工的重視。（4）新奧法和礦山法是在不同的歷史時(shí)期創(chuàng)立起來的專門系統(tǒng)工程技術(shù)，是隧道設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)法則，而不是一般意義上的施工技術(shù)或施工方法，更不是“工法”。即新奧法和礦山法表述的是各自的工程原理和技術(shù)指導(dǎo)原則，尤其是新奧法的工程原理和技術(shù)指導(dǎo)原則與傳統(tǒng)的工程技術(shù)方法有很大的區(qū)別，它要求信息化的設(shè)計(jì)一施工組織模式。如果沒有在隧道施工現(xiàn)場建立起來有效的量測、監(jiān)控系統(tǒng)，并用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工，就妄談什么“新奧法”。（5）有一種“礦山法包括新奧法，新奧法是礦山法的一個(gè)分支”的說法是不正確的。二者解釋原理、技術(shù)法則有區(qū)別，但對(duì)其實(shí)施具有較多共同的方法和工藝。 新奧法施工力學(xué)基礎(chǔ)P7. 隧道結(jié)構(gòu)物與地面建筑物的差異地面結(jié)構(gòu)體系一般都是由結(jié)構(gòu)和地基所組成,地基在結(jié)構(gòu)底部起約束作用,除自重外,載荷來自外部。地下結(jié)構(gòu)體系由周邊圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)所組成，即地下結(jié)構(gòu)=支護(hù)結(jié)構(gòu)+周邊圍巖,而且以地層為主,各種圍巖在很大程度上是地下結(jié)構(gòu)承載主體，支護(hù)僅用來約束地層，使它不產(chǎn)生過大變形而破壞、坍塌。地下結(jié)構(gòu)所承受的載荷主要來自地層,稱為地層壓力或圍巖壓力。在地下結(jié)構(gòu)體系中,地層既是承載結(jié)構(gòu)的主要組成部分,又是荷載的主要來源，這種二合一的機(jī)理與地面結(jié)構(gòu)完全不同。 隧道開挖后的力學(xué)過程，需了解清楚:隧道開挖、支護(hù)、襯砌就是圍巖應(yīng)力變化后、再分布、再平衡的過程。隧道的地質(zhì)環(huán)境。軟圍巖隧道施工十八字方針的意義（管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測）。開挖和支護(hù)過程，圍巖內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變有一定規(guī)律。 圍巖穩(wěn)定性判別準(zhǔn)則和判據(jù)。 確定圍巖二次應(yīng)力場和位移場的方法。 支護(hù)阻力對(duì)圍巖的影響。 圍巖壓力的形成。 收斂和約束 （1）隧道硐室形成與力學(xué)變化關(guān)系 由于地層中初始應(yīng)力的存在，地下硐室在開挖的過程中破壞了地層中原有的平衡狀態(tài)，使得開挖的毛洞周邊以及附近地層的應(yīng)力重新分布。如果定義地層中的原始初應(yīng)力場為一次應(yīng)力狀態(tài)，則硐室開挖后，經(jīng)應(yīng)力重新分布，硐室周邊的應(yīng)力狀態(tài)稱為二次應(yīng)力狀態(tài)。襯砌修筑周圍地層的變形必然受到襯砌結(jié)構(gòu)的約束，這又使得二次應(yīng)力狀態(tài)有所改變，所以將襯砌后的硐室周圍地層的應(yīng)力狀態(tài)稱為三次應(yīng)力狀態(tài)。隧道施工過程從工序上就是開挖、支護(hù)，形成穩(wěn)定硐室，但在應(yīng)力分布、變化上，就是應(yīng)力的重新分布，不斷的平衡、再分布、再平衡過程。力學(xué)概念深埋與淺埋地下工程自身影響達(dá)不到地表，稱為深埋，反之為淺埋。深埋地下工程的特點(diǎn)：（1）可視為無限體中的孔洞問題，孔洞各方向無窮遠(yuǎn)處，仍未原巖應(yīng)力；（2）埋深等于或大于巷道半徑R0或其寬、高之半的20倍時(shí)，巷道影響范圍（3