【正文】 些，巖質(zhì)條件差時長度可小一些，在同等巖質(zhì)條件下，分塊多次開挖長度可大一些，全斷面開挖長度就要小一些。為了沖分利用圍巖的自身支撐能力開挖應采用灌面爆破（控制爆破）或機械開挖，并盡量采用全斷面開挖，地質(zhì)條件較差時可以采用分塊多次開挖。 開挖 作業(yè)的內(nèi)容依次包括：鉆孔、裝藥、爆破、通風、出渣等。 新奧法的主要支護手段與施工順序 新奧法是以噴射混凝土、錨桿支護為主要支護手段，因錨桿噴射混凝土支護能夠形成柔性薄層，與圍巖緊密粘結(jié)的可縮性支護結(jié)構(gòu)，允許圍巖有一定的協(xié)調(diào)變形，而不使支護結(jié)構(gòu)承受過大的壓力。并用監(jiān)測結(jié)果修改初步設(shè)計，指導施工 .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。支護結(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，更進一步減輕支護荷載。同時巷道的支護結(jié)構(gòu)，也應具有預定的可縮量，以緩和巷道壓力。使其與人工支護結(jié)構(gòu)共同承受巷道壓力。 新奧法將錨桿、噴射混凝土適當進行組合，形成比較薄的襯砌層，即用錨桿和噴射混凝 9 土來支護圍巖，使噴射層與圍巖緊密結(jié)合，形成圍巖 支護系統(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。減少對圍巖的震動，以保全其整體性。而新奧法認為圍巖是一種承載機構(gòu)，構(gòu)筑薄壁、柔性、與圍巖緊貼的支護 結(jié)構(gòu)（以噴射混凝土、錨桿為主要手段）并使圍巖與支護結(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。另一方面，噴錨支護在與圍巖共同變形中受到壓縮，對圍巖產(chǎn)生越來越大的支護反力，能夠抑制圍巖產(chǎn)生過大變形，防止圍巖發(fā)生松動破壞。開巷后及時繼進行噴錨支護，一方面將圍巖表面的凹凸不平處填平，消除因巖面不平引起的應力集中現(xiàn)象，避免過大的應力集中所造成的圍巖破壞；另一方面，使巷道周邊圍巖由雙方向受力狀態(tài)，提高了圍巖的粘結(jié)力 C和內(nèi)摩擦角，也就是提高了圍巖的強度。噴錨支護可以提高圍巖的穩(wěn)定性和自身的支撐能力，同時與圍巖形成了一個共同工作的力學系統(tǒng)，具有把巖石荷載轉(zhuǎn)化為巖石承載結(jié)構(gòu)的作用，從根本上改變了支架消極承擔的弱點。開巷后如能及時進行噴錨支護，噴錨支護的粘結(jié)力和抗剪強度是可以抵抗圍巖的局部破壞，防止個別威巖活石滑移和墜落，從而保持圍巖的穩(wěn)定性。同時噴錨支護起到了封閉圍巖的作用，隔絕了水和空氣同巖層的接觸，使裂隙充填物不致軟化、解體而使裂隙張開，導致圍巖失去穩(wěn)定。當噴射混凝土支護以較高的速度射向巖面，很好的充填圍巖的裂隙，節(jié)理和凹穴，大大提高了圍巖的強度。 2封閉性 由于噴錨支護能及時施工，而且是全面密粘的支護，因此能及時有效地防止因水和風化作用造成圍巖的破壞和剝落，制止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護原有巖體強度。 新奧法施工特點 1及時性 新奧法施工采用噴錨支護為主要手段，可以最大限度地緊跟開挖作業(yè)面施工，因此可以利用開挖施工面的時空效應，以限制支護前的變形發(fā)展，阻止圍巖進入松動的狀態(tài)，在必要的情況下可以進行超前支護，加之噴射混凝土的早強和全面粘結(jié)性因而保證了支護的及時性和有效性。六十年代 NATM 被介紹到我國， 七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展。 新奧法 發(fā)展 新奧法 即 新奧地利隧道施工方法 的簡稱， 原文是 New Austrian Tunnelling Method 簡稱 NATM ， 新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲 （ L. V. RABCEW ICZ） 教授于 50 年代提出的， 它是以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學的理論為基礎(chǔ)， 將錨桿和噴射混凝土組合在一起，作為主要支護手段的一種施工方法，經(jīng)過一些國家的許多實踐和理論研究， 于 60年代取得專利權(quán)并正式命名。起爆時以往大多用火雷管作火花起爆；后來改用電雷管、毫秒雷管，用電起爆；近期又出現(xiàn)用導爆管的非電起爆。前者的炮眼軸線與開挖面垂直，可將幾個掏槽眼布置成一字形、梅花形或螺旋形；斜眼的軸線則與開挖面斜交，并隨地質(zhì)構(gòu)造的不同，布置成楔形、錐形或扇形。 為了在爆破時開辟新的自由面（即臨空面），不論在導坑開挖還是在全斷面開挖時，通常在開挖面上布置位于中央的掏槽眼，及其周圍用以擴大爆破范圍的輔助眼，和控制 7 開挖面輪廓的周邊眼等三類炮眼，并按先掏槽后周邊的次序先后起爆。由鉆眼、裝藥、封口、起爆、排煙、臨時支 護和出碴等作業(yè)，組成一個爆破循環(huán)，其中鉆眼和出碴占用大部分時間，應使之機械化，如采用鑿巖機、裝碴機、礦用牽引機車等。 8爆破開挖 隧道及地下工程施工的爆破與一般石方工程的爆破要求不同。該法在外文文獻中至今還稱德國法。此法通常適用于圍巖壓力很大、地層不穩(wěn)定的大跨度隧道（如雙線或多線鐵路隧道和 道路隧道、運河隧道）。側(cè)導坑的寬度較大，除包括邊墻以外，還須有通行出土斗車和工人以及砌筑邊墻的工作位置，才能使導坑開挖和邊墻襯砌作業(yè)同時進行。在很松軟、不穩(wěn)定 地層中修筑大跨度隧道時，為了施工安全，先沿坑道周邊分部開挖，隨即逐步由邊墻到頂拱修筑襯砌，以防止地層坍塌。在中國首先應用于巖層基本穩(wěn)定的鐵路隧道施工，以后又用來修筑大斷面洞室，為減少設(shè)立模架作業(yè)及其所需材料，并加快施工進度創(chuàng)造有利條件。在下導坑中設(shè)立漏斗棚架，供向上擴大開挖時裝碴之用，同時當拱部地質(zhì)條件較差時，為使施工安全可先筑頂拱。 6 蘑菇形法 綜合先拱后墻法和漏斗棚架法的特點而形成的一種混合方案。采用此法開挖時，要用大量木料支撐，還需多次 6 頂替，施工既困難又不安全，故在中國未見采用。 5上下導坑先墻后拱法 也稱全斷面分部開挖法。此法能使用大型機械，如鑿巖臺車、大型裝碴機、槽式列車或梭式礦車、模板臺車和混凝土灌筑設(shè)備等進行綜合機械化施工。 4全斷面法 將整個斷面 一次挖出的施工方法。②反臺階法則用于穩(wěn)定性較好的巖層中施工，也將整個坑道斷面分為幾層，在坑道底層先開挖寬大的下導坑，再由下向上分部擴大開挖（圖3b)。在坑道頂部最先開挖的第一層為一弧形導坑，需要鉆較多的炮眼，導坑超前距離很短，可使爆破時石碴直接拋落到導坑之外 ,以減輕扒碴工作量 ,從而提高掘進速度。上部臺階的鉆眼作業(yè)和下部臺階的出碴， 可以平行進行而使工效提高。 3臺階法 又有正臺階法和反臺階法之分。用漏斗棚架裝碴優(yōu)點顯著，故在中國以漏斗棚架命名。由于寬度較大，在棚架橫梁下可增設(shè)中間立柱作臨時加固用。這種裝碴方式可減輕勞動強度。在向上擴大開挖時 ,棚架作工作平臺用。此法在下導坑中設(shè)立的漏斗棚架 ,是用木料架設(shè)的臨時結(jié)構(gòu)。施工時先開挖下導坑，在導坑上方開始由下向上作反臺階式的擴大開挖，直至拱頂；隨后在兩側(cè)由上向下作正臺階式的擴大開挖，直至邊墻底；全斷面完全開挖后，再由邊墻到頂拱修筑襯砌。 2漏斗棚架法 5 也稱下導坑先墻后拱法。本法適用于松軟巖層，但其抗壓強度應能承受拱座處較高的支承應力；也適用于堅硬巖層中跨度或高度較大的洞室施工，以簡化修筑頂拱時的拱架和灌筑混凝土作業(yè)。當隧道長度較短、巖層又干燥時，可只設(shè)上導坑。該法施工順序見圖 1 (圖中阿拉伯數(shù)字為開挖順序，羅馬數(shù)字為襯砌順序，下同 )。在開挖邊墻部分的巖層之前，必須將頂拱支承好 ,故有上述別稱。 施工方法 1先拱后墻法 也稱支承頂拱法。在松軟地層中，或在大跨度洞室的情況下，又有一種特殊的先墻后拱施工法──側(cè)壁導坑先墻后拱法。 按襯砌施工順序，可分為先拱后墻法及先墻后拱法兩大類。如遇松軟、破碎地層，須分部開挖，并配合開挖及時設(shè)置 臨時支撐，以防止土石坍塌。分部開挖主要是為了減少對圍巖的擾動，分部的大小和多少視地質(zhì)條件、隧道斷面尺寸、支護類型而定。當?shù)貙铀绍洉r，則可采用簡便挖掘機 具進行，并根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度，在需要時應邊開挖邊支護。因借鑒礦山開拓巷道的方法，故名。由于相關(guān)研究的不斷深入與工程實踐的迫切需要，使得小凈距隧道的中夾巖厚度、連拱隧道的中隔墻厚度的極限值不斷被刷新，并伴隨著一批新結(jié)構(gòu)型式的開發(fā)與實踐，豐富了隧道的結(jié)構(gòu)型式，增強了隧道工程的生命力。特別是拍盤隧道，為適應整幅橋型結(jié)構(gòu)伸入隧道，開發(fā)形成了特殊的上下雙層橋隧混合共建結(jié)構(gòu)，最大開挖跨徑達 ，矢跨比 ，斷面面積達 。 為解決橋隧緊鄰問題，新開發(fā)了一種結(jié)構(gòu)型式 —— 分岔式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)型式可分為兩類：第一類依 次由洞口的連拱結(jié)構(gòu)段、小凈距結(jié)構(gòu)段，逐漸過渡為正常的雙洞分離式結(jié)構(gòu)；第二類洞口段先設(shè)置為四車道大拱，然后逐漸過渡為連拱隧道、小凈距隧道，最后轉(zhuǎn)變?yōu)闃藴实碾p洞分離隧道。 對于連拱隧道，其中墻型式已從最初的整體式直中墻到夾心式直中墻，再發(fā)展到夾心式曲中墻；從對稱連拱隧道發(fā)展到不對稱連拱隧道，甚至無中墻；從全暗或全明連拱隧道發(fā)展到明暗組合的連拱隧道。但因種種條件限制，很多情況下雙洞隧道左右線間距往往不能滿足建設(shè)需求，因此出現(xiàn)了連拱式和小凈距式的隧道結(jié)構(gòu)型式。對于大跨扁平隧道，雙洞六車道隧道國內(nèi)已建成近百座，其建設(shè)技術(shù)已基本成熟；雙洞八車道公路 隧道也相繼建成了數(shù)座， 2020 年建成通車的遼寧韓家?guī)X隧道是我國第一座單洞四車道公路隧道，2020 年建成的深圳雅寶隧道最大開挖寬度 ，最大開挖高度 ，是我國第一座投入運營的雙洞八車道公路隧道， 2020 年 10月，國內(nèi)最長雙洞八車道隧道 —— 廣州龍頭山隧道也竣工通車，近日河南、新疆等地也在開展雙洞八車道公路隧道的建設(shè)。 ．建設(shè)規(guī)模方面 隧道建設(shè)規(guī)模主要表現(xiàn)為眾多超特長隧道和超大跨扁平隧道的建設(shè)。各種地質(zhì)勘察方法的綜合，使得地質(zhì)情報的可靠度有了較大的改進；在設(shè)計理念方面，環(huán)保意識有所加強，施工前預設(shè)計、施工階段信息化反饋動態(tài)設(shè)計的原則得到了推廣；由于計算機技術(shù)的采用，隧道圍巖、結(jié)構(gòu)、地層和臨近構(gòu)筑物的受力、變形及破壞的數(shù)值分析，為設(shè)計提供了量化 3 依據(jù)；計算機輔助 設(shè)計（ CAD）手段的普及，使繪圖工作的狀況大為改觀。首先是地質(zhì)勘察手段的進步，如現(xiàn)代物探工具和高速地質(zhì)鉆機的使用?？傮w上，工程類比法、經(jīng)典解析法、數(shù)值模擬法和實驗法構(gòu)成了隧道工程的研究方法體系，特別是后兩者已成為解決重大技術(shù)難題的主要有效手段。作為近代科學主要研究手段的實驗法，無疑也是極其重要的研究方法。然而，隧道一旦遇到復雜工程地質(zhì)條件，或形成 特殊斷面結(jié)構(gòu)時，一方面難以找到類似工程先例可以借鑒，難以找到適合的經(jīng)典力學解析模型可以應用；另一方面，僅憑上述方法也無法確保合理性與準確性。 基礎(chǔ)理論方面 從 20 世紀 70 年代末開始，隨著 “ 新奧法 ” 原理的引入和推廣，公路隧道技術(shù)人員逐漸注意到隧道圍巖為 “ 三位一體 ” （產(chǎn)生荷載、承載結(jié)構(gòu)和建筑材料）的特性，并通過控制爆破、錨噴支護和現(xiàn)場監(jiān)測等手段成功應用，提高了我國的公路隧道建設(shè)水平；而且在實踐中也對新奧法進一步發(fā)展，特別是結(jié)合我國公路隧道建設(shè)國情，在基礎(chǔ)理論方面開展了進一步的探索研究，如淺埋暗挖法等。近十年來，公路網(wǎng)交通逐漸向崇山峻嶺穿越，向離岸深水延伸，山嶺公路隧道以年均 350公里的速度增長， 28 座水下公路隧道也已建成通車；同時，在城市建設(shè)中，以節(jié)約土地和保護環(huán)境為宗旨，城市道路隧道方興未艾，地下互通立交也應運而生。 90 年代開通的成渝高速公路的中梁山隧道、縉云山隧道，把我國公路隧道單洞長度提高到 3 000 m 以上，并在處理通風、塌方、瓦斯、地下水和營運管理與交通監(jiān)控技術(shù)等方面取得了突破性進展，為我國今后修建山嶺長大公路隧道積累了一些寶貴經(jīng)驗； 90 代末，通車的四川省川藏公路上二郎山隧道（長 4160m）、四川廣安地區(qū)華鎣山公路隧道（長 4634km）、云南楚大高速公路的九頂山隧道（長 3204m）開創(chuàng)了我國山嶺長大隧道的建設(shè)史；廣州珠江沙面水下公路隧道建成通車和上海穿越黃浦江江底隧道 (長度超過 3000 m)標志著我國水下沉埋隧道修建技術(shù)達到了新的水平； 2 重慶鐵山坪路隧道雙線（全長 5 424 m ）、北京至八達嶺高速公路的譚峪溝隧道、重慶市川黔公路的真武山隧道；遼寧沈大高速公路韓家?guī)X隧道（亞洲最寬的四車道公路隧道）等 ， 應當說 ， 目前我國公路隧道的施工技術(shù)水平已接近國際先進水平，部分已達到國際領(lǐng)先水平。 60 至 70 年代，我國在干線公路開始修建一些百米以上的隧道，但標準很低。 近年來隧道修建狀況 我國最早的交通隧道始于公元 66 年建成的 陜西古褒斜道上的石門隧道。改革開放以來，我國鐵路、公路、水電站、引水等山嶺隧道工程的發(fā)展進入了一個新的時期，隧道修建從傳統(tǒng)的礦山法向采用以 “ 新奧法 ” 原則指導下的一系列新技術(shù)、新設(shè)備發(fā)展；隧道施工進入大型機械配套，是隧道修建技術(shù)追趕 世界先進水平的時期，同時引入了隧道掘進機施工技術(shù)。 第二階段 —— 隧道施工轉(zhuǎn)入中、小型機械施工，隧道設(shè)計、施 工技術(shù)有較大發(fā)展，通過實踐和實驗研究，改進、提高了勘測設(shè)計手段和施工組織方法，推廣采用機械設(shè)備，研究試用光面爆破，對整治巖溶、巖爆、坍塌、涌水和瓦斯突出等也逐步積累經(jīng)驗。我國隧道修建技術(shù)的發(fā)展，大體上可劃分為三個時期： 第一階段 —— 基本是人力開挖、利用錘、釬、鎬等作為工具，手工操作、技術(shù)落后的時期。 Waterproof and drainage ； Construction anization 安徽理工大學畢業(yè)設(shè)計 i 目錄 摘要 ...............