新奥法隧道-施工技术.doc

- PAGE 20 - 双连拱隧道新奥法施工技术 1. 概述 伴随着20世纪世界科学、技术、经济的发展，交通运输、水利、水电、采掘，特别是城市地下交通及空间利用等，对隧道工程在数量和难度上提出了更高的要求。大规模的地下工程建设促进了隧道修建技术的进步。大量的锚喷支护工程实践和岩石力学的迅速发展，导致了现代支护理论的建立，在此基础上出现了新奥法、挪威法、浅埋暗挖法等更有效的施工方法；用现代技术装备的掘进机和盾构能够适应从坚硬岩层到软弱含水地层的各种掘进条件，其可靠性、耐久性、机动性及掘进的高速度，使其在隧道工程施工中得到日益广泛的应用；冲击钻头改进及全液压钻孔台车的出现，大能力装渣、运渣设备的开发，新型爆破器材的研制及爆破技术的完善，改善围岩条件及支护技术的进步等，极大地改良了施工环境和提高了掘进速度，便钻孔爆破法的掘进技术得到更新；水底沉埋隧道施工技术的发展为穿越江河、海湾提供了新的有效手段。 1.1隧道施工的主要技术 目前我国隧道施工技术主要有以下几种： 盾构法、矿山法（漏斗棚架法、反台阶法 、正台阶法、全断面开挖法、上下导坑先拱后墙法、下导坑先导后墙法、品字形导坑先拱后墙法、侧壁导坑法）、新奥法。 新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称, 原 文 是 New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM , 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹(L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的, 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础, 将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法,经过一些国家的许多实践和理论研究,于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发 展, 已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM 被介绍到我国,七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今,可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。 1.2双连拱隧道新奥法施工 采用单向掘进新奥法施工，由进口向出口方向掘进。明洞段采用明挖法施工，正洞开挖采用“三导洞”法，即中导洞先行贯通，先施工完中隔墙，再施工两侧导洞，左、右导洞拉开一定距离。洞身衬砌采用复合式衬砌，初期支护采用锚、喷、网、工字钢架、格栅钢架结合长、短管棚、超前锚杆支护，二次衬砌采用模筑砼，初期支护和二次衬砌间铺砌450型土工布和1.5㎜厚改性LDPE防水板组成的复合防水层。掘进采用YT-28凿岩机钻孔，拱部采用光面爆破，边墙采用控制爆破，非电毫秒雷管起爆，侧卸装载机装渣，自卸汽车运输。二次衬砌采用模板台车，砼在拌和站集中拌制，砼泵泵送入模，机械振捣。通风采用自然式通风。 1.3双连拱隧道新奥法施工的意义 双连拱隧道在高速公路设计中是一种新兴的隧道形式，无论从其结构形式，还是从施工特点来看，它与单洞隧道都有明显的不同，施工难度较大。由于双连拱隧道具有土地占用少，环境污染小，植被保护好的优点，在丘陵区高速公路中得到了普遍应用。相对于单洞分离式隧道方案占用土地少，缩短了隧道长度和公路长度，从而减少投资，再者由于能较好地处理和路基线路联接，保持了整体路基设计的基本线路。随着经济的发展和施工技术的进步,这种隧道将越来越被广泛采用。 通过多年的施工，大家一致认为新奥法隧道施工比传统隧道施工所投入的人力物力少，施工质量得到很好地保障，施工进度得到有效加快。 2. 科技成果特点 2.1新奥法施工特点 2.1.1 新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。 在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。 2. 由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。 巷道开挖后，围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落。当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面，很好的充填围岩的裂隙，节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。（提高围岩的粘聚力C和内摩擦角）。同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致围岩失去稳定。 2. 喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用： ① 联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联