隧道施工工法.doc

第 PAGE 47 页 共 NUMPAGES 47 页 双连拱隧道工程新奥法施工工法 一、前言 公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的灵活性和优越性，发挥着其他运输方式不可替代的作用。我国地域辽阔，多山岭重丘，特别是当前面临西部大开发，山区公路建设任务十分繁重。在山岭重丘区修建高等级公路，为缩短公路里程，改善线形及环境保护，昔日那种“逢山尽量绕着走”的做法，将被公路隧道代替。隧道即能保证最佳道路线形便利行车，又可有效防止山地陡坡的滚石、泥石流等自然灾害，提高了行车的安全性和可靠性，同时又能和当地环境相协调及保全自然景观。山岭公路隧道施工方法，一般有矿山法（又称钻爆法）和掘进法；矿山法又分为传统矿山法和新奥法。新奥法即新奥地利施工方法的简称，原文是New Austrian Tunnelling Method，简写NATM。于20世纪60年代取得专利权，之后新奥法在许多隧道于地下工程中获得极为迅速的发展，已成为现代隧道工程新技术的标志之一。 二、工法特点 新奥法与有些国家所称动态观测设计施工法和我国铁道部门的“喷锚构筑法”的基本原则一致。新奥法与过去的隧道修建方法相比，其基本要点可归纳如下： （一）开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破，并尽量采用大断面或者较大断面开挖，以减少对围岩的扰动。 （二）隧道开挖后，尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身的支撑作用。 （三）根据围岩特征采用不同的支护类型和参数，及时施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护，以控制围岩的变形和松弛。 （四）在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定。 （五）二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度并不增加衬砌厚度。 （六）尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中。 （七）通过施工中对围岩和支护的动态观察、测量，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。 三、适用范围 新奥法在我国通过科研、设计、施工相结合，在大量公（铁）路隧道工程修建中，根据中国的特点成功的应用了新奥法，取得了较多的经验，积累了大量的数据，现已进入普遍推广使用阶段。目前，新奥法几乎成为在软弱的破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益显著。 四、工艺原理 新奥法是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将喷射混凝土和锚杆组合在一起作为主要支护手段，通过监控量测控制围岩的变形，便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。喷射混凝土、锚杆和监控量测是新奥法的三大支柱，而核心是现场围岩变形监控量测。同时新奥法是一个具体应用岩体动态性质的完整的力学概念，科学性较过去的隧道修建方法高，因而不能单纯地将它看成一个施工方法和支护方法，也不应该片面理解锚喷支护就是新奥法。事实上锚喷支护并不能完全表达新奥法的含义，新奥法的内容及范围是相当广泛、深入的。 采用新奥法施工的隧道，应充分利用现场监控量测信息指导施工，施工应少扰动围岩，尽快施作初期支护，及时量测和反馈，并使断面及早封闭。根据我国的经验，可扼要的概括为：“短进尺、弱爆破、及时支护、早封闭、勤量测”。具体的说无论用钻爆还是单臂掘进机开挖，必须严格控制，达到成型好、对地层扰动最小的要求，对开挖暴露面及时进行地质描述和喷锚加固，施工全过程应在对周边位移的监控下进行，并及时反馈、修正设计和施工方法。在软弱围岩地段应使断面及时闭合。其主要施工程序见附图1。 施工准备 施工准备 确定施工方法 （修改施工方案） 确定施工方法 开挖（改变开挖步骤、顺序） 开挖 现场监理量测初期支护 （修正支护类型、参数支护时机） 现场监理量测 初期支护 是否符合 （否） 管理基准 锚喷衬砌二次衬砌 锚喷衬砌 二次衬砌 防水隔离层防水设施 防水隔离层 防水设施 结束 是 结束 附图1 新奥法施工工序 五、施工工艺 隧道施工顺序（参见施工工艺流程图）： 明洞开挖、仰坡支护 洞口加固 中导洞开挖与支护开展监控量测 中隔墙浇筑 主洞开挖与支护 仰拱开挖支护与回填 防水层施