土木工程新意法在隧道施工中的应用实践.docxVIP

新意法在隧道施工中的

应用实践

摘要：为解决隧道施工存在的问题，在提出新意法原理的基础上，结合工程实例，对新意法的工艺流程和应用要点进行分析，提出新意法的优势与局限性，旨在使新意法得到更加广泛的应用，为相关人员提供参考。

关键词：隧道施工;新奥法;新意法;

0引言

新意法是岩土控制变形分析法的别称，由意大利学者皮埃特罗·卢纳尔迪在20世纪70年代提出，其间经历了大量实验分析与统计。进入新世纪以后，该方法在欧洲国家隧道建设中得到广泛应用，特别是意大利，已将该方法纳入到隧道工程相关规范。此后不久，一些工程师前往意大利考察后，首次将新意法引入我国，并将其在很多实体工程中进行实践应用。这些实体工程的围岩等级达Ⅵ级，自稳性很差，采用新奥法进行施工时，围岩产生明显的变形与坍塌，导致隧道开挖施工中断，无法顺利进行。相关领域专家经过反复论证，决定引入新意法进行施工，通过对隧道出口处拱顶实际沉降量及边墙变形量的动态监控，得出新意法的应用能从根本上保证隧道安全与稳定的结论。本文对新意法的原理和实践进行分析，以验证新意法的优越性，如加快施工进度、保证工期、降低造价和提高安全性。

1新意法原理

新意法提出，开挖是隧道结构所受应力达到最大的阶段，而非隧道施工结束后。隧道开挖过程中，围岩应力将在开挖轮廓线上产生一定拱部效应拱与应力增加带，在隧道不断沿径向产生压力拱的同时，还会形成很大纵向压力拱，且这一压力拱的高度还会受到前方岩体及后方支承两方面因素的影响；而压力拱的具体位置会由于隧道开挖与支护不断进行发生变化。如果拱部效应由于开挖轮廓的变化而改变，结构整体性和使用寿命受到施工过程中隧道强度的直接影响，则按照岩土强度变形及地应力大小可将压力拱分成以下三种状态：①在近部快速形成，相对稳定；②在与隧道相距较远的部位形成，短期稳定；③无法形成，不稳定。

新意法实施隧道施工建设时，按照施工阶段可将隧道变形分成下列三类：①预收敛变形；②挤出变形；③收敛变形。隧道开挖时，因未能有效控制以上三种变形，会带来很多不利影响，包括围岩坍塌与地层变形，进而给隧道施工造成很大安全隐患。基于此，对新意法而言，其核心思想为隧道开挖时使变形保持稳定的关键在于掌子面超前核心土强度与刚度，对此，可采用适当的支护措施对超前核心围岩进行加固，以有效控制变形，最终减小围岩发生的收敛变形。

2新意法流程

设计人员需通过详细且深入的勘探，确定超前核心土是否稳定，然后对隧道变形形态进行分类。在应力应变状态完全一致的隧道区段，采用新意法能确定对围岩变形予以有效控制的支护方法。除以上优势外，采用新意法还能根据掌子面稳定性与变形特征确定合理可行的断面形式及支护方法，最终确定每延米工程量完成需要的时间和成本预算，同时还能在得出各项断面参数后，实现动态监控量测的目标。

新意法的第一阶段为勘察，而且地质勘查也是隧道建设首要步骤，需要对包含地层类型、水文特征、地质情况和岩性状态在内的信息进行采集，进而得出围岩主要设计参数。该阶段还可进一步分成以下两个阶段：第一，对隧道沿线范围内地质情况进行分析评估，形成宏观认识；第二，采集隧道沿线范围内的岩土样，同时通过试验分析确定隧道地质情况。

新意法的第二阶段为诊断，即由设计人员根据勘查资料并充分结合新意法基本理论，对隧道开挖施工可能给围岩变形造成的影响进行预测，并将整个隧道的状态按以下方法进行划分：掌子面稳定的视为A类，掌子面在短期保持稳定的视为B类，掌子面不稳定的视为C类。

新意法的最终阶段为处置，以上一个阶段针对隧道进行的类别划分为依据，采用合理可行的方法进行加固，确保隧道变形处在相对稳定的状态。如果隧道变形状态属于A类，则采用简单加固方法予以围护即可，使隧道处在稳定状态当中；如果隧道变形状态属于B类，则需要进行适当的超前加固约束，使隧道处在稳定状态当中；如果隧道变形状态属于C类，则要在简单加固基础上予以超前加固，确保隧道处在稳定状态。

3新意法应用

3.1案例一

某双线单洞隧道总长度约3225m，其围岩以粉细砂为主，含有大量水分，是线路范围内技术要求最高、工艺最复杂的隧道。经前期地质勘察可知，该隧道地质条件较为复杂，围岩以富水粉细砂为主，整条隧道的围岩均属于Ⅵ级围岩，自稳性很差，且相对高差也较大，可达200m。另外，该隧道还从居民区、高速路及省道下部穿越。

随着隧道开挖不断进行，地层从粉细砂变为含水砂层，特别是在掘进至183m后，隧道围岩全部变为含水砂层，原设计参数与施工工艺已经无法达到要求，导致施工中多次产生塌方，使隧道施工中断。经过专家论证，综合考虑隧道施工情况与地质条件，最终决定在隧道建设中引入新意法。

按照新意法进行隧道施工时，对隧道出口处拱顶实际沉降量与边墙实际变形予以动态监控，从监控结果可知测点变化量小于1cm，表明采用新意法后该隧道整体安全性及稳定性得到显