盾构法、矿山法和新奥法的区别
盾构法、矿山法和新奥法的区别
盾构法、矿山法和新奥法的区别新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。
新奥法(NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称,在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。
采用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小,已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也可以得到较好的保证。
使用此方法进行施工时,对于岩石地层,可采用分步或全断面一次开挖,锚喷支护和锚喷支护复合衬砌,必要时可做二次衬砌;对于土质地层,一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌,在有地下水的条件下必须降水后方可施工。
新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。
新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”----就是矿山法---这一新方法,浅埋暗挖法又称矿山法,与新奥法的不同之处在于,它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下,隧道埋深小于或等于隧道直径,以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。
它的突出优势在于不影响城市交通,无污染、无噪声,而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。
顾名思义,浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。
其原理是:利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力,采取适当的支护措施,使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法,主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。
由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序,现被施工单位普遍采纳。
浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。
其主要的技术特点为:动态设计、动态施工的信息化施工方法,建立了一整套变位、应力监测系统;强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用;研究、创新了劈裂注浆方法加固地层;发展了复合式衬砌技术,并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。
小聊:盾构法、矿山法和新奥法的区别盾构法施工是以盾构(施工机械)在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。
浅谈新奥法隧道施工技术
浅谈新奥法隧道施工技术摘要:新奥法对隧道和城市地下工程的开挖有着毋庸置疑的贡献,若能良好的运用和推广能为整个地下工程带来安全、高效、经济的开展。
但目前在实际工程中受利用的诱惑加之监管力度的欠缺,往往无法良好的运用新奥法的理论正确的指导施工。
?关键词:新奥法隧道施工技术?引言:隧道工程在交通运输中占了举足轻重的地位。
目前我国隧道施工技术主要有以下几种:盾构法、矿山法、新奥法。
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,新奥法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。
六十年代此法被介绍到我国,七十年代末八十年代初得到迅速发展。
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。
一、新奥法的基本原理?①隧道结构的主要承载是围岩。
②在隧道围岩支护过程中,一方面允许围岩有一定位置移动,进而产生受力区;另一方面,为避免围岩变形过大而产生严重松弛卸载,必须限制围岩位移的程度。
③为使围岩在开挖卸载后不失去原有的强度,开挖后需对围岩进行加固。
④初次支护主要作用是避免围岩严重松弛和卸载,需要围岩的承受自身重量,不是用来承担隧道围岩所失去的承载力。
⑤应适时的建造初次支护,在挖开围岩后间隔一定时间,使围岩发生形变进而形成承力保护区,起到较好的支撑性能。
⑥围岩自我稳定时间,一方面在建造过程中量测隧道周边的位移来评定;另一方面依靠对围岩地质条件的初步调查。
⑦通常可视其整体的结构效应为薄壳,是因为喷射混泥土本身的强度高和轻度变形的特点决定了它的可塑性和收缩的能力。
⑧在没有被腐蚀破坏的情况下,就可把初次支护看作承重结构的一部分。
⑨由于喷射混泥土具有结合围岩、填平洞壁不平整面等特点,因此喷射混泥土常作为初次支护,并且能使围岩不发生应力重分布以及使用钢筋网、锚杆和钢拱架。
⑩孔洞的施工方法决定了从开挖到封闭所需的时间。
新奥法
1、新奥法:根据弹塑性理论,以岩力学为基础提出支护结构的支护参数,开挖后及时采用柔性支护,在尽量抑制围岩变形、积极发挥围岩自承能力的同时,依靠现场量测来指导隧道的设计和施工。
2、被动荷载:因结构变形压缩围岩而引起围岩的被动抵抗力,即弹性抗力。
它对结构起限制作用3、矿山法:因最早应用于矿石开采而得名,它包括传统方法和新奥法,由于在这种方法中,多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖,故又称为钻爆法。
4、隧道结构的主体构造物:是为了保持岩体稳定和行车安全而修建的人工永久建筑物,一般指洞身和洞门构造物。
5、超前支护:隧道开挖前,先向围岩内打入钎、管、板等构件,用以预先支护围岩,防止坑道掘进时岩体发生坍塌。
6、复合式衬砌:以喷射混凝土,锚杆或钢拱支架的一种或几种组合作为初次支护对围岩进行加固,维护围岩稳定防止有害松动。
待初次支护的变形基本稳定后,现浇混凝土二次衬砌。
7、围岩压力:引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。
包括由地应力引起的围岩应力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用力。
狭义上,是指围岩作用在支护结构上的压力。
在工程中一般研究狭义的围岩压力。
8、盾构施工法:盾构施工法是软土隧道掘进施工的一种有效方法。
盾构法主要应用于软土、流沙、淤泥等特殊地层。
盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢制组件,沿着隧道设计轴线开挖土体而向前推进。
9、侧墙效应:隧道边墙给驾驶员造成恐之冲撞的危险心理效应,因此,行车道两侧设置侧向宽度或余宽。
10、隧道限界:为保证隧道内各种交通的正常运行与安全,衬砌、通风管道等建筑物不侵入的界限。
11、超前小导管预注浆:沿开挖外轮廓线,以一定角度打入管壁带孔的小导管,并以一定压力向管内压注水泥或化学浆液的措施。
此法适用于自稳时间很短的砂层、砂卵(砾)石层等松散地层施工。
12、荷载—结构模型:以支护结构作为承载主体,围岩作为荷载同时考虑其对支护结构的变形约束作用的模型,即结构力学模型,又称荷载—结构模型。
盾构法、矿山法、新奥法的区别
盾构法、矿山法、新奥法的区别1、盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。
盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。
钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。
盾构推进的反力由衬砌环承担。
盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。
按盾构断面形状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。
圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更换,因而应用较为广泛;按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式,局部气压盾构,全气压盾构等。
盾构法的主要优点:除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响;盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施T 易于管理,施工人员也比较少;土方量少;穿越河道时不影响航运;施工不受风雨等气候条件的影响;在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性。
2、新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。
新奥法(NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称,在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。
采用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小,已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也可以得到较好的保证。
隧道施工基本理论知识及施工过程控制要点
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(二)、隧道施工矿山法、新奥法、新意法的定义与区别: 1、矿山法定义:主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑 隧道及地下工程的施工方法。因借鉴矿山开拓巷道的方 法,故名。用矿山法施工时,将整个断面分部开挖至设 计轮廓,并随之修筑衬砌。当地层松软时,则可采用简 便挖掘机具进行,并根据围岩稳定程度,在需要时应边 开挖边支护。分部开挖时,断面上最先开挖导坑,再由 导坑向断面设计轮廓进行扩大开挖。
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(一)、荷载松弛理论和岩承理论的定义与区别。
1、松弛荷载理论其核心内容是:稳定的岩体有自稳能 力,不产生荷载:不稳定的岩体则可能产生坍塌,需要 用支护结构予以支撑。这样,作用在支护结构上的荷载 就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。
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(一)、荷载松弛理论和岩承理论的定义与区别。
2、岩承理论其核心内容是:围岩稳定显然是岩体自身 有承载能力:不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的,如 果在这个过程中提供必要的帮助或限制,则围岩仍然能 够进入稳定状态。源自2020年3月29日星期日
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隧道盾构法、矿山法、新奥法的区别
隧道盾构法、矿山法、新奥法的区别隧道盾构法、矿山法和新奥法都是建筑施工中常见的方法,它们各自具有特点和适用范围。
本文将对这三种方法进行介绍,并对它们的区别进行详细解析。
一、隧道盾构法1. 定义隧道盾构法是一种利用盾构机进行施工的方法,通过盾构机在地下挖掘通道并同时支撑隧道围岩的技术。
它通常用于城市地铁、道路隧道等工程中。
2. 特点a. 盾构机具有自动化施工、减少人工成本、减少对地表影响等优点。
b. 适用于地质条件较差、需要大规模开挖的工程。
c. 施工过程对地表环境影响小,减少了噪音和空气污染。
3. 应用范围隧道盾构法广泛应用于城市地铁、水利隧洞、交通隧道等工程项目中。
二、矿山法1. 定义矿山法是一种利用矿山开采技术进行地下隧道开挖的方法,通过爆破、掘进等方式进行地下隧道建设。
2. 特点a. 矿山法的施工过程依赖于爆破工艺,需要大量的工程爆破技术。
b. 适用于地质条件复杂、需要大规模开采的地下工程。
c. 施工过程对地下环境和地表环境影响较大。
3. 应用范围矿山法主要应用于矿山开采、地下矿井、地下巷道等工程项目中。
三、新奥法1. 定义新奥法是一种利用先进的地下开挖技术进行隧道开挖的方法,通过液压挖掘机、硬岩掘进机等设备进行施工。
2. 特点a. 新奥法采用先进的机械设备,具有高效、精准、安全等优点。
b. 适用于地质条件较好、需要高精度开挖的地下工程。
c. 施工过程对地表环境影响小,减少了噪音和空气污染。
3. 应用范围新奥法主要应用于铁路隧道、高速公路隧道、水利隧洞等工程项目中。
四、区别分析1. 技术原理隧道盾构法依赖盾构机进行地下开挖,矿山法依赖爆破和掘进技术进行地下开挖,新奥法依赖先进的地下开挖设备进行地下开挖。
2. 适用范围隧道盾构法适用于地质条件较差、需要大规模开挖的工程。
矿山法适用于地质条件复杂、需要大规模开采的地下工程。
新奥法适用于地质条件较好、需要高精度开挖的地下工程。
3. 施工过程隧道盾构法施工过程对地表环境影响小,减少了噪音和空气污染。
暗挖施工技术(砂卵石地质)解析
可否采用 否 否 否
不采用原因 围岩 围岩 地表沉降要求
否 可 可 否
地表沉降要求
中隔壁法(CD) 围岩较差、跨度大、浅埋、地 表沉降要求严格 交叉中隔壁法 (CRD) 洞桩法(PBA ) 超大断面,地铁上一般为车站 施工采用
施工难度大,大材 小用
CD、CRD法施工效果对比
施工方法 CD CRD 地表总沉陷(mm) 77~84 26~30 地表沉降最大化倾斜率 6‰ 2.3‰ 侧向水平位移 (mm) 20 9
2、施工方案
(1)施工步骤顺序
施工方法和顺序:采用 CRD法施工,全断面分四次开 挖,施工总共分六步进行,施 工顺序如下:。 ①左侧上部开挖、初支, ②右侧上部开挖、初支, ③左侧下部开挖、初支, ④右侧下部开挖、初支, ⑤仰拱超前浇筑, ⑥全断面二衬衬砌, 施工严格遵从"管超前、严 注浆、短开挖、强支护、快封 闭、勤量测"的原则,
1、矿山法隧道施工主要方法
常见的矿山法隧道施工方法可以有:全断面法、台阶法、环形取土 留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法(CD)、交叉中隔壁法 (CRD)、洞桩法(PBA)等
开挖方法 全断面法
横断面示意图
施工方法 全断面开挖 初期支护 全断面二次衬砌
使用范围 1~3级围岩,中小跨 度隧道
台阶法
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钻机种类有很多种有潜 孔钻机、电动钻机、气动 钻机、跟管钻机等等;又 有履带式和轮式之分。 跟管钻机与常规钻机的 区别:常规钻机是先钻孔 成孔后再将钢管推进形成 管棚;跟管式钻机施工为 钻头推进时套管直接跟进, 一次性形成管棚。
2)超前小导管参数要求: 钢管直径 :30-50mm; 钢管长:3-5m; 钢管钻设注浆孔间距:为100-150 mm;距后端100cm内不开孔 钢管沿洪的环向布置间距:为300-500 mm; 钢管沿拱的环向外插角:为10°-15°; 小导管是受力杆件,因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度,钢管沿 隧道纵向的搭接长度一般不小于1m 。
盾构法矿山法
盾构法矿山法盾构法和矿山法是两种常用的地下隧道开挖方法。
它们在不同的地质环境下都有着广泛的应用。
在本文中,将对这两种方法进行简要介绍。
盾构法:盾构法是一种利用盾构机开挖隧道的方法。
盾构机是一种专门用于隧道开挖的工程机械设备,它能够在地下连续不断地开挖隧道,并且在滚动的同时把预制的隧道衬砌件安装到挖掘面上。
盾构法在土质、软岩和固岩等地质条件下都有着广泛的应用。
盾构机主要由下列组成部分组成:1.机壳:盾构机的主体部分2.切削装置:将隧道周围的土石进行切削和破碎3.主传动机组:提供盾构机的动力4.土压控制系统:控制隧道周围土石环境的稳定5.预制隧道衬砌件安装系统:安装隧道壁的支撑结构1.开挖速度快2.工程质量高3.不会对地表造成影响1.盾构机价格昂贵2.隧道直径要求相对较大矿山法:矿山法是在固体岩体中开挖长通道、半圆角或拱形截面的方法。
矿山法在硬质岩石中应用得比较广泛,包括用于卡拉拉大理石矿物遗址(托斯卡纳区域,意大利)的开采、铜山贵金属矿山和美国加州的山洞等。
矿山法主要由下列工序组成:1.揭露岩体的表面和围岩2.划定绕道路径3.进行支护和炸药爆破挖掘1.适用于硬岩2.成本相对较低3.采用爆破方法,开挖速度快1.工期较长2.隧道幅面比盾构法小1.盾构法适用于软质土壤和软岩层,矿山法适用于更硬的岩石。
2.盾构法适用于近似圆形的隧洞截面,成本较高,隧道直径要求较大。
矿山法适用于全夹层和逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐趋如:用于水利工程、地下铁道、地下道路等建设工程。
隧道工程《矿山法施工》超详细讲解
2.1 洞口段施工
2.1.1 工艺概述
隧道洞口段施工一般包括隧道洞口边、仰坡的土石方开挖、防护、排水及洞门工程。施工应 遵循下列原则:
1.应遵循“早进晚出”的原则,保护生态环境,减少施工用地; 2.应结合洞口相邻工程及场地布置通盘考虑,妥善安排,及早完成; 3.避开雨季及严寒季节。
2.1.2 作业内容
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(二) 截排水沟的施作。 1 .边、仰坡开挖前完成,防止山坡地表水冲刷、漫流,影响结构安全。 2 .截排水沟槽截面尺寸和坡度符合设计要求。 (三) 边仰坡开挖 1 .根据图纸的里程、标高对洞口边仰坡进行放线。 2 .洞口边仰坡开挖,自上而下进行,分层开挖分层防护。 3 .土石方开挖宜采用弱爆破,或采用人工机械开挖。 (四) 边仰坡支护 边坡开挖时应边开挖边采用锚喷防护作为临时支护。施工顺序:风钻钻孔、安装锚杆、挂钢 筋网、喷射混凝土。支护参数应符合设计。支护参数经验值:锚杆采用 Φ22 螺纹钢长 3m,间距 为 1m×1m 梅花型布置,锚杆留出土体外 10cm,焊接 ф8 钢筋网,并喷射 C20 砼 10cm 支护。 (五) 超前管棚(小导管)注浆(预)可参见管棚作业施工工艺。 1.暗洞进洞管棚按设计要求一次顶进 30m 以上。 2.检查开挖断面中线及高程,开挖轮廓线应符合设计要求,按设计要求做好套拱。 3.安设钻孔设备钻设管棚孔,孔深不小于 30m。 4.钢管环向间距 40cm,仰角 1~3 度(不包括线路纵向),方向与线路中线平行,倾角应严格 控制,以防超挖或欠挖。 5.钢管应按设计位置施工,应先打奇数钢花管,立即注浆。注浆后再打偶数钢花管,通过偶 数钢花管钻进时流出的液体及其颜色检查奇数孔的注浆质量,以保证孔口的孔向正确。每钻完一 孔便顶进一根钢管,钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求时, 及时纠正。 6.钢管采用 Φ80~108mm,壁厚 6mm 的热轧无缝钢管,节长为 3m、6m,为了便于钢管的顶进 钢管接头采用丝扣连接,丝扣长度不小于 15cm。为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采 用 3m 钢管,编号为偶数的第一节钢管采用 6m 钢管。 7.钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。 8.在钻进时,若出现卡钻,坍孔时,应注浆后重钻,也可直接将管棚钢管钻入。 9.钢管施工误差径向不大于 20cm,横向不大于 5cm。 10.管棚注浆水灰比为 1:1,浆液扩散半径不小于 0.5m,注浆采用分段注浆。注浆结束后及 时清除管内浆液,并用 M30 水泥砂浆紧密充填,增强导管的刚度和强度。 11.注浆前应先做注浆现场试验,注浆参数应通过现场试验按实际情况确定,富水地带可考 虑用水泥水玻璃双液浆。 (六) 强支护进洞施工
矿山法、新奥法、浅埋暗挖法原理简述
(三)喷锚暗挖法
【补充】矿山法:
钻爆发开挖(大爆破)→强支撑(钢木构件支撑,因为不考虑围岩自承能力)
钢木支撑将来被替换,工效低;用钢量大,混凝土层厚,造价比新奥法高;
对监测要求没有新奥法高。
每次开挖的进尺不能太大。
1、新奥法
利用围岩自承能力→支护与围岩一起撑(即“围岩成为支护体系的组成部分”),初期支护体系有一定的柔性(喷速凝混凝土→打锚杆,其作为永久性的初期支护)重监测。
新奥法为喷锚暗挖法的一种。
2、浅埋暗挖法
超前预支护→新奥法(浅埋暗挖法也为喷锚暗挖法的一种)
↓
(因为围岩弱,基本不考虑其自承能力,但要足以进行超前预支护作业)
所有用到喷速凝混凝土→打锚杆的工法均为喷锚暗挖法。
新奥法
3、分部开挖法
分部开挖法可分为三种变化方案: 台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧 壁导坑法 。
工字钢
核心土
临时工作平台
⑴ 台阶分部开挖法(弧形导坑法)
又称环形开挖留核心土法,一般将断 面分成为环形拱部(图中的1、2、3)、上 部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分。根 据断面的大小,环形拱部又可分成几块交 替开挖。环形开挖进尺为0.5-1.0m,不 宜过长。上部核心土和下台阶的距离,一 般为1倍洞跨。
施工程序
二、新奥法原则: 1、 最大限度地保持围岩的固有强度,以发挥围
岩的自承能力。
2、预计围岩有较大变形和松弛时,应对开挖
面施作保护层,而且应在恰当的时候敷设, 过早或过迟均不利。 3、衬砌需要加强的区段,不是增大混凝土的 厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆,使隧道 全长范围采用大致相同的开挖断面。
● 工作空间大,便于大型机械化施工 ;
● 施工进度高,目前,我国公路隧道一 般都能保持月进成洞平均150m左右,高 者已接近300m/月。
● 施工环境较好
全断面开挖的缺点:
● 开挖面较大,围岩相对稳定性低;
● 循环工作量较大,要求施工单位有较 强的开挖、出渣、运输、支护能力;
● 采用深孔爆破时,产生的爆破震动较 大,对钻爆设计和控制爆破作业要求较高。
当隧道跨度很大,或环境要求,或地 表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧 壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双 侧壁导坑法。现场实测表明,双侧壁导坑 法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2 左右。
这种方法也是分成上下两部分,但 上台阶仅超前3~5m,只能采用交替作 业。
● 适用条件
超短台阶法适用于膨胀性围岩和 土质围岩,要求及早闭合断面的场 合。当然,也适用于机械化程度不 高的各类围岩地段。
(完整word版)新奥法与矿山法的区别
(完整word版)新奥法与矿山法的区别
新奥法与矿山法的区别
新奥法与矿山法在设计理论和施工方法上有根本的差别
矿山法是将隧道断面分成若干小块进行开挖,随挖随用钢材和木杆支撑,然后从上到下,或从下到上地砌筑刚性衬砌;施工过程中始终把围岩看成是必然要松驰塌落而成为作用于支护结构上的荷载。
新奥法则是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射砼为主要支护手段,及时地进行支护,通过控制围岩的变形和松驰,减小围岩应力,并且使围岩成为支护体系的组成部分.通过对围岩和支护的量测监控来指导隧道工程的设计施工的方法。
新奥法施工更符合地下工程实际,是一种科学合理的、经济的隧道设计施工方法。
因而在目前隧道修建中得到了广泛应用。
新的隧道施工方法的采用,需要根据对施工中围岩应力、变形等的监控及时采取措施,保证围岩发挥承载支护作用,降低衬砌受力,减少造价。
施工质量管理水平的高低直接影响到工程的质量、使用性能与造价。
隧道工程新奥法施工方法种详解
隧道工程新奥法施工方法种详解隧道工程是指为了穿越山体或水体等自然障碍物而进行的地下通道工程。
随着城市化进程的加速和交通运输的日益发达,隧道工程在现代社会中扮演着重要角色。
为了提高隧道施工的效率和质量,满足日益复杂的工程要求,新奥法施工方法应运而生。
一、盾构法盾构法是一种应用于城市地下管道工程和隧道的先进技术。
它通过一个推进力源推动盾构机进行推进,同时顺利地完成地下工程的施工。
盾构法的主要特点包括:施工速度快、安全可靠、对环境污染小等。
盾构法的施工过程主要包括以下几个步骤:准备工作、注浆加固、主体施工、地层处理等。
二、爆破法爆破法是隧道施工中常用的一种方法。
它利用爆炸的力量破坏地质层,从而达到开凿隧道的目的。
爆破法的施工流程一般包括以下几个步骤:采样和测试、钻孔排爆、起爆和清理、支护、拆除等。
爆破法的施工速度快,适用于一些地质条件较好的地区,但由于爆炸会产生噪音、震动和空气污染等问题,所以在城市区域一般较少采用。
三、全断面法全断面法是指在施工过程中将整个隧道的断面完全打通,然后再进行支护和衬砌。
全断面法具有施工速度快、质量好等优点,适用于稳定的地层和较大的断面。
全断面法的施工过程一般包括以下几个步骤:预制断面、准备工作、整体挖掘、合拢、洞口预支等。
四、机械化施工法机械化施工法是指利用机械设备进行隧道工程的施工。
这种方法可以大大提高施工效率和质量,减少人力资源的使用。
机械化施工法主要包括:挖掘机开挖法、推土机填挖法、掘进机掘进法等。
机械化施工法的施工过程一般包括以下几个步骤:设备准备、施工前的准备工作、主体施工、支护等。
五、隧道涂层法隧道涂层法是为了提高隧道的使用寿命和安全性而采用的一种施工方法。
它通过在隧道壁面涂刷一层保护材料来防止水分的渗透。
新奥法与矿山法的区别
新奥法与矿山法的区别
新奥法与矿山法在设计理论和施工方法上有根本的差别
矿山法是将隧道断面分成若干小块进行开挖,随挖随用钢材和木杆支撑,然后从上到下,或从下到上地砌筑刚性衬砌;施工过程中始终把围岩看成是必然要松驰塌落而成为作用于支护结构上的荷载。
新奥法则是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射砼为主要支护手段,及时地进行支护,通过控制围岩的变形和松驰,减小围岩应力,并且使围岩成为支护体系的组成部分。
通过对围岩和支护的量测监控来指导隧道工程的设计施工的方法。
新奥法施工更符合地下工程实际,是一种科学合理的、经济的隧道设计施工方法。
因而在目前隧道修建中得到了广泛应用。
新的隧道施工方法的采用,需要根据对施工中围岩应力、变形等的监控及时采取措施,保证围岩发挥承载支护作用,降低衬砌受力,减少造价。
施工质量管理水平的高低直接影响到工程的质量、使用性能与造价。
新奥法与矿山法支护结构的区别
新奥法与矿山法支护结构的区别新奥法和矿山法的支护结构,听起来就像是两个老朋友在讨论各自的工作。
这俩可都是矿山施工中必不可少的角色,虽然都在做支护,但风格和方法却是各有千秋。
新奥法,哎呀,听名字就感觉时髦,对吧?它可是一种新派的玩法,强调科学和技术。
想象一下,一群科学家在实验室里,拿着各种仪器研究着,最终把这些聪明的想法带到矿山里。
它主要是依靠对地质的精细分析,制定出一个精准的支护方案。
就像是给矿山穿上了量身定制的防护服,既美观又实用。
而矿山法则是一种比较传统的手法,简单粗暴,直接有效。
就像老祖宗传下来的智慧,靠经验和实战,没那么多花里胡哨的科技。
它主要是依靠对矿山环境的直接观察,往往一看就能判断出支护的需要。
比如说,矿工在矿里工作,看到哪个地方容易塌方,就赶紧加固。
没什么好犹豫的,直截了当,省时省力。
这种方法虽然传统,但在某些情况下,特别是小矿山,仍然是最靠谱的选择。
再说说支护的材料和结构吧,新奥法一般会用到现代化的材料,比如高强度的钢筋和先进的混凝土。
这些材料不但强度高,还轻便,施工起来也快。
就像穿上了新款的运动鞋,跑得又快又稳。
而矿山法常用的则是一些传统材料,比如砖石、木头等。
这些材料虽然简单,但经久耐用,像是我们小时候玩的积木,拼起来有种踏实感。
每种方法都有自己的道理,关键看用在什么地方。
接下来我们说说施工的过程,新奥法的施工过程就像是一场大型的演出,步骤多、要求高,需要很多人分工合作。
每一步都要精心设计,有点像是拍电影,要考虑各种因素才能确保效果。
而矿山法的施工过程就简单多了,通常都是干脆利落的方式,现场一片忙碌,矿工们各自负责,大家齐心协力,保证矿山的安全。
还有一点就是对环境的影响,新奥法在施工时,会特别注意环境保护,尽量减少对周围生态的破坏。
它会通过精细的技术手段,降低对土地和水源的影响,就像一个环保小卫士。
而矿山法虽然也讲究环保,但因为历史悠久,很多时候受制于技术限制,难免会造成一定的损伤。
新奥法、矿山法与浅埋暗挖法的阐述与比较
1.新奥法新奥法(New Austrian Tunnelling Method)是在利用围岩本身所具有的 承载效能的前提下,采用毫秒爆破 和光面爆破技术,进行全断面开挖施工, 并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身,即以喷混凝土、锚杆、 钢筋网、钢支撑等为外层支护形式,称为初次柔性支护,系在洞身开挖之 后必须立即进行的支护工作。
因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而 产生再分配,隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定,也就是说,承载地应 力的主要是围岩体本身,而采用初次喷锚柔性支护的作用,是使围岩体自 身的承载能力得到最大限度的发挥,第二次衬砌主要是起安全储备和装饰 美化作用。
新奥法施工基本原理:充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作 用,采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时对围岩进行加固,约 束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下 工程的设计与施工。
主要原则 (1)充分保护围岩,减少对围岩的扰动。
(2)充分发挥围岩的自承能力。
(3)尽快使支护结构闭合。
(4)加强监测,根据监测数据指导施工。
可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”。
支护-围岩共同作用原理围岩既是生产支护荷载的主体,又是承受岩层荷载的结构,支护-围岩作为整体相互作用,共同承担围岩压力。
摒弃了过去岩体作为对支护结构 的荷载采用厚衬砌的传统做法。
围岩压力是变形压力和松动压力的组合,大部分压力(特别是变形压力) 由围岩自身承担,只有少部分转移到支护结构上;支护荷载既取决于围岩 的性质,又取决于支护结构的刚度和支护时间;围岩的松动区和围岩内的 二次应力状态又与支护结构的性质和支护时间有关。
2.矿山法矿山法【mine tunnelling method】指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧 道的施工方法。
矿山法是一种传统的施工方法。
它的基本原理是,隧道开 挖后受爆破影响,造成岩体破裂形成松弛状态,随时都有可能坍落。
隧道施工方法及特点
隧道施工方法:矿山法(传统的矿山法和新奥法)、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法、盾构法等。
1.矿山法1.1矿山法:用于山岭隧道,因用于矿石开采而得名,它包括传统矿山法和新奥法。
多数情况下都需要采用钻眼爆破来进行开挖,又称为钻爆法。
有时将新奥法从矿山法中另立系统。
(将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”。
将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称为“新奥法”)1.2新奥法与传统的矿山法区别:传统的矿山法施工是把地层压力视作外力荷载,新奥法是把围岩和支护结构作为一个统一的受力体系,围岩是荷载的来源,又是支护结构体系的一部分,围岩和支护结构相互作用。
1.3新奥法施工的基本思想:充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护结构的监控、量测来指导地下工程的设计与施工。
1.4新奥法的主要特点:a.充分保护围岩,减少对围岩的扰动。
因为岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,所以在施工中必须充分保护围岩,尽量减少对它的扰动。
b.充分发挥围岩的自承能力。
c.尽快使支护结构闭合。
d.加强监测,根据监测数据指导施工。
1.5新奥法的基本原则:可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤量测”。
2.掘进机法2.1掘进机法:包括隧道掘进机法和盾构掘进机法,前者应用于岩石地层,后者主要应用于土质围岩,尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。
掘进机施工法(TBM)是一种利用回转刀具开挖(同时破碎和掘进)隧道的机械装置。
此法修筑隧道的方法称掘进机法。
2.2优点:施工速度快,工期得以缩短,特别是在稳定的围岩中长距离施工时,此特征尤其明显。
无爆破围岩的损伤小,减轻支护的工作量。
振动、噪声小,对周围的居民和结构物的影响小。
因机械化施工,安全,作业人员少。
安全性和作业环境有了较大的改善。
2.3缺点:费和运输、组装、解体等的费用高,初期投资高,不用于短隧道。
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盾构法施工
是以盾构(施工机械)在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。
盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。
钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。
盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。
盾构推进的反力由衬砌环承担。
盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。
按盾构断面形状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。
圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更换,因而应用较为广泛;按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式,局部气压盾构,全气压盾构等。
盾构法的主要优点:除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响;盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施工易于管理,施工人员也比较少;土方量少;穿越河道时不影响航运;施工不受风雨等气候条件的影响;在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性。
新奥法
是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。
新奥法(NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称,在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。
采用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小,已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也可以得到较好的保证。
使用此方法进行施工时,对于岩石地层,可采用分步或全断面一次开挖,锚喷支护和锚喷支护复合衬砌,必要时可做
二次衬砌;对于土质地层,一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌,在有地下水的条件下必须降水后方可施工。
新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。
当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。
如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7~9m,开挖面积230m2,相当于17m(宽)×14m(高);我国自1987 年在北京地铁首次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m。
针对我国城市地下工程的特点和地质条件,新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。
在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法,尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。
浅埋暗挖法又称矿山法,
起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程,是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。
该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上,针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。
与新奥法的不同之处在于,它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下,隧道埋深小于或等于隧道直径,以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。
它的突出优势在于不影响城市交通,无污染、无噪声,而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。
顾名思义,浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。
其原理是:利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力,采取适当的支护措施,使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法,主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。
由于浅埋暗挖法省去了许多报
批、拆迁、掘路等程序,现被施工单位普遍采纳。
浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。
其主要的技术特点为:动态设计、动态施工的信息化施工方法,建立了一整套变位、应力监测系统;强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用;研究、创新了劈裂注浆方法加固地层;发展了复合式衬砌技术,并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。
由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用,加之国内丰富的劳动力资源,在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广,已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道,而且在大跨度车站的修筑中有相当的应用。
此外,该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。