浅埋暗挖法资料

3.1.1 新奥法的主要原则
1．围岩是洞室的主要承载结构，而不是单纯的荷载，它 具有一定的自承能力。支护的作用是保持围岩完整，与围岩共 同作用形成稳定的承载环。 2．尽量保持围岩原有的结构和强度，防止围岩的松动和 破坏。宜采用控制爆破（预裂、光面爆破）或全断面掘进机等 开挖方法。 3．尽可能适时支护。通过工程类比，施工前的室内试验 和施工过程中对洞室围岩收敛变形、锚杆应力及喷混凝土支护 应力的监测，正确了解围岩的物理力学特性与空支护均为不利。
3.1.2新奥法适用条件及要求
◆ 适用条件 不同的地质条件——不论是好岩石还是坏岩石，都可以采 用，甚至可以在土层中采用。 各种不同埋深的条件下均可采用新奥法。最有利的是中等 埋深，地应力不是很大，而围岩块体之间又能互相咬合，容易 发挥“自承”作用的条件。 各种不同形状、不同大小的洞室均能采用新奥法。圆形、 马蹄形洞形、卵形、矩形洞室均可采用新奥法。圆形、卵形洞 室周围的应力分布状况最好，最有利于围岩自承稳定。马蹄形 洞形稍差，矩形洞室最差。
喷锚支护与新奥法具有密切联系的。正是由于发展了各种 各样的喷锚支护和快速有效的支护施工手段，才有可能使新奥 法的基本原则得以实现。但若不是按照新奥法的要求适时进行 喷锚支护，不是把围岩看作自承结构，不充分发挥围岩本身的 作用，并考虑其它原则和手段，那么即使大量采用了喷锚支护， 也不能认为是采用了新奥法。
现 代 岩 土 施 工 技 术
岩土工程教研室
3 浅埋暗挖法与辅助施工技术
新奥法 本 章 内 容 管棚法 顶管法
浅埋暗挖法是城市地下工程施工的主要方法之一。它适用于 不宜明挖施工的含水量较小的各种地层，尤其对城市地区地面 建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，且对地面沉降要 求严格的情况下，修建埋置较浅的地下结构工程更为合适。对 于含水较大的松散地层，采取堵水或降水等措施后该法仍能适 用。 浅埋暗挖法的技术核心是依据新奥法（New Austrian unneling Method）的基本原理，施工中采用多种辅助措施加 固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后及时支护、封闭成 环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，是一种抑制围岩 过大变形的综合配套施工技术。
◆ 新奥法要求
1)要求勘测、设计、施工、控制各环节密切配合，不断根 据现场情况，调整施工方法及支护措施。一环扣一环，时间性 很强。因此，各项作业的操作人员必须受过专门的训练，工艺 操作熟练，工艺作风严格，能够及时正确地处理各种问题。 2)要求尽可能地发挥围岩的“自承”作用，因此，要求尽 可能减轻对围岩的破坏扰动。所以，开挖洞室时一定要采用控 制爆破，即采用预裂爆破或光面爆破。在岩石条件较差时尤为 重要。这对开挖钻眼工作虽然增加了一些工作量，但对围岩稳 定、支护效果、施工安全、减少出渣量、较少混凝土衬砌量等 各方面都是有利的，应该从全局出发，强调这一要求。
◆ 新奥法施工顺序
◆ 新奥法施工方法
3.2 管棚法
管棚法（Pipe Roof）或称伞拱法，是地下结构工程浅埋暗 挖时的超前支护技术。管棚法即先在开挖断面外钻孔，然后在 管子的内外注浆，以加固开挖断面。这种方法，可以加固堆积 层和断层破碎带等不稳定围岩，能有效防止开挖的围岩松动。 管棚法的实质是在拟开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈 隐埋弧线上，预先钻孔并安设惯性力矩较大的厚壁钢管，起临 时超前支护作用，防止土层坍塌和地表下沉，以保证掘进与后 续支护工艺安全运作。 管棚施工技术适用于：在交通繁忙的城市公路，铁路或建筑 物下修建横惯隧道或地下仓库、车场等结构工程；地下工程特 殊或困难地段，如极破碎岩体、塌方体及岩堆地区等，管内辅 以灌浆效果更好。
北京地铁蒲黄榆车站管棚断面
(1)扇形布置,适用于隧道断面内地层比较稳定,但拱部附近 的地层不稳定的场合;(2)半圆形布置,用于隧道下半部地层是稳 定的,但起拱线以上的地层不稳定的场合。此外,即使地层比较 稳定,但地表、周围有结构物、埋深很浅时也多采用此种布 置;(3)门形布置,隧道基础是稳定的,断面内地层及上部地层不稳 定时采用;(4)全周布置,用于软弱地层或膨胀性、挤出性围岩等 围岩极差的场合;(5)上部一侧布置,隧道一侧有公路、铁路、重 要结构物、需防护或斜坡地形可能形成偏压时采用;(6)双层布 置,用于隧道上部有重要设施、拱部地层是坍塌性、不稳定或地 铁车站等大断面隧道或穿越河海底段施工时;(7)一字形布置,在 铁路、公路正下方施工或在某些结构物下方施工时采用。
3.1.3 新奥法的优点
1.经济、快速。 2.第二个优点是安全、适应性强。 3.可以成功地控制地表下陷量。 4. 施工具有较大的灵活性。 5. 新奥法宜于做防水层。 图3.1左侧表示以往的老方法 所需开挖的断面及衬砌量，右 侧表示用新奥法所需开挖的断 面及衬砌量。若以面积A为 100％，则设计衬砌量B，超 挖量的面积c分别如表3.1所示。 图3.1 新老方法对比
3.1 新奥法
20个世纪60年代初奥地利学者L．v．Rabcewicz等人总 结出了新奥地利隧洞施工法，英文全名为New Austrian Tunneling Method，因而简称为NATM。 新奥法认为围岩本身具有“自承”能力，采用正确的设 计施工方法，最大限度地发挥围岩的“自承”能力，可以得 到最好的经济效果。新奥法的要点是：尽可能地不要恶化围 岩中的应力分布。开挖之后立即进行一次支护，防止围岩进 一步松动；然后，视围岩变形情况再进行第二次支护。所有 支护都具有相当的柔性，能适应围岩的变形。在施工过程中 密切监测围岩变形、应力等情况，以便调整支护参数和支护 时机，控制围岩变形。
表3.1新老方法对比
由此可以看出，新奥法的开挖量为老方法的73％，衬砌量 为老方法的20％。因此，有人统计认为，新奥法的造价可比老 方法节省30％～50％。我国冶金、煤炭、铁道、水电、军工等 部门统计，认为新奥法比老方法可以节省20％以上的开挖量， 省去全部木模和40％以上的混凝土，降低支护成本30％以上。
4．支护本身应具有薄、柔，与围岩密贴和早强等特性，支 护的施工应能快速有效，使围岩尽快封闭而处于三向受力状态。 锚杆、喷混凝土及钢丝网、钢筋与喷混凝土相结合的支护措施 具有上述特点，应尽量采用，但必须作好排水，防止渗水对支 护的破坏作用。 5. 洞室尽可能为圆形断面，或由光滑曲线连接而形成的断 面，避免应力集中。围岩较差的情况下应尽快封闭底拱，使支 护与围岩共同形成闭合的环状结构，以利稳定。 6. 合理安排防渗、排水、开挖、出碴、支护、封闭底拱， 导洞进度等项工序，形成稳定合理的工作循环，也是新奥法施 工所遵循的原则之一。