隧道新奥法施工

7.3 开挖技术要点
（3）分部开挖法（导坑超前开挖法） 台阶分部开挖法（用于一般土质或易坍塌的软弱围岩） 上下导坑法（用于Ⅱ～Ⅲ类围岩） 上导坑超前开挖法（用于Ⅱ～Ⅲ类围岩） 单侧壁导坑法（用于围岩稳定性较差，隧道跨度较大， 地表沉陷难于控制时） 双侧壁导坑法（用于浅埋大跨度隧道，地表下沉量要 求严格，围岩条件特别差时）
7.8 二次衬砌技术要点
（1）支护衬砌形式：整体式衬砌、复合式衬砌及喷锚衬砌。 （2）二次衬砌施工方法： 在围岩稳定后施工； 采用顺作法，由下而上，先墙后拱，连续浇灌； 采用模注砼作为内层衬砌； （3）模板类型：整体移动式模板台车、穿越式分体移动台车、拼装式 拱架模板 （4）二次衬砌施工时间确定： A、位移速率有明显减缓的趋势； B、拱脚附近水平收敛小于0.2mm/d，或拱顶位移速度小于0.15mm/d； C、初期支护表面没有再发展的明显裂缝； D、已产生的位移量（收敛量）占总位移量（总收敛量）的80%以上。
7.7 防水隔离层施工技术要点
（2）铺设技术要求： A、应在初期支护变形基本稳定和在二次衬砌灌注前进行； B、作业点距爆破面应大于150m，距灌注二次衬砌处应大于20m（防止 损坏防水层； C、拱部和边墙按环状铺设； D、塑料板宜用焊接，橡胶板用粘结； E、防水层用垫圈和绳扣吊挂在固定点上。固定点间距：拱部0.5~0.7m， 侧墙1.0~1.2m；
7.1.4 新奥法的优点

表3-1 老方法与新奥法工程量对比
老方法 有效使用面积A 混凝土衬砌面积B 超挖面积C B+C 100 36 15 51 新奥法 100 7 3 10
7.1.4 新奥法的优点



（2）安全、适应性强； （3）可控制地表下陷量； （4）施工具有较大的灵活性； （5）宜于做防水层。
7.1.3 适用条件及要求



深埋、浅埋、中等埋深均可；不同形状、不 同大小均可；不同地质条件均可（地下水丰 富时需先解决地下水问题）； 勘测、设计、施工、控制各环节密切配合； 尽可能地发挥围岩的自承作用 ，采用控制 爆破（光面爆破、预裂爆破）。
7.1.4 新奥法的优点

（1）经济、快速。
若以面积A为100，设计衬砌量 B和超挖量的面积C。可以看出， 由于采用控制爆破、柔性 薄衬砌，新奥法的开挖量为老 方法的73％（110/151），衬 砌量为老方法的20％。此外， 还可省去全部木模和40％以上 的混凝土，降低支护成本30％ 以上
普通砂浆锚杆

缝管式摩擦锚杆
胀壳式内锚头预应力锚杆（锚索）
普通中空注浆锚杆
塑料胀套锚杆
中空自钻式注浆锚杆
中空自钻式注浆锚杆
自钻式注浆锚杆
中空自钻式注浆锚杆
7.5 初期支护技术要点
7.5.4 喷射施工技术要点 采用喷射混凝土作为隧道工程Ⅱ～Ⅴ类围岩中临 时性和永久性支护，也可以与各种型式的锚杆、 钢纤维、钢拱架、钢筋网等构成复合式支护结构。 喷射混凝土工艺种类：干喷、潮喷、湿喷和混合 喷。
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。 （2）尽量保持围岩原有的结构和强度； （3）尽可能作到适时支护。 （4）支护本身应具有薄、柔、与围岩密贴和早强等特性， 支护施工应及时快速，使围岩尽快封闭而处于三向受力状态。 （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，以避免应力集中。 （6）良好的施工组织和施工人员的良好素质对洞室结构施 工的安全、经济非常重要。合理安排防渗、排水、开挖、出 渣、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。
7.5 初期支护技术要点
7.5.2 锚喷支护工程特点 灵活性 及时性 密贴性 深入性 柔性 封闭性
锚杆种类

①全长粘结型锚杆：普通水泥砂浆锚杆、早强
水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆和水泥树脂锚固
锚杆、快硬水泥卷锚固锚杆；

③摩擦型锚杆 ；缝管锚杆、楔管锚杆、水胀锚杆； ④预应力锚杆； ⑤自钻式锚杆。
7.4 出渣技术要点
（2）装渣方式
人工装渣或机械装渣。 （3）装渣机械 翻斗式装渣机 蟹爪式装渣机 立爪式装渣机 挖斗式装渣机 铲斗式装渣机 行走方式：轨道行走、轮胎行走、履带行走。
7.4 出渣技术要点
7.4.2 运输 有轨运输和无轨运输。 有轨运输：电瓶车及内燃机车牵引，斗车或梭式矿车运渣。 单线运输（应布设会让站）、双线运输（应布设渡线）。 无轨运输：燃油式动力、轮胎行走的自卸卡车。洞内转向可 以局部扩大洞径，设置车辆转向站，或设置机械式转向盘。
配合比
边墙 水泥：粗中混合砂：石子＝1:(2.0~2.5):(2.5~2.0) 拱部 水泥：粗中混合砂：石子＝1:2.0:(1.5~2.0)
砂率：45％～55％ 水灰比：0.4~0.5
（3）喷射混凝土机械设备 （4）喷射混凝土施工要点
（1）喷嘴风压一般:0.1~0.15MPa； （2）喷射应分段、分部、分块，按先墙后拱、自下而上进行喷射； （3）喷嘴顺时针方向螺旋转动，一圈压半圈的横向移动，螺旋直径 约20～30cm； （4）分段长度不应超过6m； （5）喷嘴至岩面的距离为0.8~1.2m （6）调节好风压和水压； （7）一次喷射不能太厚； （8）分2～3层喷射，间隔时间5～10min（红星一型速凝剂），或 30min（碳酸钠速凝剂）； （9）养护时间不少于7d。
岩土工程施工
第7章 新奥法施工技术


7.1 概述 7.1.1 新奥法简介
奥地利学者L.V.Rabcewicz二十世纪60年代出提出了“新奥 地利隧道施工法” 。 New Austrian Tunnelling Method简称为“新奥法” （NATM）。 早期也称“欧洲隧道掘进法”或“收敛约束法” （Convergence Confinement Method）。

（1）喷射混凝土工艺流程
（2）喷射混凝土原材料及配合比 原材料 水泥——42.5级以上 碎石或卵石（砾石）——粒径不宜大于15mm 砂——细度模数一般不宜大于2.5，含水率宜控制 在5％～7％，若超过7％，喷射时易造成堵管。 外加剂（速凝剂）——掺量约为水泥重量的2％～4 ％。 水——饮用水


新奥法 ：围岩本身具有“自承”能力，若采用正 确的设计施工方法，最大限度地发挥这种自承能力， 即可以使得经济效果达到最佳 。
7.1.2 基本要点


尽可能不扰动周边围岩，开挖之后及时 进行一次支护，然后视需要进行二次支 护。 支护都是柔性的，以适应围岩的变形。 目前采用经验统计类比的方法做预设计， 再在施工过程中不断监测围岩的应力、 应变状况，按其发展规律来调整支护措 施。
7.5 初期支护技术要点
7.5.1 概述 初期支护：隧道开挖后，除围岩完全能够自稳而无须支护以 外，在围岩稳定能力不足时，则需加以支护才能使其进入稳 定状态，称为初期支护。采用锚杆和喷射混凝土支护围岩。 超前支护：若围岩完全不能自稳，表现为随挖随坍甚至不挖 即坍，则需先支护后开挖，称为超前支护。 地层改良：需进行先注浆加固围岩和堵水，然后开挖，称为 地层改良。 二次支护：考虑到隧道投入使用后的服务年限很长，设计时 一般要采用混凝土或钢筋混凝土内层衬砌，以保证隧道在服 务过程中的稳定、耐久、减小阻力和美观等，称为二次支护。
7.5.6 辅助支护
（1）稳定开挖面的支护方法 留核心土稳定开挖面；喷射混凝土封闭工作面的方法。 （2）超前锚杆或超前小钢管预支护的方法 （3）管棚钢架超前支护的方法 （4）地面砂浆锚杆预支护方法 （5）小导管周壁预注浆的方法 （6）超前围岩深孔预注浆加固地层方法
7.6 现场量测与监测技术要点
7.6.2 隧道现场监控量测项目 （1）地质及支护状况观察 （2）周边位移 （3）拱顶下沉 （4）锚杆或锚索内力及抗拔力 （5）地表下沉 （6）围岩内部位移（洞内设点） （7）围岩内部位移（地表设点） （8）围岩压力及两层支护间压力 （9）钢支撑内力及外力 （10）支护、衬砌内应力、地表应力及裂缝量测 （11）围岩弹性波测试
新奥法的主要原则


喷锚支护与新奥法是具有密切联系的。新奥 法不只是一种隧洞施工方法，并不等同于喷 锚支护。只有正确地应用岩石力学原理，综 合考虑上述各条指导原则，正确适时地采用 合理的支护手段，保证洞室的安全、经济， 才能称为新奥法。 新奥法施工的基本原则可归纳为：少扰动、 早喷锚、勤量测、紧封闭。
7.2 新奥法施工流程
7.3 开挖技术要点
7.3.1 开挖方法 （1）全断面开挖法 顺序：全断面开挖—锚喷支护—浇筑混凝土衬砌。 适用于：Ⅳ～Ⅵ类石质隧道，可用深孔爆破。 特点：有较大的作业空间。开挖面较大，围岩相 对稳定性降低，要求有较强的开挖、出渣、运输 及支护能力。
7.3 开挖技术要点
（2）台阶开挖法 顺序：上半部开挖—拱部锚杆喷射砼支护—拱部衬 砌—下半部中央部分开挖—边墙部分开挖—边墙锚杆 喷射砼支护及衬砌。 适用于：Ⅱ～Ⅲ类较软而节理发育的围岩中。 特点：具有足够的作业空间和较快的施工速度，有利 于开挖面的稳定性，下部作业较安全；上下部作业有 时相互干扰，下部作业影响上部稳定性，增加对围岩 的扰动次数；宜采用轻型凿岩机打眼，不宜采用大型 凿岩台车。