新奥法施工技术

控制爆破 喷锚支护 监控量测
开挖 初次支护 二次支护
第9章 新奥法
9.1 新奥法的基本概念
9.1.3 新奥法原理的要点
1. 承载体系：支护结构+围岩 2. 少扰动围岩 3. 即允许又限制围岩的变形 4. 复合式衬砌（初期支护和二次衬砌 ） 5. 初期支护应尽量做成柔性的 6. 要尽可能使结构做得园顺 7. 进行有效的监控量测 8. 通过“排堵措施”解决衬砌渗水
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
4. 喷射混凝土的材料及其组成 2）喷射混凝土的配合比和水灰比
质量比 — 水泥：中砂或中粗砂：石子 隧道边墙采用1:(2～2.5):(2～2.5) 隧道拱部采用1:2:(1.5～2.0)
水灰比 — 一般为0.4～0.5
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
2. 基本假定
视围岩为均质的、各向同性的连续介质 只考虑自重应力场 隧道形状以规则的圆形为主 无限体中的孔洞问题
Байду номын сангаас9章 新奥法
9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析 9.2.1 洞室开挖后的应力状态
3. 隧道开挖后的应力状态
弹性应力状态: 围岩强度高、稳定性好。 弹塑性应力状态:围岩屈服，塑性区有一定的承载力。
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
2. 喷射混凝土的优缺点 优点：
柔性支护 支护及时 不用模板、拱架 施工工艺简单
缺点： 回弹量大、止水性弱
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
3. 喷射混凝土的喷射方式 1）干喷：
干喷是将砂、石、水泥按一定比例干拌均 匀投入喷射机，同时加入速凝剂，用高压空气 将混合料送到喷头，再在该处与高压水混合后 以高速喷射到岩面上。
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
3. 喷射混凝土的喷射方式
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
3. 喷射混凝土的喷射方式 2）潮喷：
潮喷是将砂、石料预加水，使其浸润成 潮湿状，再加水泥拌均匀，从而降低上料合 喷射时的粉尘，其工艺流程同干喷。
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.1 施工程序
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.2 施工基本原则
新奥法施工的基本原则可扼要地概况为： “少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”
9.3.3 喷射混凝土
1. 喷射混凝土的特点
充填裂隙加固围岩 封闭围岩壁面防止风化 喷射混凝土与围岩组成共同承载体系
第9章 新奥法
9.1 新奥法的基本概念 9.2 隧道施工过程的力学解析与分析 9.3 新奥法的施工技术 9.4 新奥法的监控量测
第9章 新奥法
9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析
9.2.1 洞室开挖后的应力状态
1. 三种应力状态
初始应力状态（原岩） 二次应力状态（开挖后） 三次应力状态（支护后）
第9章 新奥法
9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析 9.2.2 围岩稳定性判据
1. 岩体强度判据
洞室周边围岩应力>岩体强度极限 1）脆岩：σ二次>强度极限 2）软岩：σ二次>强度极限
2. 围岩变形判据
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第9章 新奥法
9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析 9.2.3 围岩特征曲线与支护特征曲
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
4. 喷射混凝土的材料及其组成 1）喷射混凝土的材料
（2）砂子 （3）石子 （4）速凝剂
一般为水泥质量的2%～4%（喷拱部时可用3%～4%， 喷边墙时可用2%～3%），水泥浆初凝应不大于5min，终 凝应不大于10min。
第9章 新奥法
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
3. 喷射混凝土的喷射方式 3）湿喷：
第9章 新奥法
9.3 新奥法的施工技术 9.3.3 喷射混凝土
4. 喷射混凝土的材料及其组成 1）喷射混凝土的材料
（1）水泥
喷射混凝土对所采用水泥的基本要求是：掺入速凝 剂后凝结快、保水性好、早期强度增加快、收缩小。优 先采用325号以上的普通硅酸盐水泥。
第9章 新奥法 9.3 新奥法的施工技术
9.3.3 喷射混凝土
5. 喷射混凝土的机械(具)设备 1）混凝土喷射机
（3）转体式混凝土喷射机
(4) 转盘式混凝土喷射机
1. 围岩特征曲线
×
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9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析 9.2.3 围岩特征曲线与支护特征曲
2. 支护特征曲
3 2
1
×
第9章 新奥法
9.2 隧道施工过程中的力学解析与分析 9.2.3 围岩特征曲线与支护特征曲
3. 围岩与支护结构平衡状态的建立
σ
P P P
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9.1 新奥法的基本概念 9.2 隧道施工过程的力学解析与分析 9.3 新奥法的施工技术 9.4 新奥法的监控量测
第9章 新奥法
9.1 新奥法的基本概念 9.1.2 新奥法的基本概念
1. 新奥法 用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩
变形，以发挥围岩的自承载能力，并通过施工监 控量测来指导隧道工程的设计与施工。
第9章 新奥法
9.1 新奥法的基本概念
9.1.2 新奥法的基本概念
2. 新奥法的三大要素
3. 三项作业
5. 喷射混凝土的机械(具)设备
喷射作业的机械(具)设备主要包括：混 凝土喷射机、上料机、搅拌机、机械手、混 凝土运送搅拌车、混凝土喷射三联机等。
第9章 新奥法 9.3 新奥法的施工技术
9.3.3 喷射混凝土
5. 喷射混凝土的机械(具)设备 1）混凝土喷射机
（1）双罐式混凝土喷射机 （2）转体式混凝土喷射机
第9章 新奥法
9.1 新奥法的基本概念 9.1.1 新奥法的由来与产生的历史背景
1. 新奥法的由来
新奥法的全称是新奥地利隧道工程方法， 即New Austrian Tunneling Method，缩写为 NATM。
第9章 新奥法
9.1 新奥法的基本概念 9.1.1 新奥法的由来与产生的历史背景
2. 产生的背景 1. 锚杆支护在20世纪初出现 2. 喷射混凝土机在1940年代末研制成功 3. 岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学 依据