隧道新奥法施工方案
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称引言新奥地利隧道施工方法（NATM）是一种在隧道工程中常用的施工方法，它是在20世纪60年代和70年代由奥地利工程师和科学家们开发出来的。
这种方法在全球范围内得到了广泛应用，并取得了显著的成果。
本文将详细介绍新奥地利隧道施工方法的特点、原理及应用，并对其优缺点进行讨论。
一、新奥地利隧道施工方法的特点1. 整体式施工新奥地利隧道施工方法采用的是整体式施工，相对于传统的分阶段施工方法，它可以减少施工期间的地表沉降和变形。
这是由于NATM方法可以在开挖隧道的同时对周围的土层进行支护，从而减少了地表和周围建筑物的影响和损害。
2. 土力支撑结构NATM方法采用土力支撑结构作为隧道的主要支护形式。
这些支撑结构通常由钢筋混凝土或喷射混凝土构成，能够提供足够的强度和刚度来承受隧道围岩的压力。
此外，土力支撑结构还可以通过控制隧道周围的地下水位和渗流，降低地下水的涌入和侵蚀，从而提高隧道的稳定性。
3. 灵活的设计NATM方法允许根据实际施工情况进行灵活的设计和调整。
施工过程中可以根据地质条件和围岩变化进行随时调整，通过合理的支护和加固措施来解决工程施工中出现的问题。
这种灵活性可以使施工更加安全高效，也可以避免不必要的成本和时间浪费。
二、新奥地利隧道施工方法的原理1. 地质调查和监测在NATM方法中，地质调查是至关重要的一步。
通过详细的地质勘探和工程地质分析，可以确定隧道施工中可能遇到的地质问题，如岩类性质、断层、地下水等。
同时，还需要进行地表和隧道周围的监测，及时掌握地表沉降、围岩变形和地下水位等数据，以便进行合理的设计和施工调整。
2. 钻孔爆破在NATM方法中，钻孔爆破是常用的隧道开挖方式之一。
通过在地下岩层中钻孔，并通过爆破将岩石破碎，然后进行清理和支护，最终实现隧道的开挖。
这种方法可以高效地进行大规模的隧道掘进，但需要控制好爆破条件，以防止岩层的过度破碎和隧道的不稳定。
3. 支护和加固隧道开挖完毕后，需要进行支护和加固工作，以确保隧道的稳定性。
隧道新奥法施工 新奥法施工技术
新奥法施工技术
新奥法施工技术
五、新奥法施工
3、分部开挖法
分部开挖法包括环形开 挖预留核心土法、侧壁导坑 法、中洞法、中隔壁法等。
1）环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法常
用于Ⅵ级围岩单线和V-Ⅵ级 围岩双线隧道掘进。
①
③
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②
②
①
③ ②
环形开挖留核心土法示意图
新奥法施工技术
新奥法施工技术
五、新奥法施工
短台阶法可缩短支护闭合时间，改 善初期支护的受力条件，有利于控制围 岩变形。缺点是上部出渣对下部断面施 工干扰较大，不能全部平行作业。
1
1
2
2
L
>(1~1.5)L
短台阶法示意图
新奥法施工技术
五、新奥法施工 3）超短台阶法
新奥法施工技术
1 1
2
2
L
3~5m
超短台阶法示意图
适用于Ⅴ-Ⅵ级围岩，一般为3-5m的台阶长度。 超短台阶法上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰 大，生产效率低，施工速度慢。
新奥法施工技术
新奥法施工技术
五、新奥法施工
1、全断面开挖法
➢ 适用条件 （1）I-Ⅲ级围岩，在用于Ⅲ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到
初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 （2）有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 （3）隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于
1km，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
新奥法施工技术
新奥法施工技术
新奥法施工技术
一、新奥法的优点
（1）经济、快速
若以面积A为100m2，设计衬砌量B和超挖
新奥法施工原理及方法
湿喷
将原材料湿拌均匀后装入喷射机,用液态的速凝剂借压缩空气通过另设的管道喷 出，在喷枪后部与湿料混合。为了减轻操作喷枪的劳动强度和改善工作条件， 已有用于大、中、小断面的各种类型喷射混凝土机械手。
（六）二次数，开挖后及时采用柔性支护，在尽量控 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。
传统矿山法把围岩看做荷载的来源，其围岩 压力全部由支护结构承担，围岩被视作松散 结构，无自承能力。采用大量的钢木支撑， 采用刚度较大的单层衬砌。
原则： 希望初期支护尽快闭合。 围岩不好时，应以条件⑴为主； 围岩较好时，应以条件⑵为主。
4. 施工工序
⑴ 长台阶法 台阶长度L≥5B，B为洞室的宽度。
甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。 特点：进度快，仅次于全断面法。 适用于：Ⅲ～Ⅰ级围岩。
(2) 短台阶法 台阶缩短： （1～1.5）B≤ L＜5B, 特点： ① 支护闭合时间加快，围岩稳定性增加； ② 台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。 适用于：Ⅴ、Ⅳ级围岩
超挖
侧卸式装载机
挖掘机＆自卸车
出渣是隧道作业的基本作业之一。出渣作业能力的强 弱，决定了它在整个作业循环中所占时间的长短（一般 在40％～60％），因此，出渣运输作业能力的强弱在 很大程度上影响施工速度。
在选择出渣方式时，应对隧道或开挖坑道断面的大小、 围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济性 及工期要求等相关因素综合考虑。
台阶法
1. 特点 将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖； 随着台阶长度的调整，它几乎可以用于所有的地层，
因而是在现场使用的主导方法。 2.种类 长台阶法 短台阶法 超短台阶法
3. 选择台阶长度的条件 (1) 初期支护闭合环的时间要求
【隧道方案】“新奥法”隧道施工方案
隧道施工方案1洞身开挖施工1.1洞身开挖根据隧道各里程段的特点及围岩情况，各级围岩段采用相宜的开挖和超前支护方法，短进尺、强支护，确保施工安全。
隧道洞身开挖严格按照“新奥法”原理组织施工。
机械化掘进，机械化装运。
Ⅴ级围岩断层破碎带、浅埋或偏压地段采用单侧壁或双侧壁导坑法施工；Ⅳ级围岩其余地段采用三台阶临时仰拱封闭法施工。
Ⅲ级围岩地段采用短台阶法施工，必要时预留核心土分部开挖。
岩层稳定且完整性较好的Ⅱ级围岩全断面法施工。
开挖采用凿岩台车钻眼，人工装药并连接起爆网络实施光面爆破，爆破施工遵循短进尺、强支护、弱爆破、勤量测的原则。
装载机装碴,大型自卸汽车运输出洞。
洞身开挖施工中严格控制开挖断面，控制超欠挖。
经监理工程师确认不影响衬砌结构的稳定和强度时，岩石个别突出部分（每平米内不大于0.1m）可侵入衬砌不大于50mm。
拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
为保持断面稳定和节约成本，施工中严格控制超挖量，使断面圆顺平整。
1.1.1Ⅱ级围岩全断面法施工Ⅱ级围岩完整、稳定，采用全断面法施工。
全断面法施工工序简单，工作面宽敞，运输、通风、排水方便，管路易于布置，便于进行机械化施工。
全断面开挖断面图。
a 、施工方法采用凿眼台车或作业台车配合人工手持风钻进行钻眼，进尺可以控制在2~4m 。
爆破后机械出碴装运至弃碴场，进行网、锚、喷混凝土初期支护。
一般适合采用全断面施工的围岩，其支护参数多为系统锚杆和网喷混凝土联合支护。
因此全断面施工工序简单：钻眼爆破→出碴→网、锚、喷支护→进入下一循环钻爆。
b 、施工工艺施工工艺见全断面开挖施工工艺流程图ⅢⅡⅠⅡⅢⅠ图2.3-01 全断面法开挖断面图二次衬砌初期支护网喷混凝土系统锚杆全断面开挖施工工艺流程图c、作业要点（1）测量放线在开挖面上进行测量并绘出中线与水平线，水平线可绘在轨平高度上，然后绘出开挖断面轮廓线，在按照钻爆设计准确标出炮眼位置，炮位误差不应大于5cm。
最好采用激光导向和幻灯布眼，以减少测量放线的时间，并提高炮眼位置的精度。
隧道新奥法施工方法流程
隧道新奥法施工方法流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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②开挖作业：按设计要求采用全断面法、台阶法或分部开挖法进行精准爆破或机械开挖，尽量减少对围岩的扰动。
③初期支护：开挖后立即喷射混凝土，安装锚杆、钢筋网等，形成柔性薄壁支护结构，控制围岩早期变形。
④监控量测：在施工过程中持续监测围岩位移、应力等，根据数据调整支护参数和施工方法。
⑤二次衬砌：初期支护稳定后，浇筑混凝土进行永久性衬砌，增强隧道结构的稳定性和耐久性。
⑥防水排水：在二次衬砌中设置防水层，构建排水系统，确保隧道内部干燥。
⑦通风照明：安装通风及照明设施，保障施工安全和运营需要。
⑧附属设施安装：安装通信、信号、消防等系统，铺设轨道或路面（视隧道用途而定）。
⑨环境恢复：施工结束后，进行隧道口及周边环境的恢复工作，包括绿化、道路修复等。
新奥法强调“少扰动、早喷锚、紧封闭、勤测量”的原则，旨在利用和保护围岩自身稳定性，实现安全高效施工。
新奥法隧道工程施工方案
一、工程概况本工程为某城市地下隧道工程，隧道全长1000米，埋深10-20米，隧道断面采用圆形，直径为6.5米。
隧道地质条件为软岩，围岩稳定性较差，地下水丰富。
本工程采用新奥法施工技术，以确保工程质量和安全。
二、施工方案1. 施工准备（1）现场勘察：对隧道地质、水文、地形等条件进行全面勘察，为施工提供依据。
（2）编制施工组织设计：根据勘察结果，编制详细的施工组织设计，明确施工流程、施工顺序、施工方法等。
（3）施工人员培训：对施工人员进行新奥法施工技术、安全操作规程等方面的培训。
（4）设备准备：准备必要的施工设备，如钻机、挖掘机、运输车、喷射混凝土机、锚杆机等。
2. 施工流程（1）隧道开挖：采用台阶法进行隧道开挖，先开挖上台阶，再开挖下台阶。
（2）初期支护：在开挖过程中，及时进行初期支护，包括锚杆、喷射混凝土等。
（3）二次衬砌：初期支护完成后，进行二次衬砌，采用现浇混凝土结构。
（4）防水处理：在隧道结构表面设置防水层，防止地下水渗透。
（5）隧道排水：设置排水系统，将地下水排至隧道外。
3. 施工方法（1）隧道开挖：采用台阶法进行隧道开挖，先开挖上台阶，再开挖下台阶。
上台阶开挖长度控制在2-3米，下台阶开挖长度控制在1-2米。
（2）初期支护：在开挖过程中，及时进行初期支护。
锚杆采用φ25mm、L=2.5m的锚杆，间距为1.0m×1.0m。
喷射混凝土厚度为15cm，强度等级为C25。
（3）二次衬砌：二次衬砌采用现浇混凝土结构，厚度为30cm，强度等级为C30。
（4）防水处理：在隧道结构表面设置防水层，采用防水板和防水砂浆进行防水。
（5）隧道排水：设置排水沟和排水泵，将地下水排至隧道外。
4. 施工监控（1）监控量测：对隧道围岩、支护结构、二次衬砌等关键部位进行监控量测，确保施工质量和安全。
（2）施工进度：制定施工进度计划，合理安排施工任务，确保工程按期完成。
（3）质量控制：严格执行质量标准，对施工过程进行全过程质量控制。
山岭隧道常规施工方法—新奥法基本原理(隧道工程施工课件)
第一节 概述
一、隧道设计施工的两大理论及其发展过程
隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方 法、施工技术和施工管理的总称。
隧道施工过程通常包括：在地层中挖出土石， 形成符合设计轮廓尺寸的坑道；进行必要的初期支 护和砌筑最后的永久衬砌，以控制坑道围岩变形， 保证隧道长期地安全使用。
隧道施工方法可按以下方式分类：
实施方法：设计、施工和监测三位一体的动态模式。
修 改 施 工 方 案
法 和 顺 序
改 变 开 挖 方
确 施 定开 工施 准工 备 方挖
案
必要时须超前支
护修 参正 数支 初 期 支 护
量 测 监 控
否
是否符 合管理 基准？
防 是水
隔 离 层
二 次 支 护
竣 工
护或预先进行地
层改良
新奥法施工程序
隧道施工应遵循的基本精神和原则
✓支护结封闭时间 ✓1次掘进长度
•必须在施工中进行实地量测监控，及时提出可靠 的、足够数量的量测信息，以指导施工和设计；
•在施工过程中，必须建立设计－施工检验－地质 预报－量测反馈－修正设计的一体化的施工管理系 统，以不断的提高和完善隧道施工技术；
•选择支护手段，一般应选择大面积、牢固与围岩 紧密接触、能及时施设和应变能力强的支护手段；
✓多采用喷砼、并与锚杆、金属网联合使用 ✓要与钢支撑或格栅等配合使用 ✓临时仰拱也是重要的、不容忽视的支护手段
•在可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分 部的开挖方法；
•在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合 是极为重要的；
公路隧道新奥法施工技术培训(附简图)
公路隧道新奥法施工技术培训（附简图）2017、11、15一、新奥法得基本概念新奥法就是应用岩体力学理论，以维护与利用围岩得自承能力为基点，采用锚杆与喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩得变形与松弛，使围岩成为支护体系得组成部分，并通过对围岩与支护得量测、监控来指导隧道施工与地下工程设计施工得方法与原则。
新奥法施工方法包括全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）与交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。
二、新奥法施工得要点（一）在隧道得整个支护体系中，围岩就是承载结构得一部分，施工中要合理利用围岩得自承能力，保持围岩得稳定；（二）隧道开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩得扰动或尽可能不破坏围岩得强度。
（三）允许围岩有一定得变形，初期支护应尽量做成柔性得，以便与围岩紧密接触，共同变形与共同承载，充分围岩得自身承载作用。
（四）洞室开挖后及时施作初期支护，封闭围岩表面，抑制围岩体得早期变形，待围岩稳定后，再进行二次衬砌，但遇软弱围岩特别就是洞口段衬砌要紧跟。
（五）隧道得几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构得计算条件，因此,要尽可能使结构做得圆顺(如做成圆形或椭圆形得),不产生突出得拐角,避免产生应力集中现象。
同时,尽早使衬砌结构闭合(封底)，以形成承载环；（六）对隧道周边进行位移收敛量测就是施工过程中必不可少得一个重要环节，从现场量测反馈信息及时修改设计与施工方案。
（七）对外层衬砌周围岩体得渗水，要通过足够得“排堵措施”予以解决，如在两层衬砌之间设置中间防水层等。
三、新奥法施工方法全断面法（一）全断面法得概念及适用条件全断面法全称为“全断面一次开挖法”，即按隧道设计断面轮廓一次开挖成型得方法，如图1所示。
全断面法常适用于Ⅰ～Ⅲ级硬岩得石质隧道，可采用深孔爆破施工。
图1 全断面施工方法1-全断面开挖；2-锚喷支护；3-模筑混凝土（二）全断面法得优缺点优点：较大得作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，工序少，干扰少，便于施工组织与管理，采用深孔爆破时，可加快掘进速度，对围岩得震动次数较少，有利于围岩稳定。
公路隧道新奥法各种施工方法比较
公路隧道新奥法各种施工方法比较新奥法的特征之一是采用现场监控，量测信息指导施工，即通过对隧道施工中量测收据和对开挖面的地质观察等进行预测、预报和反馈。
并根据已建立的量测为基准，对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序、初期支护的参数等进行合理调整，以保证施工安全，坑道围岩稳定、工程质量和支护结构的经济性等。
笔者对承（承德）赤（赤峰）东线茅荆坝隧道采用新奥法基本施工方法作了调查总结，综合出公路隧道采用新奥法施工的种类及选用不同基本施工方法的特点及注意事项。
一、隧道施工方法选择隧道施工方法的选择，主要根据工程地质及水文地质条件、施工条件、围岩类别、隧道埋置深度、隧道断面尺寸大小和长度衬砌类型，应以施工安全为前提及以工程质量为核心，并结合隧道的使用功能，施工技术水平、施工机械装备、工期要求和经济可行性等因素综合考虑研究选用。
当选择施工方法因隧道施工对周围环境产生不利影响时，也应把隧道工程的环境条件作为选择施工方法的因素之一，同时应考虑围岩变化时施工方法的适用性及其变更的可能性，以免造成隧道工程失误和增加不必要的工程投资。
采用新奥法施工时，还应考虑施工全过程中的辅助作业方式和对围岩变化的量测监控方法，以及隧道穿越特殊地质地段时的施工手段等进行合理的选择。
二、新奥法隧道施工方法方案隧道新奥法施工常用方法大致分为全断面法、台阶法和分部开挖法三大类及若干变化方案。
（一）全断面法。
即全断面开挖法，是指按设计开挖面一次开挖成型。
其开挖顺序是全断面开挖，锚喷支护，灌筑砼衬砌。
常选用于Ⅳ－Ⅵ类硬岩的石质隧道，该法可以采用深孔爆破。
全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，且工序少、干扰少，便于施工组织和管理。
缺点是由于开挖面积较大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，因此就要求施工单位应具有较强的开挖、出渣与运输及支护能力，茅荆坝Ⅵ：V类围岩中采用了全断面开挖，达到了预期效果。
全断面施工开挖工作面大，钻爆施工效率较高，采用深眼爆破可加快掘进速度，且爆破对围岩的振动次数较少，有利于转帐岩稳定。
新奥法施工在隧道中的应用与分析
新奥法施工在隧道中的应用与分析一、新奥法施工技术的概述新奥法（New Austrian）法施工技术是一种起源于奥地利的地下工程施工技术，它在地下工程施工中广泛应用，尤其是在隧道施工中。
新奥法施工技术最大的特点就是以变形为基础进行施工，通过不断地观测和调整来保证地下工程的稳定和安全。
新奥法施工技术主要包括以下几个方面的内容：1. 系统观测：通过安装监测设备，对工程施工过程中的地表和地下物理变化进行实时监测，以便及时发现问题并进行调整。
2. 变形控制：以地质条件为基础，根据地质变形特点进行变形控制，保证工程的安全和稳定。
3. 应变控制：对地下工程的应变量进行监测，掌握地下工程变形情况，从而采取相应的措施来控制应变的发展。
4. 钻孔爆破：在隧道施工中，采用钻孔爆破技术，通过爆破来实现对隧道的开挖和构造。
新奥法施工技术的应用，可以大大提高工程施工的效率，降低施工风险，保障施工安全。
二、新奥法施工在隧道中的应用隧道工程作为地下工程中的一种重要形式，其施工难度和风险较大。
传统的隧道施工，往往需要大量的人力物力，而且施工周期长，安全隐患较大。
越来越多的施工单位开始尝试采用新奥法施工技术来进行隧道施工。
1. 地质勘察：在隧道施工之前，首先要进行地质勘察，了解隧道所处地质情况，包括岩性、地层构造、构造面形态等，为后续的施工提供科学依据和技术支撑。
2. 地层开挖：使用新奥法施工技术，可以采用钻孔爆破的方式来进行隧道地层开挖，相比于传统的人力开挖，可以大大提高开挖效率。
3. 地下支护：在隧道开挖的利用新奥法施工技术进行地下支护，通过控制变形和应变，对隧道进行支护，确保隧道结构的稳定和安全。
5. 施工进度控制：通过新奥法施工技术，可以及时掌握施工进度，及时发现问题并进行调整，保证施工的顺利进行。
通过上述几个方面的应用，新奥法施工技术在隧道施工中发挥着重要作用，为隧道施工提供了新的技术手段和方法。
1. 优势（1）提高施工效率：新奥法施工技术可以通过变形控制和施工监测，提高隧道施工的效率，缩短施工周期。
6.1隧道施工方法——新奥法
王丽琴主讲
1. 长台阶法
台阶长度L≥5B，B为洞室的宽度。 甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。
特点：进度快，仅次于全断面法。
适用于：Ⅲ～Ⅰ级围岩。
1 2
1 2 ≥5B
B
王丽琴主讲
2. 短台阶法 台阶缩短： （1～1.5）B≤L＜5B 特点：
① 支护闭合时间加快，围岩稳定性增加；
② 台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。 适用于：Ⅴ、Ⅳ级围岩
王丽琴主讲
第六章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 概
隧道施工方法
述
新奥法 超欠挖与塌方 隧道施工量测与信息反馈 其他施工方法 隧道施工过程中的地下水控制
第七节
第八节
隧道施工过程中的通风与防尘
隧道施工预支护措施
王丽琴主讲
第一节
概
述
一、隧道工程施工的特点
1. 隐蔽性大
2. 作业的循环性强
3. 作业空间有限 4. 作业的综合性 5. 施工是动态的 6. 作业环境恶劣
7. 作业的风险性大
8. 气候影响小
王丽琴主讲
二、隧道施工方法及其选择
矿山法因最早应用于矿石开采而得名，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。 有时候为了强调新奥法与传统矿山法的区别，而将新奥法从矿 山法中分出另立系统。
新奥法的三大要素 控制爆破 喷锚支护 监控量测
新奥法的三项作业
开挖 初次一、隧道施工应遵循的基本原则（新奥法的原则）
(1) 因 为 围 岩 是 隧 道 的 主 要 承 载 单 元 ， 所 以 要 在 施 工 中 充 分 保护和爱护围岩 (2) 为充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形 (3) 变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达 到的 (4) 在施工中，必须进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够 数量的量测信息，以指导施工和设计
隧道工程新奥法施工方法(6种)详解
隧道施工6种方法——隧道开挖及出碴运输作者：北雪编辑来源: 中国铁路网更新时间：2009-10-19(一) 全断面法1 施工工艺全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施作做衬砌的施工方法。
其施工流程可参照图1。
图1 全断面法开挖施工流程图2 施工要点（１）施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备，以尽量缩短循环时间，各道工序应尽可能平行交叉作业，提高施工进度；（２）使用钻孔台车宜采用深孔钻爆，以提高开挖进尺；（３）初期支护应严格按照设计及时施做。
（４）为控制超欠挖，提高爆破效果，有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。
（二）台阶法1 施工工艺台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进的施工方法。
其施工流程可参照图2、3。
图2 台阶法开挖断面示意图图3 台阶法开挖施工流程图2 施工要点：（１）根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般应不超过1倍洞径，以确保开挖、支护质量及施工安全；（２）台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。
（３）上台阶施作钢架时，应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形；（４）下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。
当岩体不稳定时，应采用缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。
（５）施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。
（６）上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。
（三）环形开挖预留核心土法1 施工工艺：环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先，其次开挖下半部两侧，再开挖中部核心土的方法，其施工流程可参照图4、5。
2 施工要点：（１）环形开挖每循环长度宜为0.5～1m；（２）开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑，每两榀钢架之间应采用钢筋连接，并应加锁脚锚杆，全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m；（３）预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求；（４）当地质条件差，围岩自稳时间较短时，开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护；（５）上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开3～5m进行平行作业。
隧道施工新奥法、盾构法、TBM、浅埋暗挖法施工方法(121页)
工作示意图
竖井施工
竖井施工
盾构机安装
安装就位
推进
沙土搬运和管片运输
沙土搬运
衬砌
衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等 材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利 渠道中。衬砌简单说来就是内衬，常见的就是用砌块衬砌，可以是预 应力高压灌浆素混凝土衬砌。
探导坑。 美国罗宾斯(Robbins)公司1952年研制出第一台软岩TBM，1956年又成功研制
中硬岩TBM。
2020/5/12
53
TBM法的概述与应用
土压平衡盾构机结构图
刀盘
盾尾
施工
1.在盾构法隧道的起始端和终结端各建一个竖井，城市地铁一般利用 车站的端头作为始发或到达的竖井； 2.盾构在始发竖井内安装就位； 3.依靠盾构千斤顶推力（作用在竖井后壁或新拼装好的衬砌上）将盾 构从始发工作井的墙壁开孔处推出； 4.盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土（泥）和 安装衬砌管片； 5.及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置； 6.盾构进入到达竖井并被拆除，如施工需要，也可穿越竖井再向前推 进。
管片
管片运输
管片运输
管片运输
管片拼装
管片拼装
盾构到达竖井
TBM
TBM发展历史简介
隧道掘进机(Tunnel Boring Machine )是一种用机械破碎岩石、出碴与支护 实行连续作业的综合设备，它是由盾构技术发展而来的。
1818年英国布鲁诺(Brunel)受蛀虫钻孔启示，最早提出盾构雏形与施工方法。 1846年意大利人Maus发明隧道掘进机(盾构)。 1851年美国人查理士·威尔逊研制出TBM试用于花岗岩掘进未获成功。 1881年波蒙特开发出压缩空气式TBM，成功用于英吉利海峡隧道直径2.1m的勘
隧道新奥法施工方案
三、隧道新奥法施工方案新奥法施工是把岩体视为连续介质，根据岩体具有的粘性、弹性、塑性的物理性质，并利用了洞室开挖后围岩应力重新分布而产生的变形到松动破坏有一个时间效应的动态特性，适时地采用薄壁柔性支护结构（以锚喷为主）与围岩紧密贴合共同起作用，从而利用天然围岩的自身承载能力，以达到洞室围岩稳定的目的，光面爆破、锚杆支护、喷射混凝土和现场量测，是隧道新奥法施工的“四大支柱”。
1新奥法施工步骤图2 新奥法施工概论新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。
新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。
减少对围岩的震动，以保全其整体性。
同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。
新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。
Ⅱ等级的围岩在设计与施工中采用施工准备→拟订施工方案→洞口路堑土石开挖→洞口防排水设施→洞身开挖→二次衬砌防水隔离层的施工步骤，尽量采取大断面开挖,尽量减少对围岩的破坏程度，还必须采取其他补充措施,如超前灌浆,冻结、疏导涌水等，才能使新奥法取得成功。
3 在Ⅱ级围岩在设计施工中应采取的工艺在Ⅰ,Ⅱ级围岩在设计施工中应采取全断面开挖法，它是按巷（隧）道设计开挖断面，一次开挖到位的施工方法。
其开挖方式主要有三种：即新奥地利全断面开挖法、护板全断面开挖法和掘进机护板全断面开挖法。
全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺，适用于铁路客运专线隧道的Ⅱ级围岩地段，全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。
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隧道新奥法施工方案1.概述为了确保隧道新奥法施工的质量并符合环保及职业健康安全等要求，编制本方案2.适用范围适用于承建采用“新奥法”施工的隧道工程。
3.参照文件1)|2)《施工承包合同书》3)**高速公路**合同段《隧道施工图设计文件》4)《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）5)《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）6)《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)7)《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98)8)《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)9)《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国安全生产法》《总体施工组织设计》4.%5.职责和权限5.1.现场主管技术人员负责施工作业的技术、环保和职业健康安全交底以及现场管理工作。
5.2.质量工程师负责该项目的质量管理工作。
5.3.安全员负责该项目的环境保护及职业健康安全监督管理工作。
5.4.现场作业人员认真负责该项目的施工作业，遵守操作规程，对不符合质量、环保及危及生命安全的违章安排有权拒绝作业。
6.围岩分类及主要施工方法6.1.围岩分类根据围岩主要工程地质条件和岩石质量指标、岩体弹性波纵波速度及岩体完整性系数可将围岩分为I、II、III、IV、V和VI共六种类别，各类围岩类别的主要工程地质特征和各项指标分别见表1、表2。
"表1围岩类别测试参数指标VI V VI III II (I)RQD（%）＞9585~9575~8550~7525~50＜25！VP（km/s）＞~~~~＜I~~~~~＜表2类别围岩主要工程地质条件主要工程地质条件结构特征和完整状态VI 硬质岩石（Rb>60Mpa）,受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹层）；，层间结合良好。
呈巨块状整体结构V 硬质岩石（Rb>30Mpa），受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面（或夹层）和贯通微张节理，但其产状及组合关系不致产生滑动；层状岩层为中层或厚层，层间结合一般，很少有分离现象，或为硬质岩石偶夹软质岩石【呈大块状砌体结构软质岩石（Rb≈30Mpa）受地质影响较微，节理不发育；层状岩层为厚层，层间结合良好。
呈巨块状整体结构IV 硬质岩石（Rb>30Mpa），受地质构造影响较重，节理发育，有层状软弱面（或夹层），但其产状及组合关系尚不致产生滑动；层状岩层为薄层或中层，层间结合差，多有分离现象，或为硬、软质岩石互层。
呈块（石）碎（石）状镶嵌结构`软质岩石（Rb=5以上~30Mpa），受地质构造影响较重，节理较发育；层状岩层为薄层、中层或厚层，层间结合一般。
呈大块状砌体结构III 硬质岩石（Rb>30Mpa），受地质构造影响很严重，节理很发育，层状软弱面（或夹层）已基本破坏呈碎石状压碎结构软质岩石（Rb=5以上~30Mpa），受地质构造影响严重，节理发育呈块（石）碎（石）状压碎结构略具压密或成岩作用的粘性土及砂性土一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土黄土（Q1、Q2）块状压密结构呈巨块状整体结构呈巨状块整体结构II .石质围岩位于挤压强烈的断裂带内，裂隙杂乱，呈石夹土或土夹石状呈角（砾）碎（石）状松散结构一般第四系的半干硬~硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土，圆砾、角砾土及黄土（Q3、Q4）非粘性土呈松散结构，粘性土及黄土呈松软结构I石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角砾、砂、泥松软体呈松软结构软塑性粘性土及潮湿的粉细砂等粘性土呈易蠕动的松软结构砂性土呈潮湿松散结构6.2.主要施工方法6.2.1.全断面法适用于I~III类围岩洞身开挖(当开挖断面最大跨度大于13m时不宜采用)。
6.2.2.%6.2.3.台阶法适用于IV~V类围岩或节理发育的围岩和当IV~V围岩开挖断面最大跨度大于13m时。
6.2.4.台阶分部法适用于一般土质围岩地段且掌子面自稳能力较差时。
6.2.5.单侧壁导坑法适用于围岩较差、跨度大、埋层浅、地表沉降需要控制的地段和小净距隧道。
中壁墙的拆除必须在初期支护封闭成环和围岩稳定后进行。
6.2.6.双侧壁导坑法适用于浅埋大跨度隧道及地表下沉量要求严格而围岩条件很差地段。
7.、8.实施步骤8.1.隧道洞身开挖8.1.1.地质观察在洞身开挖前由专业地质工程师对掌子面的围岩进行观察，掌子面围岩观察主要有以下项目：A、掌子面围岩的岩性。
B、掌子面围岩的裂隙发育情况。
C、掌子面围岩结构面产状。
根据掌子面围岩情况确定洞身围岩类别，公路隧道将洞身围岩划分为I、II、III、IV、V和VI共六种类别。
8.1.2..8.1.3.确定开挖方法根据隧道洞身围岩情况、洞身埋深和洞身上部地形情况确定洞身开挖方法。
开挖方法主要有全断面法、台阶法、分部台阶法、单侧壁导坑法和双侧壁导坑法。
开挖方法应考虑围岩条件，并与支护、衬砌施工相协调。
结合本合同段的围岩级别主要是以IV、V 级围岩为主，对IV级围岩采取上下台阶法进行开挖，台阶长度保持在20～50m；上台阶开挖高度以起拱线至拱顶为宜，开挖宽度以上台阶直径大小为宜，一次进尺保持在1～2m 以内，实际开挖施工按两榀拱架间距开挖控制。
对V级围岩采取预留核心土台阶法进行开挖，台阶长度保持在5～20m，开挖一次进尺保持在～1m以内，实际开挖施工按一榀拱架间距开挖控制。
下台阶首先开挖边墙，为了确保下台阶开挖时，上台阶拱架不至于因悬空而下沉，上台阶拱架两边采用锁脚锚杆锁死，边墙采取跳槽开挖方式，左右侧错开，V级围岩一次开挖进尺不宜大于2m，实际施工中按两榀拱架间距控制。
IV级围岩一次开挖进尺不宜大于4m，实际施工中按四榀拱架间距控制。
在边墙封闭后，再进行下台阶中槽开挖，在中槽开挖后及时进行仰拱及仰拱回填施工。
8.1.4.各种开挖方法的开挖、支护顺序A、台阶法开挖、支护顺序见图1。
图台阶法施工顺序图、I上台阶开挖；2、II拱部初期支护；3、III下台阶中槽开挖；4、IV边墙开挖；5、V边墙初期支护；6、VI洞身二次衬砌。
台阶法洞身开挖循环进尺IV级围岩～为宜；上、下台阶间距：IV级围岩洞口地段宜采用短台阶（上、下台阶间距取5~20m），以确保初期支护及时封闭成环；洞身一般地段采用长台阶法（上、下台阶间距取50m以上），以避免上、下台阶施工作业的相互干扰。
B、台阶分部法开挖、支护顺序见图2。
台阶分部法适用于V级围岩洞口段、浅埋段及掌子面稳定性较差地段。
:图-27-3台阶分部法施工顺序图、I上弧形导坑开挖；2、II拱部初期支护；3、III核心土开挖；4、IV下台阶中槽开挖；5、V边墙开挖；6、VI边墙初期支护；7、VII仰拱初期支护；8、IIX仰拱衬砌；9、IX洞身二次衬砌。
台阶分部法洞身开挖循环进尺V级围岩～；上、下台阶间距：V级围岩洞口地段宜采用短台阶（上、下台阶间距取5~20m），以确保初期支护及时封闭成环；洞身一般地段采用长台阶法（上、下台阶间距取50m以上），以避免上、下台阶施工作业的相互干扰。
8.1.5.施工测量A、控制测量进洞前应对两洞口的精密三角网或精密导线网进行复测，其闭合差应满足《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）的规定。
并在施工过程中定期进行校核。
[洞内导线根据洞口投点向洞内作引伸测量，洞口投点纳入控制网内，后视方向的长度不宜小于300m。
洞内导线尽量沿隧道中线布置，直线段导线边长不宜小350m，曲线段导线边长应根据不同半径的平曲线最大通视长度确定。
无闭合条件的单导线，应进行二组独立观测相互校核。
对双洞同时施工的隧道，导线可通过横向通道进行闭合。
B、洞身开挖施工放样根据隧道支护类型进行洞身开挖施工放样，洞身开挖可采用全站仪、激光投影仪或断面测定仪进行。
洞身开挖施工放样应注意以下问题：①洞身开挖尺寸应与支护类型相适应。
②洞身开挖尺寸应考虑洞身收敛预留沉降量，预留沉降量根据隧道监控量测反馈结果进行调整。
以避免造成洞身开挖欠挖或超挖。
8.1.6.开挖方式采用新奥法施工的隧道工程洞身开挖方式主要有人工配合机械开挖和钻爆开挖。
人工配合机械开挖适用于土层和全风化岩层地段，钻爆法适用于强风化、中风化和微风化岩层地段。
A、；B、人工配合机械开挖土层地段、全风化岩层地段洞身开挖宜采用人工配合风镐进行，手推小斗车或小型挖掘机出土。
当围岩（土层）干燥时，应在开挖面喷水或安设吸尘装置，防止粉尘扩散。
土层地段洞身开挖应注意以下问题：①洞身开挖前应采用拱架、注浆小导管等辅助措施对洞身进行超前支护。
②对隧道洞身围岩结构十分松散地段宜采用仰角为45°的超前注浆小导管加固洞身周围围岩。
③土层地段洞身支护宜采用钢性支护结构。
④孤石应采用微震控制爆破分解，以减少对周围围岩的扰动。
⑤掘进循环进尺宜按拱架间距的倍控制。
C、钻爆开挖,钻爆开挖主要有光面爆破和预裂爆破，硬岩宜采用光面爆破，软岩宜采用预裂爆破，钻爆开挖施工程序：钻爆设计→施工放样（包括炮孔放样）→钻孔→装药→起爆→光爆效果检测。
钻爆作业必须遵守下列规定：①钻孔（打眼）时应采取湿式凿岩。
②应使用毫秒雷管和安全炸药，并采取电力起爆。
③爆破电闸应安装在新鲜风流中，并与开挖面保持200m左右距离。
④应采用连续装药方式，雷管安放在最外一节炸药中，不得使用裸露药包。
a、钻爆设计钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出碴能力等因素综合考虑。
》钻爆设计的内容应包括：炮眼的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序。
钻爆设计图应包括：炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。
表3 光面爆破诸参数表参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度?R b（MPa）装药不偶合系数D周边眼间距E（cm）周边眼最小抵抗线V（cm）相对距】E/V周边眼装药集中度q（kg/m）硬岩>60~40~5560~70<~~中硬岩30~60~35~4555~65~【~表4 预裂爆破诸参数表参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度R b（MPa）？装药不偶合系数D周边眼间距E（cm）周边眼至内圈崩落眼间距V（cm）周边眼装药集中度：q（kg/m）中硬岩30~60~40~4540~软岩@≤30~30~4030~注：表3、4的数据是根据以往施工经验的得出的数据。
每循环爆破总装药量可按下式计算：Q=KLS?K取~m3，L为循环进尺（m），S为开挖断面面积（m2）。
b、钻眼作业隧道工程中常用的凿岩机有风动凿岩机、液压凿岩机、电动凿岩机和内燃凿岩机四种类型。
施工时可根据开挖断面的大小、围岩情况、施工进度要求等因素选择钻眼机具。
钻眼必须按照钻爆设计的炮孔布置进行，钻眼前定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓线，标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。