新奥法的应用与发展全解

一.新奥法简介
3. 新奥法的基本要点
二次衬砌是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑， 围岩与支护结构形成一个整体，提高支护结构的安全度； 尽量使断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处的应力集中； 通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工 程序，进行设计变更和日常的施工管理；
应用岩体动态性质的完整力学概念，科学性很强；不 能单纯看成一种施工方法或支护方法；不能将仅用锚喷或 应用新奥法部分原理就认为是新奥法施工。锚喷支护不完 全等价于新奥法。
二.新奥法锚喷支护技术
二.新奥法锚喷支护技术
1. 锚喷支护的概念
锚喷支护（Shotcrete and Bolting）是喷射混凝土支 护与锚杆支护的简称。
采用喷射混凝土、钢筋网喷射混凝土、锚杆喷射混凝 土或锚杆钢筋网喷射混凝土等在毛洞开挖后及时地对地层 进行加固的结构。
一种“设计、施工、监测相结合”的科学作业方法。
现代隧道施工技术—— 新奥法（NATM）应用与发展
主要内容
一. 新奥法简介
二. 新奥法锚喷支护技术 三. 新奥法施工量测技术
四. 新奥法应用中的几个问题
一. 新奥法简介
一.新奥法简介
1. 新奥法的基本概念 全 称：新奥地利隧道施工法
英文名称：New Austrian Tunneling Method（NATM） 创 始 人：奥地利学者L.V.Rabcewicz
二次衬砌 根据需要作防水层
结
束
一.新奥法简介
5. 新奥法的应用范围 铁路隧道、公路隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂 房、水电站输水隧洞、矿山巷道等。
跨
埋
度：可宽达30m以上；
深：几米的浅埋结构～几千米的深埋结构；
地面状况：山岭隧道/隧洞～城市地下结构；
地质条件：硬岩、软岩、膨胀地层、湿陷性土层、软 弱砂土地层、偏压地带、高地应力区等；
一.新奥法简介
6. 新奥法的优点
老方法
新奥法 100 7 3
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
10
一.新奥法简介
7. 新奥法的缺点
① 实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人 员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业 质量都与每一个人的仔细操作有关。 ② 开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地 质人员要亲临现场，以便发现问题； ③ 用于控制的施工量测，往往给施工带来不便； ④ 干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加 强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但 在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。
喷射混凝土、锚杆和现场监控量测被认为是新奥法的 三大支柱。
二.新奥法锚喷支护技术
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一.新奥法简介
3. 新奥法的基本要点
传统工法：应用厚壁混凝土结构支护松动围岩理论 新 奥 法：连续介质理论（粘弹、塑性理论） 根据开挖后，从围岩发生变形到岩体破坏的时间效应，适时 构筑柔性、薄壁且能与围岩紧贴的喷射混凝土和锚杆的支护结构
来保护围岩的天然承载力，转变围岩本身为支护结构的重要组成
部分，使围岩和支护结构共同形成坚固的支承环，共同形成长期 稳定的支护结构。
一.新奥法简介
4. 新奥法的设计程序
研究定测资料 掌握围岩的各种性状和环境条件 施工前的预设计 ●断面形状及几何尺寸的确定 ●衬砌类型及参数的选择 ●预留变形量 ●选择施工方法与施工工序 ●现场监控量测变形 ●必要时作辅助施工设计 ●防排水设计
开
挖 施工地质调查、现场监控量测
初期支护
稳定性判据
围岩～支护体系是否 稳定？支护是否合理？
一.新奥法简介
5. 新奥法的应用范围
目前已成功应用新奥法施工的著名地下结构有：
下坑、西坪、大瑶山、军都山等铁路隧道；
中梁山、缙云山、华蓥山、二郎山、西山坪等公路隧道； 以及大多数地铁隧道的联络通道等
一.新奥法简介
6. 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。 （2）安全、适应性强
一.新奥法简介
5. 新奥法的应用范围
① 具有较长自稳时间的中等岩体； ② 弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩； ③ 强风化的岩石； ④ 刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩； ⑤ 坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土； ⑥ 微裂隙的，但很少粘土的岩体； ⑦ 在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；
在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方 法相配合 ①有强烈地压显现的岩体； ②膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配 合）； ③在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合； ④在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等 配合； 在下列场合中应用应慎重： ①大量涌水的岩体； ②由于涌水会产生流砂现象的 围岩； ③极为破碎，锚杆钻孔、安装 都极为困难的岩体； ④开挖面完全不能自稳的岩体 等。
从岩体力学的观点出发，采用喷锚支护、施工测试 等手段并与岩体力学的理论构成的一个体系而形成的一种 新的施工方法。
一.新奥法简介
2. 新奥法的基本思想
应用岩体力学原理，以维护和利用围岩的自稳能力为基点
将锚杆和喷射砼集合在一起作为支护的主要手段（锚喷支护） 及时进行支护，以便控制围岩的变形与松弛，使围岩成为支 护的组成部分，形成以锚杆、喷射砼和围岩为三位一体的承 载结构，共同支承山体压力 对围岩和支护进行现场监测，及时反馈围岩～支护复合体的 力学动态及其变化状况，为二次支护提供合理的架设时机， 从而指导设计与施工
一.新奥法简介
3. 新奥法的基本要点
开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破，并尽量采用大断面或 较大断面开挖以减少对围岩的扰动； 开挖后，尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身的支 护作用； 根据围岩特征/类别采用不同的支护类型及参数，及时施作密 贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护，以控制围岩的 变形和松弛； 在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效发挥支护体 系的作用，保证开挖稳定；