隧道施工方法——新奥法PPT课件
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隧道开挖工法技术ppt课件
⑤钢拱架必须落在实处，严禁悬空或落在虚 碴上。
⑥ 适用范围：铁路单线、双线隧道Ⅲ～Ⅳ级 围岩地段，Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的 预加固措施后亦可采用台阶法施工。
（3）三台阶法
①三台阶法是将隧道分成三部分开挖，
施工时先开挖上台阶，待开挖到一定长度后
再同时开挖中台阶及下台阶，形成上、中、
下三台阶同时并进的施工方法。
②上台阶施作钢拱架时，采用扩大拱脚和锁 脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初期支 护变形，必要时施作临时横撑。
③下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度 70%以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短 进尺，分左、右两部错开开挖。初期支护 要紧跟下台阶及时封闭。
④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。
4）施工特点：开挖断面与作业空间大，干 扰小；有条件充分使用机械，减少人力； 工序少、便于施工组织与施工管理，改善 劳动条件；开挖一次成形，对围岩扰动少， 有利于围岩稳定。
5）适用范围：Ⅲ级围岩单线隧道、Ⅲ级围 岩双线隧道采取了有效的预加固措施后， 亦可采用全断面开挖施工工艺。我标段平 导Ⅲ级围岩采用全断面开挖施工。
1)全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺， 采用风动凿岩机钻孔，光面爆破。然后根 据围岩情况，初喷临时支护。初期支护则 根据围岩实际情况采用紧跟开挖或滞后一 定距离与开挖面平行作业。
2）开挖过程中，根据开挖揭露围岩情况， 及时调整钻爆参数及施工进尺。根据围岩 破碎情况调整施工程序，保证安全。
3）施工工序：全断面开挖-初期支护-隧道 底部开挖-浇筑仰拱-拱墙二次衬砌
级围岩不得大于70m。
下台阶
上台阶
三台阶法施工工序：
1）施工完超前支护后，弱 爆破开挖①部→施作① 部周边初期支护（初喷 混凝土，铺设钢筋网， 架设钢架，钻设径向锚 杆，复喷至设计厚度）。
⑥ 适用范围：铁路单线、双线隧道Ⅲ～Ⅳ级 围岩地段，Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的 预加固措施后亦可采用台阶法施工。
（3）三台阶法
①三台阶法是将隧道分成三部分开挖，
施工时先开挖上台阶，待开挖到一定长度后
再同时开挖中台阶及下台阶，形成上、中、
下三台阶同时并进的施工方法。
②上台阶施作钢拱架时，采用扩大拱脚和锁 脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初期支 护变形，必要时施作临时横撑。
③下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度 70%以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短 进尺，分左、右两部错开开挖。初期支护 要紧跟下台阶及时封闭。
④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。
4）施工特点：开挖断面与作业空间大，干 扰小；有条件充分使用机械，减少人力； 工序少、便于施工组织与施工管理，改善 劳动条件；开挖一次成形，对围岩扰动少， 有利于围岩稳定。
5）适用范围：Ⅲ级围岩单线隧道、Ⅲ级围 岩双线隧道采取了有效的预加固措施后， 亦可采用全断面开挖施工工艺。我标段平 导Ⅲ级围岩采用全断面开挖施工。
1)全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺， 采用风动凿岩机钻孔，光面爆破。然后根 据围岩情况，初喷临时支护。初期支护则 根据围岩实际情况采用紧跟开挖或滞后一 定距离与开挖面平行作业。
2）开挖过程中，根据开挖揭露围岩情况， 及时调整钻爆参数及施工进尺。根据围岩 破碎情况调整施工程序，保证安全。
3）施工工序：全断面开挖-初期支护-隧道 底部开挖-浇筑仰拱-拱墙二次衬砌
级围岩不得大于70m。
下台阶
上台阶
三台阶法施工工序：
1）施工完超前支护后，弱 爆破开挖①部→施作① 部周边初期支护（初喷 混凝土，铺设钢筋网， 架设钢架，钻设径向锚 杆，复喷至设计厚度）。
隧道施工方法ppt课件
长沙隧道（双. 线，长714m）
4、20世纪80年代 （1）普遍采用新奥法施工； （2）开挖方法普遍采用全断面、半断面法； （3）采用光面深孔爆破、预裂爆破、弱爆破技术减少对围
岩的扰动； （4）喷锚支护技术大发展； （5）编制铁路隧道新奥法指南； （6）应用监控量测进行信息化设计和施工； （7）进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、装运碴机械、
.
.
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
.
.
分部开挖法
分部开挖法是开挖软弱岩层或土层隧道的一种施工方法， 主要适用于隧道断面较大或围岩稳定性较差的条件下。它 将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖。
“导坑超前开挖法”
先行开挖形成的坑道称为“导坑” 导坑的作用主要是超前探察前方岩体的工程地质条件。
开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护，继而提供
必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。矿
山法又因其采用“钻眼爆破”方式破岩，故隧道工程中也称
之为“钻爆法”。
“传统矿山法”
“新奥法”
.
6.2 新奥法
一、新奥法（NATM）概述
1963年，由奥地利学者L腊布兹维奇教授命名为“新奥地 利隧道施工法（New Austria Tunneling Method）”， 简称“新奥法（NTAM）”正式出台，它是以控制爆破或 机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要 支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。 同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。
Ⅴ
Ⅴ 2
4
4
3
2
4
3
6
漏斗 6
4、20世纪80年代 （1）普遍采用新奥法施工； （2）开挖方法普遍采用全断面、半断面法； （3）采用光面深孔爆破、预裂爆破、弱爆破技术减少对围
岩的扰动； （4）喷锚支护技术大发展； （5）编制铁路隧道新奥法指南； （6）应用监控量测进行信息化设计和施工； （7）进入大型机械配套时期，引入凿岩台车、装运碴机械、
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台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
台阶法上断面. 开挖
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分部开挖法
分部开挖法是开挖软弱岩层或土层隧道的一种施工方法， 主要适用于隧道断面较大或围岩稳定性较差的条件下。它 将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖。
“导坑超前开挖法”
先行开挖形成的坑道称为“导坑” 导坑的作用主要是超前探察前方岩体的工程地质条件。
开挖成形后即对暴露围岩加以适当的支撑或支护，继而提供
必要的永久性人工结构以保持隧道长期稳定的施工方法。矿
山法又因其采用“钻眼爆破”方式破岩，故隧道工程中也称
之为“钻爆法”。
“传统矿山法”
“新奥法”
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6.2 新奥法
一、新奥法（NATM）概述
1963年，由奥地利学者L腊布兹维奇教授命名为“新奥地 利隧道施工法（New Austria Tunneling Method）”， 简称“新奥法（NTAM）”正式出台，它是以控制爆破或 机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要 支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。 同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。
Ⅴ
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漏斗 6
隧道施工方法分类及适用条件学习ppt课件
(2) 施工作业顺序
▪ 用人工或单臂进机开挖环形拱部。或根据断面的大小，环 形拱部又可分成几块交替开挖
▪ 安设拱部锚杆、钢筋网或钢支撑、喷混凝土
▪ 在拱部初次支护保护下，用挖掘机或单臂掘进机开挖核心 土和下台阶，随时接长钢支撑和喷混凝土、封底
▪ 根据初次支护变形情况或施工安排建造内层衬砌
(3) 优缺点及适用条件
3 . 超短台阶法
台阶仅超前3～5m，只能采用交替作业。
(1) 超短台阶法施工作业顺序
▪ 用一台停在台阶下的长臂挖掘机或单臂掘进机开挖上半 断面至一个进尺
▪ 安设拱部锚杆、钢筋网或钢支撑，喷拱部混凝土
▪ 用同一台机械开挖下半断面至一个进尺。安设边墙锚杆、 钢筋网或接长钢支撑，喷边墙混凝土(必要时加喷拱部混 凝土)
❖ 3、明挖法（CCM——Cut And Cover Method） ❖ 4、盖挖法 ❖ 5、盾构法（SDM——Shield Driven Method） ❖ 6、掘进机法（TBM——Tunnel Boring Machine） ❖ 7、沉埋法 （沉管法ITTM——Immersed Tube Tunnelling Method）
图5-3 台阶法施工形式
1. 长台阶法
上、下断面相距较远，一般上台阶超前50m以上或大 于5倍洞跨。施工时上下部可配属同类机械进行平行作业， 当机械不足时也可用一套机械设备交替作业，即在上半 断面开挖一个进尺，然后再在下断面开挖一个进尺。当 隧道长度较短时，亦可先将上半断面全部挖通后，再进 行下半断面施，即为半断面法。
二、施工方法及其适用条件
地层 条件
施工 方法
山岭 隧道
矿山法
新奥法 明挖法 盖挖 盾构法 掘进
（钻爆法）（锚喷构筑法）
隧道新奥法施工技术课件
5、对隧道周边进行位移收敛量测是施工过程中必不可少的一个重要环节，从 现场量测反馈信息及时修改设计和施工方案。同时应及时进行超前地质预 报，及时了解前方围岩情况，对地质变化做出预警。
6、对外层衬砌周围岩体的渗水，要通过“防、排、截、堵”予以解决，如在两 层衬砌之间设置中间防水层、加密环向盲管、掌子面封闭采用双液注浆等。
（二）新奥法基本概念
以控制爆破（光面支护手段
通过监测控制围岩变形，动态修正设计参数和变动 施工方法。
核心内容：充分发挥围岩的自承能力
（三）新奥法施工核心理念
管超前
严注浆
短进尺
弱爆破
勤量测
快封闭
预沉降 强支护 紧二衬
（四）对新奥法理解
锚喷支护是为了达到保护围岩强度、控制围岩变形 实现发挥围岩自承能力的目的。
可进行深孔爆破爆，爆破次数少，减少扰动
开挖面大，稳定性降低 单循环工作量大，对施工能力要求高 震动大，钻爆设计和控制爆破作业要求较高
六、新奥法的施工要点
1、在隧道的整个支护体系中，围岩是承载结构的一部分，施工中要合理 利用围岩的自承能力，保持围岩的稳定。
2、开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度。
主要工序
上台阶开挖（预留核心土）
上台阶初期支护
仰拱灌注回填 二衬施工
边墙及仰拱初期支护
核心土开挖 开挖下台阶
环形开挖留核心土法 的特点
台阶相当于短台阶法的台阶长度，减 少了上下台阶的施工干扰，施工速度
可加快。
较侧壁导坑法的机械化程度高。
保留核心土，有助于掌子面的稳定。
稳定性优于超短台阶法
适用于土质、易坍塌软弱围岩
当遇到软弱围岩时需慎重考 虑，必要时应采用辅助施工 措施稳定开挖工作面，以保
6、对外层衬砌周围岩体的渗水，要通过“防、排、截、堵”予以解决，如在两 层衬砌之间设置中间防水层、加密环向盲管、掌子面封闭采用双液注浆等。
（二）新奥法基本概念
以控制爆破（光面支护手段
通过监测控制围岩变形，动态修正设计参数和变动 施工方法。
核心内容：充分发挥围岩的自承能力
（三）新奥法施工核心理念
管超前
严注浆
短进尺
弱爆破
勤量测
快封闭
预沉降 强支护 紧二衬
（四）对新奥法理解
锚喷支护是为了达到保护围岩强度、控制围岩变形 实现发挥围岩自承能力的目的。
可进行深孔爆破爆，爆破次数少，减少扰动
开挖面大，稳定性降低 单循环工作量大，对施工能力要求高 震动大，钻爆设计和控制爆破作业要求较高
六、新奥法的施工要点
1、在隧道的整个支护体系中，围岩是承载结构的一部分，施工中要合理 利用围岩的自承能力，保持围岩的稳定。
2、开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度。
主要工序
上台阶开挖（预留核心土）
上台阶初期支护
仰拱灌注回填 二衬施工
边墙及仰拱初期支护
核心土开挖 开挖下台阶
环形开挖留核心土法 的特点
台阶相当于短台阶法的台阶长度，减 少了上下台阶的施工干扰，施工速度
可加快。
较侧壁导坑法的机械化程度高。
保留核心土，有助于掌子面的稳定。
稳定性优于超短台阶法
适用于土质、易坍塌软弱围岩
当遇到软弱围岩时需慎重考 虑，必要时应采用辅助施工 措施稳定开挖工作面，以保
新奥法ppt课件
合用条件及要求
深埋、浅埋、中档埋深 均可； 勘测、设计、施工、控制各环节亲密配合； 尽量地发挥围岩旳自承作用 ，采用控制爆
破（光面爆破、预裂爆破）。
新奥法旳优点
（1）经济、迅速。
若以面积A为100，设计衬砌量 B和超挖量旳面积C。能够看出，
因为采用控制爆破、柔性 薄衬砌，新奥法旳开挖量为老
喷射混凝土关键是控制冠石，此时，喷射 混凝土需能承受冠石旳重量。
喷层对局部不稳定危岩块体旳抗拉承 载力应按下式验算（冲切）
0.6c ft hur 1.1 QG0
c ——喷层工作条件系数，取0.6；
ft——喷射混凝土抗拉强度设计值（kPa）； h——喷层厚度 ur——不稳定危岩块体出露面旳周围长度
而在松软、破碎岩体中，因为岩体不能承受增 大旳应力，在一定范围内旳岩石就要松动、破 坏并向隧道内坍塌。
围岩压力类型有垂直压力、侧压力和底压力，
4.2.2 隧道围岩压力旳拟定
1）深埋隧道围岩压力旳拟定
q 0.45 26s 1 i(B 5)
i——为每增减1m时旳围岩压力增减率。 以B＝5.0m旳围岩垂直均布压力为准，当 B<5.0m时，取i＝0.2；当B＝5.0— 15.0m时，取i＝0.1。
配合光面爆破等控制爆破技术，使开挖 断面轮廓平整、精确，便于锚喷成型， 并降低回弹量；
减轻爆破对围岩旳松动破坏，维持围岩 强度和自承能力。
4.1.3 新奥法与锚喷支护
不能将新奥法等同于锚喷支护； 既有亲密联络又有原则区别； 锚喷支护旳迅速有效旳支护施工手段，才
有可能使新奥法旳基本原则得以实现。 不把围岩看成自承构造，不充分发挥围岩
T未知
Q浅 W 2T ' W 2T sin
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)
紧封闭——一方面指采取喷射混凝土等防护措施， 避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。另 一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。
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；
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；
隧道新奥法开挖方法及工序图文详解
隧道新奥法开挖方法及工序图文详解新奥法的概念：用薄层支护手段保持围岩强度、控制围岩变形，以发挥围岩自承载能力，并通过施工监控量测指导隧道的设计与施工。
（一）横断面开挖方法1全断面开挖法2台阶法包括：(1)长台阶法；(2)短台阶法；(3)超短台阶法3分部开挖法(1)环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法)(2)单侧壁导坑法(3)双侧壁导坑法(眼镜法)(4)中洞法(5)中隔壁法－CD法(6)交叉中隔壁法－CRD法（二）全断面开挖方法1.概念——全断面开挖法是按设计开挖断面一次爆破成型表示方法：横断面工序图、纵断面工序展开图习惯标注方法：①阿拉伯字1、2、3...表示挖掘;②罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...表示支护；2.施工顺序（1）钻孔台车钻眼、装药、联接导火线；（2）台车退出、引爆炸药，开挖出整个隧道断面；（3）排除危石（俗称“找顶”）；（4）喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆；（5）装碴机将石碴装入运输车辆，运出洞外；（6）喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆；（7）根据需要可喷射第2层混凝土和隧道底部混凝土；（8）量测、判断围岩和初期支护的变形，为支护参数修改提供依据；（9）开始下一轮循环。
3.适应条件：1）Ⅲ～Ⅰ级围岩；2）大型施工机具（钻孔台车：四臂、二臂等）；3）经济性考虑：开挖距离越长越经济。
4.施工特点：1）工序少、干扰少，便于施工组织管理；2）开挖面大，便于机械化作业，爆破效果好（深眼爆破），进度快；3）开挖一次成形，减少了爆破次数，对围岩扰动少；4）地质适用范围较窄，要求地质条件较好，否则当地质条件变化时改变施工方法不易。
（三）台阶开挖方法1.特点：1）将断面分成上半断面和下半断面两部分-分别开挖；2）目前适用性最广的施工方法；3）随台阶长度的调整，几乎可用于所有地层－是主导方法。
2.选择条件1）初期支护形成闭合环的时间要求：围岩越差，闭合时间要求越短，则台阶必须缩短；2）施工机械效率：效率高，则可以缩短支护闭合时间，台阶可延长；这2个条件反映一个原则：即希望初期支护尽快闭合答：发挥机械效率，保证施工经济性3.长台阶法台阶长度：L≥5B，B为洞室的宽度。
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
中南大学隧道工程课件9(新奥法-)
第9章 新奥法
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
9.2.2 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
第9章 新奥法中南大学
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 9.1.1 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
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
4. 喷射混凝土的材料及其组成 1）喷射混凝土的材料
5. 钢筋砂浆锚杆的安装工艺 2）灌浆设备 3）钻孔
孔径应大于锚杆直径15～20mm， 在灌浆前应用高压风将孔眼吹净。
4）注浆及安装锚杆
将注浆管插入到孔底，在注浆的同时，将注浆管徐徐 向外拔出，待注浆管口距钻孔口20～30cm时，停止注浆， 然后将锚杆插入至孔底部将砂浆挤满钻孔。
第9章 新奥法 9.3 新奥法的施工技术
第9章 新奥法 9.3 新奥法的施工技术
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王丽琴主讲
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。
掘进机法包括隧道掘进机(Tunnel Boring Machine，简写为 T.B.M.)法和盾构掘进机法。前者应用于岩石地层，后者则主要 应用于土质围岩，尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。
王丽琴主讲
第六章 隧道施工方法
第一节 概 述 第二节 新奥法 第三节 超欠挖与塌方 第四节 隧道施工量测与信息反馈 第五节 其他施工方法 第六节 隧道施工过程中的地下水控制 第七节 隧道施工过程中的通风与防尘 第八节 隧道施工预支护措施
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
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。
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
1
2
2
≥5B B
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
上述隧道施工的基本原则可扼要地概括为：“少扰动、早 喷锚、勤量测、紧封闭”。
二、新奥法的分类及施工工序
王丽琴主讲
新奥法施工，按其开挖断面的大小及位置，基本上又可分 为以下几种：
全断面开挖法 台阶法
其中包括：(1)长台阶法 (2)短台阶法 (3)超短台阶法 分部开挖法
(1) 台阶分部开挖法(环形开挖留核心土法) (2) 中隔壁法(单侧壁导坑法、CD法) (3) 双侧壁导坑法(眼镜法)等
第二节 新奥法
王丽琴主讲
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。
新奥法是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。
新奥法的三大要素
新奥法的三项作业
控制爆破 喷锚支护 监控量测
数量的量测信息，以指导施工和设计
王丽琴主讲
(5) 在选择支护手段时，一般应选择能大面积的、牢固的与围 岩紧密接触的、能及时施设和应变能力强的支护手段
(6) 要特别注意，隧道施工过程是围岩力学状态不断变化的过 程
(7) 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
(8) 在隧道施工过程中，必须建立设计—施工检验—地质预 测—量测反馈—修正设计的一体化的施工管理系统，以 不断地提高和完善隧道施工技术
制超欠挖 ▪ 加强环境意识，改善地下作业环境，减少对周边环境和结
构物的影响 ▪ 重视工程质量，加强施工阶段质量检测，以减轻隧道运营
后的维修养护工作量 ▪ 加强施工中的灾害预测、预防与控制 ▪ 不断提高施工管理水平，从多种角度降低工程成本，提高
地下工程可持续发展的效应，使之适应技术发展的需求 ▪ 加强应用施工新技术的研究
沉管法、明挖法等则是用来修建水底隧道、地下铁道、城 市市政隧道等，以及埋深很浅的山岭隧道。
王丽琴主讲
山岭隧道施工方法
传统矿山法 矿山法（钻爆法）
新奥法 掘进机法
明挖法
地下连续墙法
浅埋及软土隧道施工方法 盖挖法 浅埋暗挖法
盾构法
隧道施工方法
水底隧道施工方法
沉管法 盾构法
王丽琴主讲
选择施工方法时需考虑的基本因素大体上可归 纳为：
1. 施工条件 2. 围岩条件 3. 隧道断面积 4. 埋深 5. 工期 6. 环境条件
施工机械
王丽琴主讲
三、隧道施工技术的发展
王丽琴主讲
从山岭隧道施工技术的现状出发，为了适应我国山岭 隧道工程发展的需要并结合隧道工程技术的发展趋势，目 前在山岭隧道施工中，必需予以关注的问题是：
王丽琴主讲
▪ 加强施工阶段地质判释技术，完善判释方法和手段 ▪ 隧道施工方法的标准化、模式化 ▪ 不断提高单一工作面的掘进速度，减少辅助工程数量，控
开挖 初次支护 二次支护
第二节 新奥法
王丽琴主讲
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
1
1
2
2
B
1～5B
王丽琴主讲
王丽琴主讲
3 . 超短台阶法
上台阶长度仅为3～5m。 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工
干扰大。 适用于：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)
1
1
2
2
B
<B或3～5m
台车就位
钻眼
装药、放炮
量测
出碴
锚喷
通风 找顶
王丽琴主讲
新型凿岩台车
王丽琴主讲
大型运输车辆
以凿岩台车为龙头的单线隧道快速施工机械化作业线
王丽琴主讲
机械化出渣作业线
凿岩台车作业
机械化衬砌作业线
以四臂凿岩台车为龙头的双线隧道无轨运输机械化作业线
王丽琴主讲
机械化出渣作业线
王丽琴主讲
机械化衬砌作业线
四臂凿岩台车作业
(二) 台阶开挖法
王丽琴主讲
台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两 次开挖成型。台阶法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法 等三种。
王丽琴主讲
选择台阶长度的条件：
（1）初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时 间要求越短 （2）上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场 地大小的要求 原则：
新奥法的施工工序可用以下框图表示：
王丽琴主讲
三、开挖方法
王丽琴主讲
（一）全断面开挖法
全断面开挖法是按设计开 挖断面一次开挖成型。
适用条件： ⑴ Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级围岩 ⑵ 大型施工机具(钻孔台车、模 板台车等) ⑶ 经济性考虑：中长隧道。
1-开挖; 2-锚喷支护; 3-模筑混凝土衬砌
钻爆作业循环：
王丽琴主讲