(建筑工程管理]地下工程建筑

（建筑工程管理）地下工程

建筑

新奥法--

奥地利人L.v.Rabcewicz根据本国多年隧道施工经验总结出的壹种施工法。特点是采用光面爆破；以锚喷作壹次支护，必要时加钢拱支架；根据围岩地压及变形实测数据，再合理进行二次支护；对软岩强调封底。

新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，且通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。

新奥法是于利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破

和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，且以形成复合式内外俩层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系于洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏于山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

新奥法的基本要点

可归纳为以下7点：

①洞室开挖后，应使围岩自身承担主要的支护作用，而衬砌只是对围岩进行加固，使成为壹个整体而共同发生作用。因此，须最大限度地保持围岩的固有强度，以发挥围岩的自承能力。如及时喷混凝土封闭岩壁，就能有效地防止围岩松弛，而不使其强度大幅度降低，同时也不存于因顶替支撑而使围岩变形松弛。总之应使围岩经常处于三轴应力约束状态，最为理想。

②预计围岩有较大变形和松弛时，应对开挖面施作保护层，而且应于恰当的时候敷设，过早或过迟均不利。其刚度不能太大或太小，又必须是能和围岩密贴，而要做成薄层柔性，允许有壹定变形，以使围岩释放应力时起卸载作用，尽量不使其有弯矩破坏的可能。这种支护和传统的支护不同，不是因受弯矩而是受压剪作用破坏的。由于混凝土的抗压和抗剪强度比抗拉和抗弯强度大得多，从而具有更高的承载能力。壹次支护的位移收敛后，可于其光滑的表面上敷设高质量的防水层，且修筑为提高安全度的二次支护。前后俩次支护和围岩之间均只有径向力作用。

③衬砌需要加强的区段,不是增大混凝土的厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆，使隧道全长范围采用大致相同的开挖断面。此外，因为新奥法不于坑道内架设杆件支撑，空间宽敞，从而提高了安全性和作业效率。

④为正确掌握和评价围岩和支护的时间特性，可于进行室内试验的同时，于现场进行量测。量测内容为衬砌内的应力、围岩和衬砌间的接触应力以及围岩的变位，据以确定围岩的稳定时间、变形速度和围岩分类等最重要的参数，以便适应地质情况的变化，及时变更设计和施工。量测监控是新奥法的基本特征，量测的重点是围岩和支护的力学特征随时间的变化动态。衬砌的做法和施作时间是依据围岩变位量测决定的。

⑤隧道支护于力学上可见作厚壁圆筒。它是由围岩支承环和衬砌环组成的结构，且俩者存于共同作用。圆筒只有于闭合后才能于力学上起圆筒作用，所以除于坚硬岩层之外，敷设仰拱使衬砌闭合是特别重要的。

围岩的动态主要取决于衬砌环的闭合时间。当上半断面超前掘进过多时,就相应地推迟了它的闭合时间,于隧道纵方向形成悬臂梁的状态而产生大弯曲的不良影响。另外，为防止引起围岩破坏的应力集中，断面应做到无角隅，最好采用圆形断面。

⑥围岩的时间因素仍受开挖和衬砌等施工方法的影响，它对结构的安全性起着决定的作用。

考虑掘进循环周期、衬砌中仰拱的闭合时间、拱部导坑的长度以及衬砌强度等变化因素，把围岩和支护作为壹个整体来谋求稳定。从应力重分布角度去考虑，全断面壹次开挖是最有利的；分部开挖会使应力反复分布而造成围岩受损。

⑦岩层内的渗透水压力，必须采取排水措施来降低。

新奥法的支护结构至今仍处于经验设计的阶段，它的前提是要科学地进行围岩分类，且根据已经修建的类似工程的经验，提出支护设计参数或标准设计模式。这种工程类比法目前仍只考虑了岩体结构、岩块单轴抗压强度、弱面特性等工程地质性质、坑道的跨度以及围岩自稳时间等主要因素，需于各种设计和施工规程的实施过程中，依据量测数据加以修正。现场监控设计，壹般分成预先设计阶段和最后设计阶段，后者是根据现场监控量测数据，经分析比较或计算后，最后提出设计。理论解析和有限元数值计算，至今仍不能得出充分可靠和满意的结果，必须由上述俩种方法即经验和量测加以验证。

地下水对工程建筑的危害

(1)地下水位的变化,对工程建筑的危害影响极大,如地下水位上升,可引起浅基础地基承载力的降低,于有地震砂土液化的地区会引起液化的加剧,岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良的地质作用。再有,于寒冷地区产生地下水的冻胀影响。其实就建筑物本身而言,若是地下水位于基础底面以下压缩层内发生上升变化,水浸湿和软化岩土,因而使地基土的强度降低,压缩性增大,建筑物则会产生过大的沉降,导致地基严重变形。尤其是对于结构

不稳定的土(例如湿陷性黄土,膨胀土等)这种现象更为严重,对设有地下室的建筑的防潮和防湿也均为很不利。

(2)地下水侵蚀性的影响主要体当下水对混凝土、可溶性石材、管道以及金属材料的侵蚀和危害。突出表当下地下水的侵蚀性和地下水中的化学性质的积极作用,于工程上带来很大的危害,侵蚀性于或快或慢的进行,改变了各种建筑材料的使用预期。

(3)于饱和的砂性土层中施工,由于地下水的水力状态的改变,使土颗粒之间的有效应力等于零,土颗粒悬浮于水中,随着水壹起流出的现象被称为流砂。这种不良地质作用的影响主要表现为于工程施工过程中会造成大量的土体流动,致使地表塌陷或建筑物的地基破坏,会给工程带来极大的困难,或者直接影响建筑施工及附近建筑物的稳定。

(4)如果地下水渗流水力坡度小于临界水力坡度,那么虽然不会产生流砂现象,可是土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流带走。其结果是使地基土的强度受到破坏,土下形成空洞,从而导致地表塌陷,破坏建筑场地的稳定,此种现象就是常说的潜蚀。

(5)地下水的不良地质作用中,仍有壹个应尤其注意的是基坑涌水现象。这种现象发生于建筑物基坑下有承压水时,开挖基坑会减小基坑底下承压水上部的隔水层厚度,减小过多会使承压水的水头压力冲破基坑底板形成涌水现象。涌水会冲毁基坑,破坏地基,给工程带来壹定程度的经济损失。

(6)过度开采地下水,经常造成地面沉陷,塌陷的地面给工程造成极大的危害,经济损失很大。此类的工程实例很多,例如某壹工厂为了赚取更大的利润,工业用水采用地下水,由于开采量超大,过度抽取地下水而造成了地面塌陷成很大的漏斗状,因此而造成周边的建筑开裂,地基很多失稳,给人们带来了极大的安全隐患,过渡开采地下水的实例告诉我们,地下水资源能够被利用,可是不能盲目的过度的利用,否则就会受到大自然的惩罚。