新奧法施工原理及方法

新奧法NewAustrianTunnellingMethodNATM

計劃合同部當前1頁，總共63頁。Darklettersagainstalightbackground.Lightlettersagainstadarkbackgroundalsowork.Lotsofpeoplecan’treadthis–andeveniftheycould,itmakesyoureyeshurt.一、新奧法的概念當前2頁，總共63頁。新奧法的概念：根據(jù)彈塑性理論，以巖石力學為基礎(chǔ)提出支護結(jié)構(gòu)的支護參數(shù)，開挖后及時采用柔性支護，在盡量控制圍巖變形、積極發(fā)揮圍巖自承能力的同時，依靠現(xiàn)場量測來指導(dǎo)隧道的設(shè)計和施工。當前3頁，總共63頁。新奧法與傳統(tǒng)礦山法的區(qū)別傳統(tǒng)礦山法把圍巖看做荷載的來源，其圍巖壓力全部由支護結(jié)構(gòu)承擔，圍巖被視作松散結(jié)構(gòu)，無自承能力。采用大量的鋼木支撐，采用剛度較大的單層襯砌。而新奧法完全相反，它把支護結(jié)構(gòu)和圍巖本身看做一個整體，二者共同作用達到穩(wěn)定洞室的目的。當前4頁，總共63頁。當前5頁，總共63頁。當前6頁，總共63頁。當前7頁，總共63頁。新奧法摒棄了采用厚壁混凝土結(jié)構(gòu)支護松動圍巖的理論，可以節(jié)省大量材料，改善施工條件，降低工程造價，同時也為大型機械化施工提供了條件。新奧法的優(yōu)點：當前8頁，總共63頁。Darklettersagainstalightbackground.Lightlettersagainstadarkbackgroundalsowork.Lotsofpeoplecan’treadthis–andeveniftheycould,itmakesyoureyeshurt.二、新奧法基本原理當前9頁，總共63頁。1.圍巖巖體是隧道承載的主要部分2.用較小的支護阻力設(shè)計支護結(jié)構(gòu)3.采用薄層柔性支護，控制圍巖的初始變形4.通過控制薄層柔性支護的時間來適應(yīng)圍巖的特性5.采用監(jiān)控測量來檢驗設(shè)計并指導(dǎo)施工新奧法的基本原理當前10頁，總共63頁。當前11頁，總共63頁。量測控制曲線1.如果位移時態(tài)曲線趨于平穩(wěn)，說明位移速率不斷下降，這是穩(wěn)定的標志。2.當位移—時間曲線出現(xiàn)反彎點，也即位移出現(xiàn)反常的急劇增長現(xiàn)象時，表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài)或危險狀態(tài)，應(yīng)加密監(jiān)視，并適當加強支護，必要時應(yīng)立即停止開挖并進行施工處理。當前12頁，總共63頁。Darklettersagainstalightbackground.Lightlettersagainstadarkbackgroundalsowork.Lotsofpeoplecan’treadthis–andeveniftheycould,itmakesyoureyeshurt.三、新奧法的施工原則當前13頁，總共63頁。新奧法施工的基本原則

少擾動

早噴錨

勤量測

緊封閉當前14頁，總共63頁。Darklettersagainstalightbackground.Lightlettersagainstadarkbackgroundalsowork.Lotsofpeoplecan’treadthis–andeveniftheycould,itmakesyoureyeshurt.四、新奧法的施工程序當前15頁，總共63頁。當前16頁，總共63頁。當前17頁，總共63頁。（一）開挖施工方法1.全斷面法2.臺階法3.分部開挖法當前18頁，總共63頁。按照隧道設(shè)計輪廓線一次爆破成型

1.適應(yīng)條件⑴Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ級圍巖⑵大型施工機具(鉆孔臺車、模板臺車等)⑶經(jīng)濟性考慮：中長隧道。

全斷面法當前19頁，總共63頁。⑴工序少，管理方便；⑵進度快～各工序流水作業(yè)、能應(yīng)用大型機械設(shè)備爆破效果好；⑶對圍巖擾動少～爆破1次；⑷要求地質(zhì)條件較好。

2.施工特點

當前20頁，總共63頁。1.特點將斷面從上至下分成2個或3個臺階開挖；隨著臺階長度的調(diào)整，它幾乎可以用于所有的地層，因而是在現(xiàn)場使用的主導(dǎo)方法。2.種類長臺階法短臺階法超短臺階法臺階法當前21頁，總共63頁。

(1)初期支護閉合環(huán)的時間要求圍巖越差，閉合時間要求越短，臺階必須縮短。(2)施工機械施工場地需求大小

原則：希望初期支護盡快閉合。圍巖不好時，應(yīng)以條件⑴為主；圍巖較好時，應(yīng)以條件⑵為主。

3.選擇臺階長度的條件當前22頁，總共63頁。⑴長臺階法臺階長度L≥5B，B為洞室的寬度。甚至可以上臺階先貫通，即為“半斷面法”。特點：進度快，僅次于全斷面法。適用于：Ⅲ～Ⅰ級圍巖。4.施工工序當前23頁，總共63頁。臺階縮短：（1～1.5）B≤L＜5B,特點：①支護閉合時間加快，圍巖穩(wěn)定性增加；②臺階縮短加大了對下臺階施工的干擾。適用于：Ⅴ、Ⅳ級圍巖(2)短臺階法當前24頁，總共63頁。上臺階長度僅為3～5m。特點：更有利于控制圍巖變形，但上下臺階相隔太近，施工干擾大。適用于：軟弱破碎圍巖(Ⅴ、Ⅵ級圍巖)

⑶超短臺階法當前25頁，總共63頁。1.環(huán)形開挖留核心土法特點：①留核心土支頂工作面，穩(wěn)定性優(yōu)于超短臺階法：②進度慢。適用于土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖；小型施工機具。

分部開挖法當前26頁，總共63頁。核心土工字鋼臨時工作平臺當前27頁，總共63頁。特點：①洞室開挖跨度減小，有利于圍巖穩(wěn)定；②導(dǎo)坑要閉合，增加了材料用量；③進度慢。適用于：斷面跨度大，對地表沉陷有控制要求的軟弱地質(zhì)。2.單側(cè)壁導(dǎo)坑法

當前28頁，總共63頁。特點：①雙導(dǎo)坑，使洞室最大開挖跨度更小，穩(wěn)定性增加；②耗材增加；③進度慢。適用于：對地表沉陷要求更高，或跨度更大的隧道。3.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡工法)當前29頁，總共63頁。雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工當前30頁，總共63頁。（二）開挖方法光面爆破預(yù)裂爆破當前31頁，總共63頁。光面爆破是先爆除主體開挖部位的巖體，然后再起爆布置在設(shè)計輪廓線上的周邊孔藥包，將光爆層炸除，形成一個平整的開挖面，是通過正確選擇爆破參數(shù)和合理的施工方法，達到爆后壁面平整規(guī)則、輪廓線符合設(shè)計要求的一種控制爆破技術(shù)。光面爆破的定義當前32頁，總共63頁。光爆設(shè)計 放樣布眼 定位開眼 鉆眼 清孔 裝藥 聯(lián)起爆網(wǎng)絡(luò) 起爆 通風 光爆效果檢查 地質(zhì)調(diào)查 原因分析 修改光爆設(shè)計 否 是 光面爆破工藝流程圖當前33頁，總共63頁。

掏槽眼（在工作面上首先爆破以造成第二個自由面的炮眼）

輔助眼周邊眼（為控制掘進斷面周邊而鉆鑿的炮眼）當前34頁，總共63頁。光面爆破的分區(qū)起爆順序為：掏槽眼——輔助眼——周邊眼預(yù)裂爆破：預(yù)裂爆破實質(zhì)上是光面爆破的一種，其爆破原理與光面爆破相同，只是分區(qū)起爆順序不同。預(yù)裂爆破的分區(qū)起爆順序為：周邊眼——掏槽眼——輔助眼當前35頁，總共63頁。產(chǎn)生超挖的原因圍巖層理與節(jié)理。測量放樣誤差。炮眼開挖位置的準確性。爆破方法與爆破參數(shù)。當前36頁，總共63頁?？刂瞥诘闹饕胧┯校焊鶕?jù)地質(zhì)條件選擇合適的爆破方法和鉆爆參數(shù)。光面爆破應(yīng)使用低密度、低爆速、低猛度、高爆力的炸藥。測量放樣要正確。加強鉆孔技術(shù)管理，提高鉆孔精度。建立健全開挖、測量、爆破質(zhì)量管理檢查制度。當前37頁，總共63頁。超挖當前38頁，總共63頁。（三）出渣當前39頁，總共63頁。側(cè)卸式裝載機當前40頁，總共63頁。挖掘機＆自卸車當前41頁，總共63頁。出渣是隧道作業(yè)的基本作業(yè)之一。出渣作業(yè)能力的強弱，決定了它在整個作業(yè)循環(huán)中所占時間的長短（一般在40％～60％），因此，出渣運輸作業(yè)能力的強弱在很大程度上影響施工速度。在選擇出渣方式時，應(yīng)對隧道或開挖坑道斷面的大小、圍巖的地質(zhì)條件、一次開挖量、機械配套能力、經(jīng)濟性及工期要求等相關(guān)因素綜合考慮。當前42頁，總共63頁。（四）初期支護1.錨桿2.噴射混凝土3.拱架4.網(wǎng)片當前43頁，總共63頁。（1）懸吊效應(yīng)

（2）組合梁效應(yīng)

（3）加固效應(yīng)1.錨桿的支護效應(yīng)當前44頁，總共63頁。錨桿的種類1.早強砂漿錨桿2.中空注漿錨桿3.自鉆式中空錨桿當前45頁，總共63頁。當前46頁，總共63頁。2.噴射混凝土的工作原理噴層和圍巖組成一個共同作用的整體，承受圍巖壓力，襯砌厚度可大幅減??；同時噴射混凝土的細小顆粒將巖層縫隙填充粘結(jié)，使圍巖的整體性提高，阻止了圍巖向坑道的變形，圍巖壓力也大為減小，封閉圍巖防止風化，避免坍方落石。所以噴射混凝土的作用的實質(zhì)是通過對圍巖的改造，達到圍巖穩(wěn)定的目的，是一種積極地支護模式。當前47頁，總共63頁。噴射混凝土用材料：1.水泥2.砂石3.速凝劑

速凝劑的作用使噴射混凝土速凝快硬，防止噴層因重力作用而塌落，有固態(tài)和液態(tài)兩種當前48頁，總共63頁。3.噴射混凝土施工噴射混凝土施工工藝：1.干噴2.濕噴當前49頁，總共63頁。干噴濕噴先將水泥、砂、石按一定比例（通常為1:2:2）和速凝劑干拌均勻后裝入專用的噴射機,在壓縮空氣推動下，將干拌料沿料管連續(xù)地輸送至噴槍，再在噴槍的后部與從水管經(jīng)水環(huán)射出的高壓水混合，然后高速噴射到巖面，凝結(jié)硬化而成。將原材料濕拌均勻后裝入噴射機,用液態(tài)的速凝劑借壓縮空氣通過另設(shè)的管道噴出，在噴槍后部與濕料混合。為了減輕操作噴槍的勞動強度和改善工作條件，已有用于大、中