巖土工程師綜合輔導(dǎo):新奧法

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新奧法
    新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱(chēng),原文是New Austrian Tunnelling Method,簡(jiǎn)稱(chēng)為NATM。它與法國(guó)稱(chēng)收斂約束法或有些國(guó)家所稱(chēng)動(dòng)態(tài)觀測(cè)設(shè)計(jì)施工法的基本原則一致。
    新奧法概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲教授于二十世紀(jì)50年代提出的。它是以既有隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ),將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段的一種施工方法,經(jīng)奧地利、瑞典、意大利等國(guó)的許多實(shí)踐和理論研究,于60年代取得專(zhuān)利權(quán)并正式命名。之后這個(gè)方法在西歐、北歐、美國(guó)和日本等許多地下工程中獲得極為迅速的發(fā)展,已成為現(xiàn)代隧道工程新技術(shù)的標(biāo)志之一。我國(guó)近40年來(lái),鐵路等部門(mén)通過(guò)科研、設(shè)計(jì)、施工三結(jié)合,在許多隧道修建中,根據(jù)自己的特點(diǎn)成功地應(yīng)用了新奧法,取得了較多的經(jīng)驗(yàn),積累了大量的數(shù)據(jù),現(xiàn)已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。但在公路部門(mén)新奧法的應(yīng)用僅為50%左右。目前新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修建隧道的一種基本方法,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。新奧法的基本要點(diǎn)可歸納如下:
    1.巖體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元,在施工中必須充分保護(hù)巖體,盡量減少對(duì)它的擾動(dòng),避免過(guò)度破壞巖體的強(qiáng)度。為此,施工中斷面分塊不宜過(guò)多,開(kāi)挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn)。
    2.為了充分發(fā)揮巖體的承載能力,應(yīng)允許并控制巖體的變形。一方面允許變形,使圍巖中能形成承載環(huán);另一方面又必須限制它,使巖體不致過(guò)度松弛而喪失或大大降低承載能力。在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼、及時(shí)筑砌又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu),例如,錨噴支護(hù)等。這樣,就能通過(guò)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和它參加工作的時(shí)間(包括閉合時(shí)間)來(lái)控制巖體的變形。
    3.為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能,施工中應(yīng)盡快閉合,而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)。另外,隧道斷面形狀應(yīng)盡可能圓順,以避免拐角處的應(yīng)力集中。
    4.通過(guò)施工中對(duì)圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)觀察、量測(cè),合理安排施工程序、進(jìn)行設(shè)計(jì)變更及日常的施工管理。
    5.為了敷設(shè)防水層,或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕,圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷載,可采用復(fù)合式襯砌。
    6.二次襯砌原則上是在圍巖與初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定的條件下修筑的,圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體,因而提高了支護(hù)體系的安全度。
    上述新奧法的基本要點(diǎn)可扼要的概括為:“少擾動(dòng)、早噴錨,勤量測(cè)、緊封閉”。