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稱,原文是New Austrian Tunnelling Method,簡稱為NATM。它與法國稱收斂約束法或有些國家所稱動態(tài)觀測設(shè)計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手段的一種施工方法,經(jīng)奧地利、瑞典、意大利等國的許多實踐和理論研究,于60年代取得專利權(quán)并正式命名。之后這個方法在西歐、北歐、美國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。我國近40年來,鐵路等部門通過科研、設(shè)計、施工三結(jié)合,在許多隧道修建中,根據(jù)自己的特點成功地應(yīng)用了新奧法,取得了較多的經(jīng)驗,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)濟效益是明顯的。新奧法的基本要點可歸納如下:
    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巖體,盡量減少對它的擾動,避免過度破壞巖體的強度。為此,施工中斷面分塊不宜過多,開挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機械掘進(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、及時筑砌又能隨時加強的柔性支護結(jié)構(gòu),例如,錨噴支護等。這樣,就能通過調(diào)整支護結(jié)構(gòu)的強度、剛度和它參加工作的時間(包括閉合時間)來控制巖體的變形。
    3.為了改善支護結(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.通過施工中對圍巖和支護的動態(tài)觀察、量測,合理安排施工程序、進(jìn)行設(shè)計變更及日常的施工管理。
    5.為了敷設(shè)防水層,或為了承受由于錨桿銹蝕,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變形基本穩(wěn)定的條件下修筑的,圍巖和支護結(jié)構(gòu)形成一個整體,因而提高了支護體系的安全度。
    上述新奧法的基本要點可扼要的概括為:“少擾動、早噴錨,勤量測、緊封閉”。