新奥法的详细说明

新奥法施工原理的基本介绍~

1．岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。2．为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。3．为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。4．通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。5．为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。6．二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。

新奥法
新奥法即新奥地利隧道修建方法的简称。原文是New Austria Tunnelling Method简写懔NATM。安与法国称为的收敛——约束法或有些国家所称的动态观测设计施工方法的基本原则相一致。在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小。在我国上前的地下隧道修建中，使用本方法较多，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下施工必要降水后方可施工。

新奥法的初期支护是永久衬砌的一部分，它承受了整个隧道60%？70%的受力，在初期支护中主张采用锚杆、挂网、喷射混凝土等手段将围岩与喷锚支护连成一个整体共同受力，极大限度地利用围岩自身承载能力，摒弃传统矿山法施工中初期支护仅为临时设施，在围岩破坏的条件下强行支护的措施，变被动受力为主动受力，不仅节约了支护材料和资源，也获得了更好的支护效果。
随着我国隧道工程的增多，新奥法得到越来越广泛的应用，作为新奥法的重要环节：光面爆破，也越来越得到广泛施工单位的采用。用光爆方法施工，岩层能较精确地沿设计轮廓断裂下来，使岩面平整，规则，并使围岩的整体性和稳定性不遭受明显的破坏。由于其显著的优越性，光面爆破已经成为我国推广应用新奥法中公认的三大技术措施之一。
光面爆破设计涉及到很多方面的内容，包括炸药的选择，起爆器材的选择，起爆方法的选择等，其中最重要的便是光爆参数的选择。这其中，又以最小抵抗线、周边眼密集系数和周边眼线装药密度为光面爆破的三大要素。在爆破过程中，还要考虑工程计划进度，施工机械的供应情况等等，只有在各方面条件都具备的情况下，光面爆破才能全面的体现其优越性。但，工程中不能只用计算出的结果，还要经过工程类比和试验的方法来调整光面爆破参数，才能让实际效果与设计的预期效果相符合。
虽然光面爆破有着诸多的优越性，但其对施工技术和钻眼精度要求高，而且其超欠挖的控制也一直是工程中的一个难点。实践中本着“宁超勿欠”的原则来指导施工。精心的管理，技术过硬的施工队伍，再加上认真负责的工作态度，是能克服光爆所带来的负面效应的。
（一）全断面法。即全断面开挖法，是指按设计开挖面一次开挖成型。其开挖顺序是全断面开挖，锚喷支护，灌筑砼衬砌。常选用于？－？类硬岩的石质隧道，该法可以采用深孔爆破。
全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，且工序少、干扰少，便于施工组织和管理。缺点是由于开挖面积较大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，因此就要求施工单位应具有较强的开挖、出渣与运输及支护能力，茅荆坝？：v类围岩中采用了全断面开挖，达到了预期效果。
全断面施工开挖工作面大，钻爆施工效率较高，采用深眼爆破可加快掘进速度，且爆破对围岩的振动次数较少，有利于转帐岩稳定。缺点是每次深孔爆破震动较大。因此要求进行精心的钻爆设计和严格控制爆破作业。
全断面开挖法的主要工序是：使用移动式台车（或者台架），首先全断面一次钻孔，并进行装荷连线，然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆，使一次爆破成型，出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时进行锚喷支护或先墙拱后衬砌。

缩称NATM。应用岩体力学的理论，通过对隧道围岩变形的量测、监控，采用新型的支护结构，尽量利用围岩自承能力指导隧道设计和施工的方法。其特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝土和锚杆支护，以便控制围岩的变形和应力释放，从而在支护和围岩的共同变形过程中，调整围岩应力重分布而达到新的平衡，以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力（见围岩压力）。因此，它也是一个具体应用岩体动态性质的完整力学方法，其目的在于促使围岩能够形成圆环状承载结构,故一般应及时修筑仰拱,使断面闭合成圆环。它适用于各种不同的地质条件，在软弱围岩中更为有效。
新奥法的原理虽然可用于各种类型的支护，但是，最为适用的是喷锚支护。因此喷混凝土、锚杆、量测被认为是新奥法的三大要素。它产生和发展的历史与这三者密切相关，但不能把喷锚支护误解为新奥法的同义语。 其基本观点是根据岩体力学理论，着眼于洞室开挖后形成塑性区的二次应力重分布，而不拘泥于传统的荷载观念。所以它主要不是建立在对于坍落拱的“支撑概念”上，而是建立在对围岩的“加固概念”基础上。在合理的临界限度内，它所需要的表面支护抗力Pi是与围岩塑性区半径R、洞室周边位移ur、以及围岩的内聚力с、内摩擦角φ等参数成反比，而支护能提供的抗力则与其刚度成正比。
图中表示了隧道围岩应力再分布和支护抗力之间的关系。围岩特征曲线1表明，若不允许围岩壁面位移发展，洞壁径向压应力非常大；而若允许位移发展，则径向压应力减小，当位移达到某一数值时，围岩径向压应力，也就是支护抗力，为最小(Pimin)。如果接近开挖面修筑支护,则位移ur较小。支护特性曲线2表示随着ur的增加，Pi也增加，并在与曲线 1的交点处取得应力稳定，此时的径向压应力为Pi。如果修筑刚性更大的支护如曲线3所示，径向压应力增大如图中的P。新奥法就是根据上述理由，接近开挖面适时施作密贴围岩的薄层柔性支护的。如果施作支护时间过迟，则使围岩位移过大而产生塌落荷载。如图中斜线阴影部分，也使径向压应力P增大，如曲线4所示。
新奥法
曲线 5表示由于围岩应力重分布和衬砌之间相互作用而存在的四个显著的特征阶段。第Ⅰ阶段是围岩不受支护的约束而能够向洞室内自由位移的时期。第Ⅱ阶段是修筑一次支护时由于支护抗力而使变形速度减小，并且这个抗力还和支护的刚度有关。第Ⅲ阶段是由于修筑了仰拱，支护刚度变大而使变形速度越来越小。最后当仰拱完全受力，就达到第Ⅳ阶段，变形基本停止。 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，使成为一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，同时也不存在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，而且应在恰当的时候敷设，过早或过迟均不利。其刚度不能太大或太小，又必须是能与围岩密贴，而要做成薄层柔性，允许有一定变形，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。一次支护的位移收敛后，可在其光滑的表面上敷设高质量的防水层，并修筑为提高安全度的二次支护。前后两次支护与围岩之间都只有径向力作用。
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，因为新奥法不在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与支护的时间特性，可在进行室内试验的同时，在现场进行量测。量测内容为衬砌内的应力、围岩与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隧道支护在力学上可看作厚壁圆筒。它是由围岩支承环和衬砌环组成的结构，且两者存在共同作用。圆筒只有在闭合后才能在力学上起圆筒作用，所以除在坚硬岩层之外，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,在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围岩的时间因素还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，把围岩和支护作为一个整体来谋求稳定。从应力重分布角度去考虑，全断面一次开挖是最有利的；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，并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。这种工程类比法还只考虑了岩体结构、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，需在各种设计与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，一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，至今还不能得出充分可靠和满意的结果，必须由上述两种方法即经验和量测加以验证。 新奥法的施工作业必须根据事前的调查决定下列 4个问题：①开挖方法；②支护布置及进行支护的最适宜时机；③是否设置仰拱及设置的时间和方法；④是否采用辅助施工方法及其种类等。用新奥法施工的绝大多数工程均采用各种台阶法进行开挖，其次是采用全断面法。新奥法要求保证光面爆破的质量，避免凹凸不平而引起应力集中和减少超挖，从而节约为填平表面所需的大量混凝土。
新奥法的量测十分重要。在制定现场量测计划时，要根据隧道及地下工程的规模、地质资料、各量测项目的作用，并考虑工点所需解决的问题和量测计划的经济效益，选择合理的量测项目和方法。同时还必须考虑采用切实可靠的手段和仪表，保证量测工作准确安全，并尽可能不妨碍施工。
在应力应变、接触应力、位移等三大类量测项目中，新奥法应以位移的量测为主。通常是用收敛计量测收敛变形，用伸长计量测围岩在不同半径处的变形和获得围岩动态的范围，用水平仪量测围岩表面垂直位移和地面沉陷。此外，还可用量测锚杆测得锚杆的轴向应力，用压力盒测定接触应力，用应变计测定支撑和衬砌应力等。 经20多年的实践和推广，新奥法已在欧洲一些国家如奥地利、联邦德国、瑞典、瑞士、法国等的山岭隧道中普遍使用(占70～80%)，并已用于地下铁道，且取得沉降量特别小的显著成果。日本从1976年以来，已有近100座隧道采用了新奥法。
中国从60年代初开始推广喷锚支护新技术，到1981年底，采用喷锚支护的地下工程和井巷的总长度已接近7500公里。2012年以来，又在普济、下坑、大瑶山等铁路隧道采用新奥法进行施工。
新奥法的适用性很广，中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。但在下列情况下，一般都应采取适当的辅助措施才能施工：①涌水量大的地层；②因涌水产生流沙现象的地层；③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难场合；④开挖面不能自稳的围岩。 新奥法的发展是和喷锚支护的材料、方法和机具等的发展密切相关的。要进一步研制初期和长期强度都高、回弹少、粉尘低、生产率高的喷射混凝土系统，并和高效能的集尘器、自动喷射装置、周期短的材料供应系统配套。研究能缩短喷敷时间，又无公害的新喷敷方法。研究不需用临时堆放场地、易于运输的喷射材料和新的施工工艺,如钢纤维加强喷射混凝土、SEC喷射混凝土、光面爆破和深孔爆破技术、液压凿岩台车（兼作安装锚杆用）、喷射车组（包括机械手）、各种混凝土喷射机、液体速凝剂、粉尘防止剂、树脂锚杆等。

---

龙潭区13945608901： 新奥法施工的方法 - ？
除届骨化： 参考资料: 新奥法是奥地利人根据本国多年隧道施工经验总结出的一种施工法.特点是采用光面爆破;以锚喷作一次支护,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...

龙潭区13945608901： 隧道施工简介是什么? ？
除届骨化： 专业隧道施工,是新奥地利专业隧道施工方法的简称,它是奥地利学者在长期从事专业隧道施工实践中,从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法,是采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法. 新奥法:是新奥地利专业隧道施工方法的简称,它是奥地利学者在长期从事专业隧道施工实践中,从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法,是采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法.

龙潭区13945608901： 简单地说一下隧道盾构法、矿山法、新奥法的区别 - ？
除届骨化： http://www.chinametro.net/Content/DisplayArticle.aspx?ID=674http://www.projectbidding.cn/gcxx/show_gcxx.jsp?leixing=gcgl&id=4386盾构法施工是以盾构这种施工机...

龙潭区13945608901： 隧道单层衬砌与喷射混凝土支护的区别 - ？
除届骨化： 单层衬砌是指利用喷射混凝土直接喷射在围岩上形成的支护结构,区别于复合式衬砌(二衬),现在国内正在尝试此项技术(青岛地铁单层衬砌段),单层衬砌的难点在于防水,适用于一、二级围岩; 喷射混凝土支护是隧道施工的一项工序,楼上已经解释的很清楚了; 纠正一点,喷射混凝土支护是柔性支护,不是刚性的,作用在围岩上后,由于喷射混凝土强度有一个发展的过程,早期可以随围岩一起进行收敛和变形,释放一定的应力,后期强度提高,形成承载环进行支撑,这是新奥法很重要的组成部分.

龙潭区13945608901： 求新奥法施工技术和方法的相关知识 ?新奥法施工的相关视频 在哪下载 - ？
除届骨化： 在大量的地下工程实践中,人们普遍认识到,隧道及地下洞室工程,其核心问题,都归结在开挖和支护两个关键工序上.即如何开挖,才能更有利于洞室的稳定和便于支护:若需支护时,又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖.这是...

龙潭区13945608901： 二衬(关于二衬的基本详情介绍) ？
除届骨化： 1、二衬指开挖时,先做一下初期的支护,使掘进工作不断的进行.2、初期支护只是保证掘进工作不断进行的一个安全措施,新奥法是常用的办法.3、掘进一段长度后,已经初支的就可进行衬砌了,这个衬砌就是第二次的支护了.4、叫二衬,成为永久的支护.5、隧道二衬是在初支里面再做一环混凝土衬砌,一般作为安全储备.

龙潭区13945608901： 隧道施工方法有哪些? - ？
除届骨化： 隧道施工方法: 先拱后墙法 漏斗棚架法 台阶法 全断面法 上下导坑先墙后拱法 蘑菇形法 侧壁导坑先墙后拱法 爆破开挖 矿山法先拱后墙法 也称支承顶拱法.在稳定性较差的松软岩层中,为了施工安全,先开挖拱部断面并即砌筑顶拱,以支护顶...

龙潭区13945608901： 锚杆支护有哪些设计方法 - ？
除届骨化： 隧道设计和施工中锚杆支护、喷射混凝土支护及喷锚(网)复合支护能做到柔性支护.柔性支护是能密贴围岩或深入到岩体内部,有效地发挥围岩自承能力,允许围岩有一定变形而不破坏,甚至同被加固的岩体作整体运动时仍能保证相当大支护...

龙潭区13945608901： 隧道开挖方法 - ？
除届骨化： 原发布者:amei923隧道开挖方法的选择初次接触隧道工程,感触颇深,在从事隧道试验检测工作的同时,我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验,在学校读书的时候老师也是大概的讲解了一下,而更多的东西还要靠自己...

龙潭区13945608901： 隧道内初期支护 也叫衬砌吗?求详解 - ？
除届骨化： 对于新奥法施工的隧道,衬砌分为初支和二衬,两者都算衬砌.当让也有单层衬砌,也就是不是做二衬,在喷混中加入一定量的钢纤维提高混凝土的抗拉性能.所以初期支护也叫衬砌.