新奥法施工.

第7章新奥法施工技术7.1概述7.1.1新奥法简介奥地利学者L.V.Rabcewicz二十世纪60年代出提出了“新奥地利隧道施工法”。NewAustrianTunnellingMethod简称为“新奥法”（NATM）。早期也称“欧洲隧道掘进法”或“收敛约束法”（ConvergenceConfinementMethod）。新奥法：围岩本身具有“自承”能力，若采用正确的设计施工方法，最大限度地发挥这种自承能力，即可以使得经济效果达到最佳。岩土工程施工7.1.2基本要点尽可能不扰动周边围岩，开挖之后及时进行一次支护，然后视需要进行二次支护。支护都是柔性的，以适应围岩的变形。目前采用经验统计类比的方法做预设计，再在施工过程中不断监测围岩的应力、应变状况，按其发展规律来调整支护措施。7.1.3适用条件及要求深埋、浅埋、中等埋深均可；不同形状、不同大小均可；不同地质条件均可（地下水丰富时需先解决地下水问题）；勘测、设计、施工、控制各环节密切配合；尽可能地发挥围岩的自承作用，采用控制爆破（光面爆破、预裂爆破）。7.1.4新奥法的优点（1）经济、快速。若以面积A为100，设计衬砌量B和超挖量的面积C。可以看出，由于采用控制爆破、柔性薄衬砌，新奥法的开挖量为老方法的73％（110/151），衬砌量为老方法的20％。此外，还可省去全部木模和40％以上的混凝土，降低支护成本30％以上7.1.4新奥法的优点表3-1老方法与新奥法工程量对比老方法新奥法有效使用面积A100100混凝土衬砌面积B367超挖面积C153B+C51107.1.4新奥法的优点（2）安全、适应性强；（3）可控制地表下陷量；（4）施工具有较大的灵活性；（5）宜于做防水层。新奥法的主要原则（1）围岩是洞室的主要承载结构，而不是单纯的荷载，它具有一定的自承能力。（2）尽量保持围岩原有的结构和强度；（3）尽可能作到适时支护。（4）支护本身应具有薄、柔、与围岩密贴和早强等特性，支护施工应及时快速，使围岩尽快封闭而处于三向受力状态。（5）洞室尽可能为圆形断面，或由光滑曲线连接而形成的断面，以避免应力集中。（6）良好的施工组织和施工人员的良好素质对洞室结构施工的安全、经济非常重要。合理安排防渗、排水、开挖、出渣、支护、封闭底拱、导洞进度等项工序，形成稳定合理的工作循环，也是新奥法施工所遵循的原则之一。新奥法的主要原则喷锚支护与新奥法是具有密切联系的。新奥法不只是一种隧洞施工方法，并不等同于喷锚支护。只有正确地应用岩石力学原理，综合考虑上述各条指导原则，正确适时地采用合理的支护手段，保证洞室的安全、经济，才能称为新奥法。新奥法施工的基本原则可归纳为：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。7.2新奥法施工流程7.3开挖技术要点7.3.1开挖方法（1）全断面开挖法顺序：全断面开挖—锚喷支护—浇筑混凝土衬砌。适用于：Ⅳ～Ⅵ类石质隧道，可用深孔爆破。特点：有较大的作业空间。开挖面较大，围岩相对稳定性降低，要求有较强的开挖、出渣、运输及支护能力。7.3开挖技术要点（2）台阶开挖法顺序：上半部开挖—拱部锚杆喷射砼支护—拱部衬砌—下半部中央部分开挖—边墙部分开挖—边墙锚杆喷射砼支护及衬砌。适用于：Ⅱ～Ⅲ类较软而节理发育的围岩中。特点：具有足够的作业空间和较快的施工速度，有利于开挖面的稳定性，下部作业较安全；上下部作业有时相互干扰，下部作业影响上部稳定性，增加对围岩的扰动次数；宜采用轻型凿岩机打眼，不宜采用大型凿岩台车。7.3开挖技术要点（3）分部开挖法（导坑超前开挖法）台阶分部开挖法（用于一般土质或易坍塌的软弱围岩）上下导坑法（用于Ⅱ～Ⅲ类围岩）上导坑超前开挖法（用于Ⅱ～Ⅲ类围岩）单侧壁导坑法（用于围岩稳定性较差，隧道跨度较大，地表沉陷难于控制时）双侧壁导坑法（用于浅埋大跨度隧道，地表下沉量要求严格，围岩条件特别差时）7.3开挖技术要点7.3.2掘进方式（1）钻眼爆破掘进适用于各类岩层。应采用光面爆破、预裂爆破技术。钻爆设计应包括炮眼的布置图、数目、深度和角度、装药量和装药结构图、起爆方法和爆破顺序等。（2）单臂掘进机掘进采用装在可移动式机械臂上的切削头来破碎岩体（常用铣盘式采矿机、挖斗式挖掘机和铲斗式装渣机），适用于围岩稳定性较差的软岩隧道及土质隧道。（3）人工掘进采用十字镐、风镐等简易工具来挖除岩体。适用于围岩稳定性较差的软岩隧道及土质隧道。7.4出渣技术要点出渣是隧道施工的基本作业之一。出渣运输作业能力的强弱在很大程度上影响施工进度。出渣方式应综合考虑隧道或开挖坑道断面的大小、围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济性及工期要求等相关因素。出渣作业分解为：装渣、运渣、卸渣三个环节。7.4.1装渣（1）渣量计算（虚渣体积）Z＝RΔLSZ——单循环爆破后石渣量；R——岩体松胀系数；1.15~1.85Δ——超挖系数，1.15~1.25L——设计循环进尺;S——开挖断面面积.7.4出渣技术要点（2）装渣方式人工装渣或机械装渣。（3）装渣机械翻斗式装渣机蟹爪式装渣机立爪式装渣机挖斗式装渣机铲斗式装渣机行走方式：轨道行走、轮胎行走、履带行走。7.4出渣技术要点7.4.2运输有轨运输和无轨运输。有轨运输：电瓶车及内燃机车牵引，斗车或梭式矿车运渣。单线运输（应布设会让站）、双线运输（应布设渡线）。无轨运输：燃油式动力、轮胎行走的自卸卡车。洞内转向可以局部扩大洞径，设置车辆转向站，或设置机械式转向盘。7.5初期支护技术要点7.5.1概述初期支护：隧道开挖后，除围岩完全能够自稳而无须支护以外，在围岩稳定能力不足时，则需加以支护才能使其进入稳定状态，称为初期支护。采用锚杆和喷射混凝土支护围岩。超前支护：若围岩完全不能自稳，表现为随挖随坍甚至不挖即坍，则需先支护后开挖，称为超前支护。地层改良：需进行先注浆加固围岩和堵水，然后开挖，称为地层改良。二次支护：考虑到隧道投入使用后的服务年限很长，设计时一般要采用混凝土或钢筋混凝土内层衬砌，以保证隧道在服务过程中的稳定、耐久、减小阻力和美观等，称为二次支护。7.5初期支护技术要点7.5.2锚喷支护工程特点灵活性及时性密贴性深入性柔性封闭性7.5初期支护技术要点7.5.3锚杆施工技术要点（1）锚杆施工一般规定隧道工程坑道开挖后，应尽快安设锚杆。一般宜先喷射混凝土，再钻孔安设锚杆。锚杆的孔位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求。锚杆杆体露出岩面长度，不应大于喷层的厚度。应确保隧道工程辅助稳定措施中的锚杆施工质量符合设计要求。锚杆种类①全长粘结型锚杆：普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆和水泥卷锚杆；②端头锚固型锚杆；机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆、快硬水泥卷锚固锚杆；③摩擦型锚杆；缝管锚杆、楔管锚杆、水胀锚杆；④预应力锚杆；⑤自钻式锚杆。普通砂浆锚杆缝管式摩擦锚杆胀壳式内锚头预应力锚杆（锚索）普通中空注浆锚杆塑料胀套锚杆中空自钻式注浆锚杆中空自钻式注浆锚杆自钻式注浆锚杆中空自钻式注浆锚杆7.5初期支护技术要点7.5.4喷射施工技术要点采用喷射混凝土作为隧道工程Ⅱ～Ⅴ类围岩中临时性和永久性支护，也可以与各种型式的锚杆、钢纤维、钢拱架、钢筋网等构成复合式支护结构。喷射混凝土工艺种类：干喷、潮喷、湿喷和混合喷。（1）喷射混凝土工艺流程（2）喷射混凝土原材料及配合比原材料水泥——42.5级以上碎石或卵石（砾石）——粒径不宜大于15mm砂——细度模数一般不宜大于2.5，含水率宜控制在5％～7％，若超过7％，喷射时易造成堵管。外加剂（速凝剂）——掺量约为水泥重量的2％～4％。水——饮用水配合比边墙水泥：粗中混合砂：石子＝1:(2.0~2.5):(2.5~2.0)拱部水泥：粗中混合砂：石子＝1:2.0:(1.5~2.0)砂率：45％～55％水灰比：0.4~0.5（3）喷射混凝土机械设备（4）喷射混凝土施工要点（1）喷嘴风压一般:0.1~0.15MPa；（2）喷射应分段、分部、分块，按先墙后拱、自下而上进行喷射；（3）喷嘴顺时针方向螺旋转动，一圈压半圈的横向移动，螺旋直径约20～30cm；（4）分段长度不应超过6m；（5）喷嘴至岩面的距离为0.8~1.2m（6）调节好风压和水压；（7）一次喷射不能太厚；（8）分2～3层喷射，间隔时间5～10min（红星一型速凝剂），或30min（碳酸钠速凝剂）；（9）养护时间不少于7d。7.5.5钢拱架施工技术要点（1）钢拱架可以采用型钢、工字钢、钢管或钢筋制成；（2）格栅钢架的主筋不小于22mm；（3）应能保证单独承受2～4m高的松动岩柱体重量；（4）钢拱架的纵向间距一般不大于1.2m；（5）钢拱架应垂直于隧道中线；（6）每榀钢拱架一般应分为2～6节，并保证接头的刚度。7.5.6辅助支护（1）稳定开挖面的支护方法留核心土稳定开挖面；喷射混凝土封闭工作面的方法。（2）超前锚杆或超前小钢管预支护的方法（3）管棚钢架超前支护的方法（4）地面砂浆锚杆预支护方法（5）小导管周壁预注浆的方法（6）超前围岩深孔预注浆加固地层方法7.6现场量测与监测技术要点7.6.1新奥法现场量测工作的目的（1）提供监控设计的依据和信息；（2）预报及监视险情（3）校对地下工程理论计算结果、完善工程类比法（4）隧道工程运营期间监控量测手段7.6现场量测与监测技术要点7.6.2隧道现场监控量测项目（1）地质及支护状况观察（2）周边位移（3）拱顶下沉（4）锚杆或锚索内力及抗拔力（5）地表下沉（6）围岩内部位移（洞内设点）（7）围岩内部位移（地表设点）（8）围岩压力及两层支护间压力（9）钢支撑内力及外力（10）支护、衬砌内应力、地表应力及裂缝量测（11）围岩弹性波测试7.7防水隔离层施工技术要点衬砌防水工程做法：抗渗混凝土与辅设防水层相结合抗渗混凝土：是在混凝土中掺入BR型等增强防水剂。防水层：合成树脂、与土工布聚合物制作的防水薄膜和防水板；防水板有橡胶防水板、塑料防水板等（1）基层处理：对欠挖部位应加以凿除；对喷射表面凹凸部位分层喷射找平；外露锚杆头及钢筋网头应齐根切除并砂浆找平。7.7防水隔离层施工技术要点（2）铺设技术要求：A、应在初期支护变形基本稳定和在二次衬砌灌注前进行；B、作业点距爆破面应大于150m，距灌注二次衬砌处应大于20m（防止损坏防水层；C、拱部和边墙按环状铺设；D、塑料板宜用焊接，橡胶板用粘结；E、防水层用垫圈和绳扣吊挂在固定点上。固定点间距：拱部0.5~0.7m，侧墙1.0~1.2m；超过100G的市政课件下载地址：=3308272875访问密码9e0d访问密码d5cf十一月市政培训班的网址：=17133241790&spm=2014.21600715.0.012年过的一级市政和造价师一次性八门携手十一通过市政qq群：1368165647.8二次衬砌技术要点（1）支护衬砌形式：整体式衬砌、复合式衬砌及喷锚衬砌。（2）二次衬砌施工方法：在围岩稳定后施工；采用顺作法，由下而上，先墙后拱，连续浇灌；采用模注砼作为内层衬砌；（3）模板类型：整体移动式模板台车、穿越式分体移动台车、拼装式拱架模板（4）二次衬砌施工时间确定：A、位移速率有明显减缓的趋势；B、拱脚附近水平收敛小于0.2mm/d，或拱顶位移速度小于0.15mm/d；C、初期支护表面没有再发展的明显裂缝；D、已产生的位移量（收敛量）占总位移量（总收敛量）的80%以上。