公路隧道新奥法综合项目施工关键技术培训附简图.doc

公路隧道新奥法施工技术培训（附简图）
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一、新奥法基本概念
新奥法是应用岩体力学理论，以维护和运用围岩自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为重要支护手段，及时进行支护，控制围岩变形和松弛，使围岩成为支护体系构成某些，并通过对围岩和支护量测、监控来指引隧道施工和地下工程设计施工办法和原则。
新奥法施工办法涉及全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）和交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。
二、新奥法施工要点
（一）在隧道整个支护体系中，围岩是承载构造一某些，施工中要合理运用围岩自承能力，保持围岩稳定；
（二）隧道开挖时，应尽量减轻对隧道围岩扰动或尽量不破坏围岩强度。
（三）容许围岩有一定变形，初期支护应尽量做成柔性，以便与围岩紧密接触，共同变形和共同承载，充分围岩自身承载作用。
（四）洞室开挖后及时施作初期支护，封闭围岩表面，抑制围岩体初期变形，待围岩稳定后，再进行二次衬砌，但遇软弱围岩特别是洞口段衬砌要紧跟。
（五）隧道几何形状必要满足在静力学上作为圆筒构造计算条件，因而,要尽量使构造做得圆顺(如做成圆形或椭圆形),不产生突出拐角,避免产生应力集中现象。同步,尽早使衬砌构造闭合(封底)，以形成承载环；
（六）对隧道周边进行位移收敛量测是施工过程中必不可少一种重要环节，从现场量测反馈信息及时修改设计和施工方案。
（七）对外层衬砌周边岩体渗水，要通过足够“排堵办法”予以解决，如在两层衬砌之间设立中间防水层等。
三、新奥法施工办法
全断面法
（一）全断面法概念及合用条件
全断面法全称为“全断面一次开挖法”，即按隧道设计断面轮廓一次开挖成型办法，如图1所示。
全断面法常合用于Ⅰ～Ⅲ级硬岩石质隧道，可采用深孔爆破施工。

图1 全断面施工办法
1-全断面开挖；2-锚喷支护；3-模筑混凝土
（二）全断面法优缺陷
长处：较大作业空间，有助于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，工序少，干扰少，便于施工组织与管理，采用深孔爆破时，可加快掘进速度，对围岩震动次数较少，有助于围岩稳定。
缺陷：由于开挖面较大，围岩相对稳定性减少，且每循环工作量相对较大，规定施工单位有较强开挖、出渣与运送及支护能力，采用深孔爆破时，产生爆破震动较大，对钻爆设计和控制爆破作业规定较高。
（三）全断面施工工序
1.用钻孔台车钻眼，然后装药、联接导火线；
2.退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断面；
3.排除危石；
4.喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆；
5.用装碴机将石碴装入运送车辆，运出洞外；
6.喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆；
7.依照需要可喷第二层混凝土和隧道底部混凝土；
8.开始下一轮循环；
9.通过量测判断围岩和初期支护变形，待基本稳定后，施作二次模注混凝土衬砌。
（四）全断面施工注意问题
1.加强对开挖面前方工程地质和水文地质调查。
2.各工序机械设备要配套。
3.加强各种辅助施工办法设计和施工检查。
4.注重和加强对施工操作人员技术培训。
5.在选取支护类型时，应优先考虑锚杆和喷射混凝土、挂网、拱架等支护型式。
台阶法
（一）台阶法概念及合用条件
是新奥法中合用性最广施工办法，多合用于Ⅳ、Ⅴ级围岩中。它将断面提成上半断面和下半断面两某些分别进行开挖，如图2所示，随着台阶长度调节，它几乎可以用于所有地层。依照台阶长度，它有长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种方式。

图2 台阶施工办法
1—上半部开挖 2—拱部喷锚支护 3—拱部衬砌
4—下半部中央部开挖 5—边墙部开挖 6—边墙部喷锚支护及衬砌

图3 台阶法
a)长台阶法 b)短台阶法 c)超短台阶法
（1）长台阶法 如图3a，上、下开挖断面相距较远，普通上台阶超前50m以上或不不大于5倍洞宽。施工时，上、下部可配备同类机械进行平行作业。当机械局限性时也可用一套机械设备交替作业，即在上半断面开挖一种进尺，然后再在下断面开挖一种进尺。当隧道长度较短时，亦可先将上半断面所有挖通后，再进行下半断面施工，习惯上又称为“半断面法”。
（2）短台阶法 如图3b，这种办法也是提成上下两个断面开挖，两个断面相距较近，普通上台阶长度不大于5倍但不不大于1～1.5倍洞宽，或5～50m，上下断面基本上可以采用平行作业，其作业顺序和长台阶法相似。短台阶法能缩短支护构造闭合时间，改进初期支护受力条件，当遇到软弱围岩时需慎重考虑，必要时应采用辅助施工办法稳定开挖工作面，以保证施工安全。
（3）超短台阶法 如图3c，这是一种适于在软弱地层中开挖施工办法，普通在膨胀性围岩及土质地层中采用。为了尽快形成初期闭合支护以稳定围岩，上下台阶之间距离进一步缩短，上台阶仅超前3～5m，不能平行作业，只能采用交替作业，因而施工进度会受到很大影响。在软弱围岩中采用超短台阶法施工时应特别注意开挖工作面稳定性，必要时可对围岩采用预加固或预支护办法，如向围岩中注浆或打入超前水平小导管等。
（二）台阶法优缺陷
长处：开挖具备足够作业空间和较快施工速度，有助于稳定，上部开挖支护后，下部作业较安全。
缺陷：上下部作业互相干扰，台阶开挖会增长对围岩扰动次数等。
（三）台阶法注意问题
1.台阶数不适当过多，台阶长度要恰当，普通以一种台阶垂直开挖究竟，保持平台长2.5m～3m为好。
2.个别破碎地段可配合喷锚支护和挂网施工。
3.上部开挖时，因临空面较大，易使爆破面渣块较大，不利于装渣，应恰当密布中小炮孔。
4.采用台阶法开挖核心问题是台阶划分形式。台阶划分规定做到爆破后渣量较大，钻孔作业面与出渣运送干扰少。
分部开挖法
（一）分部开挖法概念及合用条件
又称环形开挖留核心土法，合用于普通土质或易坍塌软弱围岩地段。上部留核心土可以支挡开挖工作面，增强开挖工作面稳定，施工安全性较好。普通环形开挖进尺为0.5m～1.0m，不适当过长，上下台阶可用单臂掘进机开挖，开挖和支护顺序如图4所示。

图4 台阶分部开挖法
1—上弧形导坑开挖 2—拱部喷锚支护 3—拱部衬砌 4—中核开挖 5—下部开挖 6—边墙部喷锚支护及衬砌 7—灌筑仰拱
（二）分部开挖法优缺陷
长处：与超短台阶法相比，台阶长度可以加长，相称于短台阶法台阶长度，减少了上下台阶施工干扰，施工速度可加快。并且较侧臂导坑法机械化限度高。
缺陷：开挖中围岩要经受多次扰动，并且断面分块多，支护构造形成全断面封闭时间长，将也许使围岩变形增大，需要结合辅助施工办法对开挖工作面及其前方岩体进行预支护或预加固。
单侧壁导坑法
（一）单侧壁导坑法合用条件
合用于围岩稳定性较差（如软弱松散围岩），隧道跨度较大，地表沉陷难于控制地段。该法拟定侧壁导坑尺寸很重要，普通侧壁导坑宽度不适当超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜，导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较以便，开挖和支护顺序如图5所示。

图5 单侧壁导坑法
1—侧壁导坑开挖 2—侧壁导坑锚喷支护及设立中壁墙暂时支撑
3—后行某些上台阶开挖 4—后行某些下台阶开挖 5—后行某些喷锚支护 6—拆除中壁墙 7—灌筑仰拱 8—灌筑洞周衬砌
（二）单侧壁导坑法优缺陷
长处：是通过形成闭合支护侧导坑将隧道断面跨度一分为二，有效地避免了大跨度开挖导致不利影响，明显地提高了围岩稳定性。
缺陷：是由于要施作侧壁导坑内侧支护，随后又要拆除，增长了工程造价。
双侧壁导坑法
（一）双侧壁导坑法概念及合用条件
又称眼镜工法，合用于在软弱围岩中，当隧道跨度更大（如三车道公路隧道等）或因环境规定，且规定严格控制地表沉陷地段。开挖和支护顺序如图6所示。
导坑尺寸拟定原则同单侧壁导坑法，但宽度不适当超过断面最大跨度1/3。左、右侧导坑应错开开挖，以避免在同一断面上同步开挖而不利于围岩稳定。

图6 双侧壁导坑法
1—侧壁导坑开挖 2—侧壁导坑锚喷支护及设立中壁墙暂时支撑
3—后行某些上台阶开挖 4—后行某些下台阶开挖 5—后行某些喷锚支护 6—拆除中壁墙 7—灌筑仰拱 8—灌筑洞周衬砌
（二）双侧壁导坑法优缺陷
双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多一点，对围岩扰动次数增长，且初期支护全断面闭合时间延长，但每个分块都是在开挖后及时各自闭合，因此在施工期间变形几乎不发展。该法施工安全，但进度慢，成本高。
其她施工办法
中隔墙法（简称“CD”法）和交叉中隔墙法（简称“CRD”法）是两种合用于软弱地层施工办法，特别是对于控制地表沉陷有较好效果，普通重要用于都市地下铁道施工中，因其造价高，故在山岭隧道中很少采用，但在特殊情形中，也可采用，如膨胀土地层。
新奥法施工中也许发生问题及解决办法
依照实践经验，将新奥法中经常出观某些异常现象及应采用办法列于表1-1中。
表1-1 施工中现象及解决办法

注：A进行比较简朴变化就可解决问题办法；
B涉及需要变化支护办法等比较大变动才干解决问题办法。