交通环保 ＬｏＷ ＣＡＲＢｏＮ Ｗ０ＲＬＤ ２０１５／１ 探讨新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用 缪进兴（宁德市路桥建设有限公司，福建宁德） 【摘 要】我国公路建设迅猛发展，新奥法施工技术的使用范围越来越广阔，成为软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本施工方法。笔者根据 新奥法施工特点、施工原理、施工技术及施工流程，阐述了新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用。 【关键词】新奥法；施工特点 施工原理；公路隧道 【中图分类号】Ｕ４５５．４８ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１５）０２—０２６０—０２ 新奥法是５０年代奥地利学者拉布西维兹教授提出的．它 力。因此．需要抑制围岩变形范围，防止围岩出现松动现象，影 以隧道工程经验和岩体力学理论为基础．将锚杆与喷射混凝 土相结合，作为主要支护手段的一种施工方法【”。随后该方法 在许多国家大力发展，成为现代隧道工程技术的标志之一。 该施工方法能有效防止岩层变形．保持岩层的稳定性，减 少隧道坍塌现象的发生率，为人类作出重要贡献。 １新奥法施工特点 １．１及时性 新奥法中的喷锚支护所起的作用是：开挖面施工时，可以 最大限度地利用开挖面的时空效应．有效控制变形发生率，避 免围岩松动现象发生，需要超前支护的情况下，喷射的混凝土 强度与其粘结性相互作用，使得支护手段更加及时、坚固、有 效。将隧道的巷道爆破之后，立即施工，喷射混凝土能保护岩 层，使其不发生变形，控制应力降低区的伸展，使得支护的承 载力有所减轻．岩层更加稳固。 １．２封闭性 采用喷锚支护技术之后能及时施工，支护全面密粘能有 效防止风化作用造成的围岩破坏现象。喷射混凝土支护最大 的优点是，能以较高的速度射向岩面。既能将围岩的裂隙填充 好．又能提高围岩强度，增加围岩的牢固性。喷锚支护将围岩 与外界封闭起来．水和空气与岩层彻底隔绝开来，使得裂隙填 充物不会因为氧化反应逐渐软化．保持围岩稳定性。 １．３粘结性 一般情况下。喷锚支护与围岩粘结会产生三种作用．包 括：连锁作用。被裂隙分割的岩石与支护粘结在一起，围岩的 某块危岩一旦滑落，附近的岩块会随之一起滑落。失去稳定 性，出现大范围冒顶或片帮现象。开巷之后，及时使用喷锚支 护可以抵挡围岩的局部破坏．其粘结力和抗剪强度能防止周 围岩层滑落，使得围岩整体、统一：复合作用：围岩与喷锚支护 形成复合体，保持围岩的稳定性．使得围岩的支撑能力有所提 高，与围岩共同作用，将岩石的荷载转化成承栽力，改变支架 承担的弱点：增加作用：开巷后，喷锚支护能将不平整的围岩 填平，避免围岩不平引起应力集中．使得围岩遭受一定程度的 破坏。 １．４柔性 新奥法中使用的喷锚支护属于柔性支护，围岩在一定程 度上会发生变形，形成非弹性变形区。只有将围岩的发展方向 及时控制，围岩才能充分发挥自承能力。此外，使用喷锚支护 时，围岩会与之一同变形．相互挤压之后，围岩会产生反支护 ２６Ｄ 响隧道工程质量。 ２新奥法施工原理、施工技术及施工流程 ２．１新奥法施工岩体力学原理 新奥法岩体力学原理认为：围岩一般拥有自稳能力，即使 围岩处于不稳定状态，失去自身稳定性也需要一个过程，此过 程中如果能及时获得帮助，起到一定的作用，围岩就能进 入稳定状态。由此可见，此种理论注重过程及对过程的有效控 制，充分利用围岩自身稳定性这一特点展开研究。 ２．２新奥法喷射混凝土的支护机理 新奥法与传统的支架种类不一样．传统支架以木支架、钢 筋混凝土、钢支架和砌石支护为主，采用锚杆支护、锚网支护、 锚杆注浆支护等柔性支护手段，恰当掌握支护时机，尽量将支 护结构闭合．与围岩一同产生变形，适当释放应力，从而获得 更高的自承能力。但新奥法从不同角度看待岩体，既是产生载 荷的原因，又是主要承载结构，岩体与支护结构不可分割，相 互统一才能发挥岩体最大承载作用日 向围岩喷射混凝土。能 使岩块粘结起来，提高岩体粘结力的同时，缓解应力集中现 象．使围岩处于稳定的三轴应力状态．其工艺流程图图１所示。 图１喷射混凝土工艺流程图 ２．３新奥法的量测技术 新奥法需要根据工程的地质情况及施工要求．制定合理的 量测计划与量测项目。量测项目包括：位移、应力应变、触应力 等。采用水平仪量测围岩表面位移及地面沉陷，利用伸长计对 围岩不同半径处的变形进行量测．压力由压力盒量测、收敛变 形由收敛计量测等等。将数据整理、记录、分析，对围岩稳定性 全面分析，在施工中加以指导，根据现场情况及时调整施工方 案。因此。新奥法是将施工与设计融为一体的新型施工方法。 ２．４新奥法施工流程 采用新奥法施工．施工流程如图２所示 ３新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用 ３．１利用新奥法加强隧道围岩的支护 ＬｏＷ ＣＡＲＢ０Ｎ ＷｏＲＬＤ ２０１５，ｉ 交通环保 ３．３利用新奥法实施隧道开挖工程，解决地质破裂 及渗水问题 隧道开挖之前的爆破工作必不可少，一般采用矿山法、盾 构法及掘进机法等光面爆破方法。光面爆破利用岩体抗劈力 低的特点，将周边眼间距缩小，把控好方向，正确设置起爆点． 避免周边眼以及岩体遭受破坏，达到预期效果。光面爆破使得 出渣量减少，节省混凝土使用量，提高工程效率，降低成本。由 此看来，新奥法施工的优点是：能减少爆破对周围岩体的影 图２新奥法施工流程图 响，使得开挖面平滑，保护围岩的同时，发挥其自承能力。针对 实施隧道开挖工程后，围岩应力会再次分布．必须加强围 地质破裂现象，采用控制开挖、锚杆支护、监测相结合的方式． 岩的稳固性，使得围岩卸栽后强度得到一定的保障。为了满足 能安全、高效地完成衬砌工作。针对渗水问题．结合工程地质 结构承栽的需要，围岩会发生一定程度的变形及位移，开挖工 资料，查清水源，打开排水孔将主流集中导出．在排水孔中插 程实施后，形成拱膜效应，导致受力环区形成。同时，围岩的位 入钢管，用棉纱将钢管与孔壁间隙封紧，利用速凝水泥砂浆堵 移速度要控制在一定范围之内，避免位移速度过快造成大面 在棉纱外部，将塑料软管与钢管结合．渗水引入底板．防止渗 积变形，使得围岩出现松动现象，影响其隐定性。因此，需要新 水往下流，影响混凝土浇筑，开挖面的渗水，采用超前排水锚 奥法的隧道支护结构对隧道进行支护．支护时．选用锚喷进行 杆，加固围岩的同时还能起排水作用。 初期支护。二次支护时，利用模筑混凝土复合衬砌【３１。锚喷支护 由喷射混凝土、钢筋网喷混凝土及锚杆组合而成的支护结构。 ４结束语 将带有速凝剂的混凝土，利用混凝土喷射机。使之与高压水混 合起来，在高压空气的帮助下将混凝土喷射到岩面，快速凝结 成形是喷射混凝土的工作流程 一综上所述，新奥法施工技术是在实践中总结而来，又在实 践工作中根据自身经验不断丰富其内容．使得其使用范围进 一步扩大。自新奥法在我国推广后，将科研、设计、施工相结 般情况下．如果围岩状态较好．喷射混凝土就成为主要 合，经过几十年的发展。取得了较大成就。虽然。新奥法缺点诸 支护方式，在锚杆的辅助下加固；如果围岩状态较差，锚杆就 成为主要支护方式。与喷射混凝土及钢筋网喷混凝土配舍使 多，还不够完善，但在科研工作者的深入研究。新奥法一定会 逐渐完善起来，在公路隧道工程中发挥更大作用。 用。公路隧道工程使用新奥法的锚喷支护技术．是将围岩作为 承载结构的重点，在二次衬砌支护过程中，锚喷支护技术成为 后期围岩的饰面及压力的承栽体 由此可见．进行二次衬砌之 前，要综合评估围岩的变形及隧道周边情况。无论初期支护还 的发生率。 参考文献 ［１】白金剑．基于新奥法施工隧道支护时机的模拟研究［Ｄ］．河北工程大 学，２０１２。１２：１１—１２． ［２】魏天刚．新奥法隧道施工技术ｆＪＪ．价值工程，２０１３，０５：１０８～１１０． ［Ｄ］．北京交通大学，２０１２，０８：２１～２３． 是永久支护，最好选择薄壳型的支护结构．减少弯曲断裂现象 ［３］徐新兴．软弱围岩条件下山岭隧道新奥法施工地层变形机理的研究 ３．２利用新奥法对公路隧道工程进行监测 隧道采用新奥法施工重点是监测，实施监测工作，能掌握 ［４］李圆圆．新奥法施工数值模拟及量测研究［Ｄ］．大连理工大学，２０１２，１６： ３３－３４． 围岩的物理性质，了解其稳定性，采用支护结构时，能掌握支 护的受力状态及变形趋势。能快速高效的确定支护与衬砌时 收稿日期：２０１４—１２—１５ 工程师，本科，主要从事路桥施 间，使得施工满足设计要求。因而．实施隧道开挖工程时，需要 作者简介：缪进兴（１９６７一），男，工工作。 做好以下工作： （１）监测之后，一旦发现稳固性差的围岩，及时支护；稳固 性好的围岩保证支护的即时性，喷射混凝土不仅要及时、快 速，其厚度必须要达到施工要求．根据工程需要添加钢筋网和 锚杆。初次完成混凝土喷射３－作后，一定要监测喷层的厚度， 监测合格之后才能进行下步操作 （２）初期支护工作一旦完成，变形基本处于稳定状态．尽 快加设模板，进行二次衬砌。采用新奥法施工的优点是：将岩 层监测、力学计算及经验方法相结合，勘察、设计、施工相互融 合，因此在了解地质情况的前提下，总结经验或数字计算。确 定喷锚支护的基本参数，需要监测的内容提前布置，开挖之前 提前了解围岩的物理性质及状态．将了解的信息间接描述出 来，反馈到工程中，保证开挖方性与科学性，为隧道 工程提供质量保障Ｈ。
