新奥法施工技术文献综述

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1、新奥法施工技术文献综述随着隧道工程设计理论和施工工艺的不断发展,特别是岩体力学的兴起,在20世纪50年代产生了新奥法,它对隧道设计理论和施工工艺提出了新概念。奥地利学者腊布塞维奇于1934年提出了在隧道中应用喷浆技术,并于1942年~1945年在奥地利的劳普隧道开始使用喷射混凝土技术。二战后,混凝土喷射机及速混凝剂的出现,使喷射混凝土技术有了很大发展,以后又出现了锚杆。腊氏以锚喷支护的实践和岩体力学的理论为基础提出了新奥法,并于1954年~1955年首次应用于奥地利的普鲁茨依姆斯特电站的压力输水隧洞工程中,于60年代取得专利权并正式命名,被介绍到我国,并得到迅速发展。事实证明,在铁路隧道设

2、计施工中采用新奥法,可节省大量木材,改善施工条件,也为大型施工机械化作业提供了条件。新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和和装饰美化作用。1934年，新奥法主要

3、创始人L.V.拉布采维茨在就试图将喷浆方法用于地下工程。他在1942～1945年建造的洛伊布尔隧道中采用了双层薄衬砌，即先喷一层混凝土，待变形收敛后再喷一层。1944年，他发表了有关喷混凝土的论文，并指出了围岩动态随时间变化的重要性。1948年，又指出了量测工作的重要性。又无公害的新喷敷方法新奥法。1948～1953年喷混凝土在奥地利首次用于卡普伦水力发电站的默尔隧洞。最早在欧洲推广使用锚杆的是1951～1953年建造的伊泽尔-阿尔克电站的有压输水隧洞。1953～1955年修建普鲁茨-伊姆斯特电站的有压输水隧洞时，按照拉布采维茨的建议，充分采用锚杆而获得成功。1957～1965年是着手发展新

4、奥法的时期。拉布采维茨于1963年将这一方法正式命名为新奥地利隧道施工法。1964～1969年又提出了在岩石压力下隧道稳定性的理论分析，强调采用薄层支护，并及时修筑仰拱以闭合衬砌的重要性。根据实验证实，衬砌应按剪切破坏进行设计计算。奥地利的马森贝格道路隧道由于地质不良，用比国法失败后，改用新奥法使闭合隧道衬砌环的经验取得成功，并在1971年及1974年分别用于地压很大的陶恩隧道和阿尔贝格隧道。新奥法支护机理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

5、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。新奥法的原理新奥法是一个具体应用岩体动态性质的完整的力学概念(或者说是一种隧道工程概念),是按科学制定的并已为实践所证明的原则和思想去修筑隧道。其主要意图是充分调动岩体自身的承载能力,使隧道施工更安全,更经济,科学性过去的隧道修筑方法高,因而不能单纯地将它看成是一种施工方法或支护方法,也不能片面理解,将仅用锚喷支护或运用新奥法部分原理施工隧道,就认为是采用新奥法修建。事实上锚喷支护并不能完全表达新奥法的含义,新奥法的内容及范围是相

6、当广泛、深入的。因此,新奥法应遵循一系列原则。关于新奥法原理,有的列了22条,有的归纳了7条,还有的归纳了5条。但其基本精神1条,运用各种手段(开挖方法、支护、测量及地层预处理等)控制围岩,最大限度地保护和调动围岩的自身能力。为了便于理解,我认为以MULLER所列的22条基本原理为基础进行归纳整理,介绍如下:(1)隧道是衬砌混凝土和围岩的整体化结构物,从根本上讲,起到隧道支护作用的是围岩。(2)(2)开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破,并尽量采用大断面或较大的断面开挖,以减少对围岩的扰动,保证围岩起到支护作用,在开挖时必须不破坏围岩的原有强度,极力防止围岩松弛。尽可能避免围岩处于单轴或二轴应力

7、状态。(3)隧道开挖后,尽量利用围岩的自身能力,充分发挥围岩自身的支护作用。采用喷射混凝土及时封闭开挖表面,能有效地防止围岩松动。(4)根据围岩的特征采取不同的支护类型和参数,及时施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护,以控制围岩的变形和松驰。防止得越好,安全性和经济性就越高。(5)衬砌要在恰当的时候进行,控制时间,太早或太迟都不行。支护的刚度要适宜,太硬不行,太柔软也不行,同时必须使用能发挥围岩强度的