公路隧道工程新奥法施工分析

公路隧道工程新奥法施工分析

陈奇舞

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摘要：新奥法除了作为支护施工的一种方法，更是使得实时监控施工运行成为可能。全方位提高隧道围岩强度和承载性是新奥法保障施工安全性的有力措施，新奥法工程施工方法紧紧围绕围岩力学、支护结构体系的原理进行工程设计，将采取合适的支护措施用以抵抗结构变形作为基本设计原则，以严格预防岩层松动为最终目的。新奥法施工能够在一定范围内提升工程质量，并且在一定程度上创造更高的经济价值与社会价值。

关键词：公路隧道工程，新奥法，技术方案

1新奥法机理

奥地利学者拉布西维兹率先在自己的研究中提出新奥法这一概念，这在当时是一种从未谋面的工程方法，被学术界取名新奥法。针对施工中的围岩变形难题，新奥法是一条有效的解决途经，新奥法采取混凝土喷射和锚杆结合的方式，显著提升了围岩承载性，从而达到解决围岩变形的目的。新奥法区别于常用的钢木支撑法，是隧道施工方式的一项进步。新奥法秉承的是一种全新的施工理念，是根植于锚喷支护技术的基础上的一种理念，但又是对锚喷技术的一种突破和延伸。此外，新奥法还对隧道施工和地下洞室相关理论的大跨越现代化进步做出了贡献，为隧道工程技术高速发展打下了坚实的基础。

2新奥法施工特点

2.1及时性：新奥法采取所采取的喷锚支护技术可以最大程度地扩展施工面，首先，在无特殊情况下，前端的围岩变形可以由锚杆消除，在消除围岩变形的可能性之后，可以极大地减少岩壁松动。其次，为应对环境情况的多变，在有需要的情况下，我们还可以用新奥法进行超前支护，以保证岩壁的稳定性。为达到坚固围岩的目的，此时的新奥法利用混凝土喷射初始的粘性所产生的聚合力，能够显著降低岩层的变形程度。

2.2封闭性：一方面，爆破隧道产生的裂缝极易导致围岩变形或坍塌，新奥法使用的高速喷射混凝土可以填补爆破裂缝，有效降低安全隐患。另一方面，混凝土与锚杆是相互黏连的，共同构成相对封闭的结构，这种结构可以有效隔绝具有侵蚀性的水分或成分气体，减少膨胀效应引起的岩壁变形松动，从而形成新的稳定的封闭岩性结构。

2.3 粘结性：使用新奥法施工能够将喷锚支护结构与围岩整体粘结在一起，形成一个完整的保护结构，这样的整体结构具有多方面好处。一是可以将围岩间的碎石粘结起来，起到联锁作用，避免围岩碎石滑落的现象。二是缓冲局部破坏产生的作用力对围岩的影响，提升围岩整体稳定性。三是改进了传统施工过程中其他支护方法的单一承载缺点，避免应力集中现象，从整体上提高了围岩的强度。

2.4柔性：新奥法的喷锚支护方式可以使所产生的支护结构具备一定的柔韧性，并且喷锚支护方式本身也属于柔性薄层支护中的一种，可以在岩壁发生形变的同时，产生相互作用，共同变化，在一定程度上分散挤压力，阻止形变面积扩散，防止大范围岩层变形碎裂而导致坍塌。

3如何利用新奥法在公路隧道工程中施工

3.1隧道监控量测

监控量测的基本工序包括，一是实时配合施工作业，及时掌握并反馈围岩和支护的动态信息。二是采集数据,及时调整支护系统设计方案。三是分析量测数据,比对、修正设计参数。监控量测是贯穿施工全过程的一项重要工序。进行测量工作时，测量人员要根据地质状况、量测内容和施工方案等确定量测位置、布置测点，根据量测内容、量测仪器来选用具体量测手段，还要综合考虑操作难以程度、成本高低、数据可靠性、稳定性等因素。监控量测可分为必测项目和选测项目两种。除进行必测项目外,还要根据设计方案、隧道断面形态、面积和埋深、围岩状态、周边环境、支护参数和类型、施工方式等要素开展选测项目的测量。此外，在国内外多种量测仪器当中，要选择物理概念明确,量程较大满足需求,能够及时反馈信息数据，输出数据便于分析的测量仪具。

3.2开挖施工作业

1)土石方施工在明洞与洞口段的作业要点。在施工方式方法的选择上，开挖机械是土方施工的常用方法，而非电控爆破是石方作业的主要途经。明洞施工一般选择机械设备分别进行分层挖掘与喷锚支护施工的施工方法，即明挖施工法。在工程开展洞口土石方与防护支护施工的时候，施工作业应注意洞口边坡、仰坡的挖掘要尽力避免对岩土体的扰动，特别是禁止进行大规模爆破作业。另外，还应注意边坡、仰坡以上有滑塌风险的土壤、树木、土石等危险因素，其处理措施应结合施工和运营阶段的隧道安全和环境保护等因素确定；临时防护应视地质条件、施工季节和施工方法等,及时采取喷锚等措施。

2)洞口锚喷支护。洞口作业阶段我们要在施工现场内进行钢筋网加工作业，钢筋网制作完成后即刻进行焊接安装。在这之后就可以进行喷射施工了，此时要注意的施工要点是，喷射厚度要严格遵循施工设计方案要求，不可随意改变。暗洞进洞前需要进行洞口边仰坡支护施工作业，这时要着重使用人力，采用人工架设锚杆，在机械注浆后，依然采用人工方式进行锚杆固定。

3.3隧道开挖技术

隧道开挖通常使用光面爆破技术。这一技术牢牢把握岩石抗劈裂力低的特性，可以最大程度上降低超欠挖现象，有效减少出渣量。光面爆破技术实施过程中，要科学把控并缩小眼间距，控制好方向，精准选择装药量，选择最优起爆顺序，节约施工作业材料的同时，保证隧道施工的效率，控制开挖作业的成本。开展施工作业时，应做好严格的把控，因为如果隧道周围轮廓产生不规则情况，会对支护系统的整体稳定性产生影响。因为，如果隧道周围轮廓不规则就不能布放格栅拱架、钢拱架，或者会导致格栅拱架、钢拱架与围岩形成空隙。

3.4新奥法常见支护结构概述

目前，在公路隧道工程施工实践中，基本不允许“毛洞”的存在，必须根据围岩等级及现场施工情况对隧道内壁进行合理的支护，工程上又将隧道支护结构统称为衬砌。隧道衬砌可以将围岩与衬砌构成协同结构，具有承载性、可靠性、可施工性的特点，同时还可以满足隧道内通行净空要求。新奥法隧道衬砌结构除了具备隧道衬砌的一般特性之外，还可以加固围岩壁稳定结构，降低应力松弛效应导致的岩体塌落、晃动等疑难杂症。

常见的隧道支护结构分为防备、构造、承载等三种支护结构。其中，防备支护是用于封闭“毛洞”、保护岩壁的支护结构。防备支护是指直接单独向“毛洞”喷射混凝土或单独打锚杆进行支护的支护结构，具有工序简单、施工难度低的特点。所谓构造支护，适用于可独立形成稳定结构的隧道围岩，不需要太强的外界支护，通常选择喷射混凝土、打锚杆、浇筑混凝土等施工方式。由于这种围岩处于弹性变形限度内，为了提高施工效率，衬砌薄厚、锚杆参数等可以在现场施工现场直接决定。相对地，我们要选择可靠的支护结构应对可能塑性形变的隧道围岩，一般而言，复合衬砌结构是较好的选择。在复合衬砌结构中，“一衬”是指喷射混凝土与锚杆配合加固，“二衬”是指现浇混凝土构筑结合增设防渗保护层的方式。以上分类是隧道围岩等级及设计施工条件由等因素决定的。

结束语

综上所述，新奥法施工技术的应用，在公路隧道工程施工作业中发挥着积极的作用。新奥法施工技术的安全性，值得我们向全国推广。选择新奥法实施建设施工，将推动我国高速公路隧道建设向着更快、更强发展。

4参考文献

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[2]朱益华，朱洪波.高速公路超长隧道支护湿喷砼施工技术及质量控制分析[J].中国标准化，2019（4）：86-87.

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