6.2.2 新奥法施工的基本要点

更新于 2026年10月13日 版权声明
6.2.2 新奥法施工的基本要点

新奥法施工的基本要点可归纳为以下几个方面。

(1)隧道开挖后,围岩自身承担着重要的支护作用,而衬砌仅仅是对围岩进行加固,使其可以成为一个整体而产生共同作用。因此,在隧道开挖过程中需要最大限度地确保围岩固有的强度,同时也不得由于顶替支撑而使得围岩出现变形和松弛,总的来说保证围岩始终处于三轴应力约束状态是最理想的。

(2)一旦发现围岩出现较大的变形或者松弛,应立即对开挖面进行保护,并能在恰当的时候对其进行敷设,过早或者过迟都不利,同时刚度和强度也不能过大或者过小,还应保证与围岩紧紧地贴在一起,施作成薄性柔层,当然也允许出现一定的变形,使得围岩在释放应力的过程中起到主要的卸载作用,尽量避免其出现弯矩破坏的可能性。这一新型的支护方式与传统的支护方式有很多的不同之处,该支护不是因受弯矩而是受压剪作用破坏的。由于混凝土的抗剪强度远远高于抗拉强度和抗弯强度,从而具有更高的承载能力,一次支护的位移收敛后,可在其表面上敷设一层高质量的防水层,为二次支护奠定坚实的基础。前后两次支护与围岩之间都只有径向力作用。

(3)衬砌需要增强的区段,不仅仅是增大混凝土的厚度,而是需要增加钢筋网、钢支撑和锚杆,使隧道全长范围内采用相同的开挖断面。此外,由于新奥法无须在坑道内设置杆件作为支撑,具有宽敞的施工空间,从而确保了施工人员的安全性。(https://www.daowen.com)

(4)为了准确了解和掌握围岩与支护的时间特性,在进行室内试验的过程中,需要先在施工现场进行测量,测量内容主要包括衬砌内应力、围岩与衬砌的接触应力、围岩的变位情况,通过以上参数确定围岩的稳定时间、变形速度和围岩的类型等,并在明确地形地质条件的基础上,及时变更施工方法。量测监控作为新奥法中的一个基本特征,重点是围岩支护的力学特征随时间的变化动态。衬砌的做法和时间选择都是根据围岩的变位量测而决定的。

(5)隧道支护在力学上可以当作厚壁圆筒,它指的是由围岩支承环和衬砌环共同组成的结构,二者具有相似的作用,而圆筒在闭合的情况下才能起到力学作用,所以除了坚硬的岩层,敷设仰拱使其闭合是十分重要的。围岩的动态情况主要取决于衬砌环的闭合时间,当上半截面超过隧道掘进的计划范围时,其闭合时间也会相应推迟,进而在隧道的纵向方向形成悬臂梁,避免因弯矩产生不良的影响。另外,为了降低和减少引起围岩破坏的应力集中,断面应确保无角隅,尽量采用圆形断面。

(6)围岩的破坏还会受到开挖、衬砌、支护以及施工方法的影响,其对结构的安全性和稳定性发挥着不容忽视的重要作用。因综合考虑到掘进周期、衬砌过程中仰拱的闭合时间、拱部导坑长度以及衬砌长度等因素的影响,需要将围岩和支护作为一个整体来看待;再从应力重分布角度来看,全断面一次开挖是最具有可行性的,分布开挖反而会使应力反复分布而导致围岩出现损坏。

(7)岩层内部的渗透水压力需要采取针对性的排水措施来降低。就目前的情况来看,新奥法支护体系依然处于探索和发展的阶段,它的前提条件是首先对围岩进行科学合理的分类,然后根据已经建设完成的工程施工经验,确定支护参数。这一工程类比法由于仅考虑了围岩的结构、岩块的单轴抗压强度、项目所在区域内的地形地质条件、坑道跨度以及围岩的自稳定性时间等方面的因素,还需要在实际的设计和施工环节,根据量测的数据和实际情况进行修正。施工现场监控设计,在通常情况下需要先区分设计阶段和最后设计阶段,最后设计阶段指的是根据施工现场的监控量测获得的数据,经过仔细的分析、比较和计算,最后确定设计方案。如果仅仅通过理论解析和有限元数值计算,难以获得既可靠又满意的结果,必须结合以上两种方法共同加以确定。

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