2 隧道新奥法施工ppt课件

1、第二章 隧道新奥法施工一、新奥法的开展过程二、新奥法的根本原理三、锚杆支护机理四、隧道施工监测第二章 隧道新奥法施工一、新奥法的开展过程Rabcewicz最早把新奥法思想用于奥地利阿尔卑斯山深埋硬岩隧道建立，采用柔性支护旨在充分利用拱效应地层的自稳才干；20世纪60年代中期，Muller把新奥法用于法兰克福、慕尼黑等城市地铁软岩隧道中。由于地表建筑物的存在，这些软岩隧道的构造设计和施工对地表沉陷有严厉限制。因此采用地层预加固和具有足够强度的预支护的方法施工。德国学者格拉兹尔指出：开挖具有相当地应力的硬岩隧道，锚喷支护应采用柔性支护，以便有控制的释放部分地应力，使围岩在新的条件下到达稳定。在不稳

2、定的软岩地层条件下开挖隧道，锚喷支护应具有足够的刚度，以防止地层产生过大的扰动，同时也防止地表过大沉降。我国20世纪70年代引入新奥法，并得到迅速推行，获得了良好效益。特别在软岩隧道施工中，一开场就抓住了问题的关键，提出了既科学又全面的“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封锁、勤量测十八字诀，防止了国际隧道界围绕新奥法的猛烈争论和有些国家照搬硬岩隧道新奥法阅历的弯路。因此，在实践隧道开挖中，必需充分了解地层发生的变化，采取相应的加固方法和相应的支护措施，到达平安、经济的目的，这才是新奥法的精神本质。二、新奥法根本原理什么是新奥法？ 新奥法是奥地利工程师Rabcewicz、Muller20世纪6

3、0年代总结隧道建造实际阅历的根底上创建的。是目前国内外隧道构造设计和施工的重要方法。 其实际根底就是最大限制地发扬围岩的自承才干，尽量的减少对围岩的扰动，坚持围岩的原有强度，允许围岩变形但又不致出现剧烈松弛破坏，及时掌握围岩和支护变形动态的隧道开挖与支护的原那么，使隧道围岩变形与限制变形的构造支护抗力坚持动态平衡。根本原理：1、围岩是隧道构造的主要承载部分，隧道开挖应尽 量减小对围岩扰动，维护原岩强度；2、开挖后需对原岩进展加固。减少开挖次数，尽量限制开挖后隧道围岩二次应力重分布和松动圈构成的范围；3、隧道围岩支护过程中，一方面允许围岩有一定的位移，从而产生受力环区，另一方面，又必需限制围岩位

4、移的程度，防止围岩变形过大而产生严重松弛卸载；4、初期支护主要作用：不是用来承当隧道围岩所失去的承载力，而是坚持围岩的自承形状，防治严重的松弛和卸载。初期支护的建造必需及时，延时支护能够使围岩在开挖后构成有害变形，围岩部分破坏，不利于构成承力维护区。初期支护可视为整体承重构造的一部分。5、围岩自稳时间的评定，一方面经过对围岩地质条件的初步伐查来评定，另一方面经过建造过程中的各种参数的监控量测断定。6、放射混凝土具有可填平凹凸面、与围岩密贴等特点，使围岩的受力条件不发生严重的应力重分布，常被用来作为初期支护，围岩较差时还运用锚杆、挂网、钢拱架。喷混凝土本身具有强度高和可变性的特点，其整体构造效应

5、可视为薄壳，具有可塑性和可收缩性的才干。7、隧道开挖后应及时闭合隧道断面，在破碎和脆弱围岩中需及时建造仰拱，以构成封锁构造。为了提高隧道衬砌构造强度和刚度，普通不添加其厚度，只添加钢筋含量，如钢拱架、锚杆数量、长度，以实现围岩受力环区。8、对整体构造系统的稳定性和平安度评价及设计构造需求加强的必要性以及设计构造刚度的减小，均根据建造过程中的应力变外形状的丈量结果确定。9、控制外源水压和静水压力的手段是经过在外壳必要时也可在内壳上设置软管及足够的密封排水安装来实现。 新奥法的中心就在于充分发扬围岩的自承作用。放射混凝土和锚杆等起到加固围岩的作用，和围岩融为一体，作为隧道围岩维持自稳才干的构造；经

6、过监控量测，实行信息化施工和设计，有控制的调理围岩的变形，以最大限制的利用围岩自承才干。三、锚杆支护机理隧道围岩的稳定性主要受岩体构造的控制，围岩的变形主要是构造变形，围岩的破坏主要是构造破坏岩体中锚杆的作用主要表达在对构造面张开和滑动控制上，这是锚杆的根本支护作用。对于块状构造岩体 块状构造围岩的构造失稳过程是从外表部分岩块掉落开场的。这种过程不是岩块资料的变形和破坏，与岩块弹模、强度无关，主要取决于构造面的贯穿、倾角、粗糙度、地下水等条件。锚杆的作用在于经过本身受拉受剪控制构造面的张开和滑动，阻止岩块掉落对于层状构造岩体 锚杆的支护作用主要表如今将多层岩石组合起来，部分构成一个整体，减弱层

7、面的构造效应，构成组合梁对于碎裂构造岩体及散体构造岩体 碎裂构造岩体及散体构造岩体，构造面较多，隧道开挖后在围岩外表构成众多的小的围岩块体，极易掉落。锚杆的作用主要是加固岩体构成整体，防止围岩层裂化，控制岩块的滑动和转动，以及组合拱的作用。认识锚杆的支护作用，要从分析围岩的构造变形和失稳机理入手。不同构造类型的岩体，其变形失稳机理不同。了解锚杆的支护机理，是隧道施工、设计锚杆参数，优化锚杆布置的根据关于放射混凝土 放射混凝土作用有支撑、填补、粘结和封锁四、隧道监控量测隧道施工过程中，运用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护、衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进展量测和察看，并对其稳定性进展评价

8、，统称为监控量测隧道监控量测是保证工程质量与平安的重要措施，是判别围岩和衬砌能否稳定，保证施工平安，指点施工顺序，进展施工管理，提供设计信息的主要手段隧道是处于与围岩相互作用的体系之中的构造物；是处于千变万化的地质条件之中的工程单元体迄今为止，围岩压力的分布与量值仍在研讨之中，隧道设计是建立在假设干假定条件下进展的隧道从开挖起，不断到受力平衡和体系稳定，或构造受损，支护的内力和外形都在变动之中施工监控量测的义务 1、确保平安：为此需掌握围岩和支护形状，进展动态管理，根据量测信息，预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然 2、指点施工：量测数据经过分析处置，预测和确认隧道围岩最终稳定时间，指

9、点施工顺序和施作二次衬砌时间 3、修正设计：根据隧道开挖后的监控量测信息，进展综合分析，修正支护参数和检验施工与设计 4、积累资料：已有工程的量测结果可直接运用到后续同类围岩中，或间接运用到其他类似工程中，作为设计和施工的参考资料施工监控量测的工程包括必测和选测工程工程的选择，应根据隧道工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋深、工程性质、开挖方法、支护类型等要素确定。不同条件下，选测工程也能够成为必测工程量测的主要工程： 1、地质和支护情况察看 2、周边位移 3、拱顶下沉 4、锚杆或锚索内力及抗拔力 5、地表下沉 6、围岩体内位移 7、围岩体内位移地表 8、围岩压力及支护层间压

10、力 9、钢支撑内力及外力 10、支护衬砌内应力、外表应力及裂痕量测 11、围岩弹性波测试隧道内目测察看 察看目的： 1、预测开挖面前方的地质条件； 2、为判别围岩、隧道的稳定性提供地质根据； 3、根据喷层外表形状及锚杆的任务形状，分析支护构造的可靠程度 开挖后没有支护的围岩目测内容主要是任务面的工程地质和水文地质条件，如岩石、构造、断层、地下水、顶板剥落 开挖后支护段：喷层外表；锚杆形状、质量问题、钢拱架、底鼓景象目测法危险性判别: 1、危险性不大的破坏：构筑仰拱后的拱肩部剪切破坏 2、危险性较大的破坏：没有构筑仰拱的情况下，隧道净空位移速率较大且位移量极大时，拱顶喷混凝土因受弯曲紧缩而产生的

11、裂隙经常开展急剧，伴有混凝土碎片剥落，隧道内有异常响动，烟尘飞扬，漏水量忽然增大 3、塌方征兆：拱顶喷混凝土出现对称的能够向下滑动的剪切破坏时，或侧墙发生向内侧滑动的剪切破坏，并伴有底鼓景象，都有能够发生塌方事故周边位移量测 隧道内壁面连线方向的位移之和称为收敛。收敛值为两次量测值之差。 目的：根据变形速率判别围岩稳定程度和二次衬砌的合理施作时机。 要求：必需量测准确，计算无误。 方法：一条、两条、三条拱顶下沉： 隧道拱顶内壁绝对下沉值称为拱顶下沉。 对于埋深较浅、固结程度低、程度岩层等，比收敛量测更重要。其量测数据是确认围岩稳定性、判别支护效果、指点施工工序、预防拱顶塌落、保证施工质量与平安的最根本资料。地表下沉 对于浅埋隧道和隧道洞口段，常位于脆弱、破碎、自稳时间较短的围岩中，容易发生冒顶塌方或地表有害沉降，危及地表