《隧道与地下工程施工》课件-模块四 钻爆法隧道施工技术-隧道施工方法1-矿山法与新奥法

《隧道与地下工程施工》模块四

钻爆法隧道施工技术

单元1钻爆法隧道施工方法1——矿山法与新奥法

《隧道工程施工》

新奥法施工要点3本讲主要内容

传统矿山法施工1新奥法施工简介2钻爆法隧道施工方法01一、钻爆法隧道施工方法

公路隧道多为山岭隧道，常用的施工方法为矿山法。矿山法因最早应用于采矿坑道而得名，在矿山中，多数情况下都需采用钻眼爆破进行开挖，故又称钻爆法。

从隧道工程的发展趋势来看，钻爆法仍将是今后山岭隧道最常用的开挖方法之一。

钻爆法隧道施工方法01一、钻爆法隧道施工方法

在矿山法中，坑道开挖后的支护方法，大致可以分为钢木构件支撑和锚杆喷射混凝土支护两类。

“传统矿山法”：作为隧道施工方法，人们习惯上将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统矿山法”。

“新奥法”：将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称为“新奥法”。

目前我国隧道工程中已广泛使用新奥法。钢木构件支撑锚喷支护隧道施工方法01一、隧道施工方法

1、传统矿山法施工

矿山法是一种传统施工方法，是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法，因借鉴矿山开拓巷道的方法而取名。它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成型后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久性支护的施工方法。

钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

1、传统矿山法施工

矿山法的基本原理：隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是按分部顺序采取分割式开挖，并要求边挖边撑以求安全，所以支撑复杂，支撑材料耗用多。

矿山法特点：该施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多，限制了它的发展和应用，目前已经很少采用。钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法简介

新奥法：即新奥地利隧道施工方法的简称。

新奥法概念是奥地利学者拉布希维兹（L.V.RABCEWICZ）教授于50年代提出的，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法，经过一些国家的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展。

钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法简介

80年代我国在修建衡广铁路复线的大瑶山双线隧道时，以中铁隧道局王梦恕为首的技术团队将新奥法原理引入、吸收和推广，我国隧道与地下工程施工技术由此发生了质的飞跃。大瑶山隧道全长14.295公里，铁四院设计，中铁隧道施工，设计水平达到当时世界最高水平，打破了中国长期以来因技术条件限制不能修建超过10公里的长大隧道的禁区。1992年大瑶山长大铁路隧道修建新技术荣获国家科技进步特等奖。钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法简介

新奥法的核心思想：新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法简介

新奥法与传统矿山法的不同：

相同点：都采用钻爆法施工，基本工序相似。

不同点：主要区别在于对围岩承载的认识和支护方式。钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法简介

在对围岩承载的认识上，新奥法强调加固围岩，而传统矿山法强调支撑。

新奥法认为：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。

在支护条件上传统矿山法以钢木构件支撑，而新奥法采用锚杆喷射混凝土支护。钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法简介

新奥法三大要素：光面爆破、喷锚支护和监控量测

光面爆破喷锚支护监控量测钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法简介

新奥法施工的基本原则：“少扰动”、“早喷锚”、“勤量测”、“紧封闭”

“少扰动”：隧道开挖时，尽量减少对围岩的扰动次数、强度、范围、扰动持续时间。

“早喷锚”：开挖后及时施作初期喷锚支护，使围岩变形进入受控状态。

“勤量测”：以直观、可靠量测方法和数据来准确评价围岩的稳定状态，或判断其发展趋势，以便及时调整支护形式和开挖方法

“紧封闭”：尽快形成对围岩的封闭式支护，有效控制围岩变形，使支护和围岩共同进入良好的工作状态。钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法的施工要点

新奥法是具体应用岩体动态性质的完整工程概念，其施工要点如下：(1)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断面开挖，以减少对围岩的扰动。(2)隧道开挖后，尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身的支护作用。(3)根据围岩的特征，采用不同的支护类型和参数，适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弛。钻爆法隧道施工方法01一、隧道施工方法

2、新奥法的施工要点

(4)在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定。(5)二次衬砌是在围岩与初期支护变形基本稳定