新奥法、矿山法与浅埋暗挖法的阐述与比较.pdf

1.新奥法 新奥法（New Austrian Tunnelling Method）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装饰 美化作用。 新奥法施工基本原理：充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作 用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约 束??岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下 工程的设计与施工。 主要原则 （1）充分保护围岩，减少对围岩的扰动。 （2）充分发挥围岩的自承能力。 （3）尽快使支护结构闭合。 （4）加强监测，根据监测数据指导施工。 可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”。 支护-围岩共同作用原理 围岩既是生产支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的结构，支护-围岩 作为整体相互作用，共同承担围岩压力。摒弃了过去岩体作为对支护结构 的荷载采用厚衬砌的传统做法。 围岩压力是变形压力和松动压力的组合，大部分压力(特别是变形压力) 由围岩自身承担，只有少部分转移到支护结构上；支护荷载既取决于围岩 的性质，又取决于支护结构的刚度和支护时间；围岩的松动区和围岩内的 二次应力状态又与支护结构的性质和支护时间有关。 2.矿山法 矿山法【mine tunnelling method】指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧 道的施工方法。 矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是，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一块一块的 开挖，并要求边挖边撑以求安全，所以支撑复杂，木料耗用多。随着喷锚 支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。 暗挖法的一种，主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程 的施工方法。因借鉴矿山开拓巷道的方法，故名。用矿山法施工时，将整 个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。当地层松软时，则可采用 简便挖掘机具进行，并根据围岩稳定程度，在需要时应边开挖边支护。分 部开挖时，断面上最先开挖导坑，再由导坑向断面设计轮廓进行扩大开挖。分 部开挖主要是为了减少对围岩的扰动，分部的大小和多少视地质条件、隧道断面 尺寸、支护类型而定。在坚实、整体的岩层中，对中、小断面的隧道，可不分 部而将全断面一次开挖。如遇松软、破碎地层，须分部开挖，并配合开挖及时设 置 临时支撑，以防止土石坍塌。喷锚支护的出现，使分部数目得以减少， 并进而发展成新奥法。 矿山法 按衬砌施工顺序，可分为先拱后墙法及先墙后拱法两大类。后者又可 按分部情况细分为漏斗棚架法、台阶法、全断面法和上下导坑先墙后拱法。 在松软地层中，或在大跨度洞室的情况下，又有一种特殊的先墙后拱施工 法──侧壁导坑先墙后拱法。此外，结合先拱后墙法和漏斗棚架法的特点， 还有一种居于两者之间的蘑菇形法。 也称支承顶拱法。在稳定性较差的松软岩层中，为了施工安全，先开 挖拱部断面并即砌筑顶拱，以支护顶部围岩，然后在顶拱保护下开挖下部 断面和砌筑边墙。在开挖边墙部分的岩层之前，必须将顶拱支承好,故有上 述别称。开挖两侧边墙部分的岩层时(俗称挖马口),须左右交错分段进行， 以免顶拱悬空而下沉。该法施工顺序见图 1 (图中阿拉伯数字为开挖顺序， 罗马数字为衬砌顺序，下同)。施工时,须开挖上下两个导坑，开挖上部断面 时的大量石碴，可通过上下导坑之间的一系列漏碴孔装车后从下导坑运出， 既提高出碴效率，又减少施工干扰。当隧道长度较短、岩层又干燥时，可 只设上导坑。在此种场合，为避免运