淺談新奧法在鏟子巖隧道圍巖施工中的應用

摘 要：當前隧道施工主要采用的是新奧法施工，從新奧法施工原理入手，探討新奧法在鏟子巖隧道圍巖施工中的應用，分析圍巖開挖支護方法。

關鍵詞：新奧法 隧道 圍巖

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0052-01

隧道，是一種埋置于底層內的一種地下建筑物。在山嶺區隧道能克服高程障礙，縮短線路，也可以避開不良地質及其它重要建筑或工程。隨著我國公路建設的飛躍發展，公路隧道建設也取得了很大的進步。

新奧法即奧地利隧道新施工法，奧地利人L.v.Rabcewicz根據本國多年隧道施工經驗總結出的一種施工法。以隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎，將錨桿和噴射混凝土組合在一起，作為主要支護手段的一種施工方法。于20世紀50年代提出，經過一些國家的許多實踐和理論研究，于20世紀60年代取得專利權并正式命名。60年代被介紹到我國，70年代末80年代初得到迅速發展。

新奧法的施工做法：（1）光面爆破。（2）一次支護。（3）根據圍巖地壓及變形實測數據進行二次支護。

1 工程概況

廟（河）七（里峽）公路鏟子巖隧道新建工程位于秭歸縣屈原鎮鏟子巖村，是廟（河）七（里峽）公路工程中的控制性工程之一。鏟子巖隧道從鏟子巖下方進洞，穿鏟子巖山體后沿路線右側山體展線，終點與老路相接。隧道設計為單線雙向行車道，平面線型均為直線，起止樁號為K1+245～K1+850，里程長度605 m；隧道平面位于直線上，縱坡為-0.5%的單向坡。隧道最大埋深約200 m，受隧道所處位置地形條件、地質條件及路線總體布局的影響，進出口均采用端墻式洞門。隧道總體圍巖級別為：III級450 m、IV級155 m。

2 新奧法在鏟子巖隧道圍巖開挖及支護中的施工工藝

2.1 施工工藝概述

鏟子巖隧道按新奧法組織施工，隧道開挖的出渣、進料采用自卸汽車運輸方式。實施掘進、出渣、噴錨混凝土、襯砌四條機械化作業線。各專業施工隊由隧道的進口（廟河端）向隧道出口（屈原端）施工。施工中采用“新奧法”原理施工，遵行“短進尺、弱爆破、強支護、早噴錨、勤量測、緊封閉、襯砌緊跟”的施工原則，并根據現場監控量測結果及時修正設計參數、調整施工方案和指導隧道施工。

2.2 圍巖開挖方法

2.2.1 Ⅳ級圍巖開挖

隧道的IV級圍巖為軟質巖。這類圍巖受地質構造影響嚴重。拱部在開挖后無支護的時候可產生較大的坍塌，側壁有時會失去穩定。通過對Ⅳ級圍巖情況監測。發現圍巖情況良好，整體較穩定。因此選擇了 “短臺階法”施工。開挖掘進時主要以挖掘機械為主，并輔以人工配合，以減少對圍巖的擾動。每次開挖進尺控制在80 cm以內。如爆破采用光面爆破或預裂爆破方式，每次開挖長度控制在100 cm以內，充分發揮圍巖的自承力。待初期支護成環閉合后，再進行下一循環的開挖工作。同時，通過監控量測結果表明的穩定情況及時跟進二襯混凝土，確保安全。

2.2.2 Ⅲ級圍巖開挖

Ⅲ級圍巖也為軟質巖，這類圍巖一般受地質構造影響嚴重，節理較發育，層狀巖層為薄屋、中厚層、厚層、層間結合。該等級圍巖開挖后，拱部無支護的時候可產生小坍塌，側壁基本穩定，爆破震動過大易塌。通過監測，掌子面穩定，選擇了全斷面法。開挖時采用光面爆破一次開挖到位，每次進尺控制在3 m左右。斷面根據設計一次開挖到路面的找平層，開挖完成后及時噴射混凝土封閉圍巖，以防圍巖局部掉塊，確保施工安全。二次襯砌根據監控量測結果確定變形量在規定范圍內后，結合現場地質情況和施工進度要求，確定施工時間和跟進掌子面的距離，與掌子面的距離一般控制在100 m左右，最長不超過150 m。

2.3 噴錨支護

2.3.1 錨桿的施工

隧道開挖面形成后，盡快安設錨桿。尺寸按設計尺寸截取，保證錨桿嵌入巖石的深度。采用風鉆鉆眼，高壓風吹孔。鉆孔方向盡量與巖石主要結構面垂直。孔鉆好后，用高壓水進行沖洗，并用塞子塞緊孔口，以防止石渣或泥土掉入孔內。

粘結性砂漿應拌合均勻，并調整其和易性。隨拌隨用，一次拌和的砂漿應在初凝前用完，采用擠壓式注漿。

2.3.2 掛網施工

掛網在初噴混凝土及施作錨桿后進行。本隧道采用半成品網現場拼裝的方式掛網，以加快作業速度。在有鋼拱架的地段，網片的寬度按鋼拱架的間距預制其他地段根據錨桿布置情況確定。在墻部的網片上側預留帶鉤，以方便掛網。掛好網片后，將網片之間的接頭以及網片鋼筋和錨桿頭、鋼拱架等焊接牢固，避免網片超出噴射混凝土的厚度和施工時網片的晃動。

2.3.3 噴射砼施工

（1）材料、機具的準備。有足夠的材料儲備量；各機械運轉正常；攪拌機、噴射機等是否恰當。

（2）噴射砼。噴射時先送風再注水，然后上料。根據受噴面和噴出的混凝土情況，調整注水量，以噴后易粘著、回彈小和表面呈濕潤光澤為度。

2.4 鋼拱架施工

Ⅳ級圍巖開挖后應及時進行初噴，然后安裝鋼拱架和鋪設鋼筋網。S5襯砌類型支護采用Ⅰ18工字鋼拱架，IV級圍巖S4襯砌類型支護采用Ⅰ14工字鋼拱架。鋼拱架按設計要求分片加工好，要求尺寸準確，弧形圓順，并在現場進行試拼，試拼后需在同一個平面內，允許偏差為：寬度±20 mm，高度±30 mm，扭曲度20 mm。鋼拱架按設計位置現場測量定位，拱架平面必須與隧道中線垂直。鋼拱架架立通過垂球吊線的方法控制垂直度。拱架各節連接牢固，安設位置正確、穩固并垂直隧道中線，允許偏差：與線路中線位置30 mm，垂直度5%，前后拱架間距±50 mm。

3 結語

鏟子巖隧道采用了新奧法來進行施工，是全面考慮了本項目情況以后做出的決定。并且經實踐證明得到了良好的效果。新奧法是目前大量采用的一種施工方法。其原理及內容都非常科學，得到廣泛認同。但不可否認的，新奧法也存在不少缺點，需要在以后的實踐及研究中努力探索，不斷完善。

參考文獻

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