新奧法指導思想在瑞安市萬松山隧道設計與施工中的應用

項曉仕等

摘 要：隨著新奧法在地下工程中的應用越來越廣泛，人們對新奧法的認識也越來越深刻，新奧法在不同等級的圍巖設計與施工中具有不同的工藝與措施，本文結合瑞安市萬松山隧道，按照新奧法施工的指導思想主要對Ⅳ、Ⅴ級圍巖在設計與施工中的工藝與措施進行詳細論述。

關鍵詞：新奧法；圍巖；跨度；支護；襯砌；少擾動

Abstract： With the New Austrian Tunneling Method in underground engineering more widely， people NATM increasingly profound understanding， design and construction of the new Austrian law has a different process and measures at different levels of rock ， this paper Ruian City Matsuyama tunnel， according to the guiding ideology of NATM mainly Ⅳ， Ⅴ grade rock craft and design and construction measures were discussed in detail.

Keywords： NATM； rock； span； support； lining； less disturbance

1.概論

1.1新奧法的概念

新奧法——奧地利隧道施工法（New Austrian Tunnelling Method，NATM），是奧地利隧道工程師臘布希維首先提出的。它是以控制爆破（光面爆破、預裂爆破等）為開挖方法，以噴射混凝土和錨桿作為主要的支護手段，通過監測控制圍巖的變形，動態修正設計參數和變動施工方法的一種隧道施工法，其核心內容是充分發揮圍巖的自承能力。它是在錨噴支護技術的基礎上總結和發展起來的。

1.2新奧法施工的指導思想

圍巖是有自穩能力的，之所以垮塌是因為圍巖的自穩能力不夠，因此在施工過程中就要想方設法幫助圍巖提高自穩能力，達到自穩的目的。

1.3新奧法施工的基本原則

新奧法施工的基本原則可以歸納為“少擾動，早噴錨，勤量測，緊封閉”。

（1）少擾動 在進行隧道開挖時，盡量地減少對圍巖的擾動次數、擾動強度、擾動范圍和擾動持續時間。因此，要求能用機械開挖的就不用鉆爆法開挖；采用鉆爆法開挖時，要嚴格進行控制爆破；根據圍巖類別、開挖方法和支護條件選擇合理的循環掘進進尺；自穩性差的圍巖，循環掘進進尺應短一些；支護要盡量緊靠開挖面，縮短圍巖應力松弛時間。

（2）早噴錨 開挖后及時施作初期錨噴支護，使圍巖的變形進入受控制狀態。一方面是為了使圍巖不致應變形過度而產生坍塌失穩；另一方面是使圍巖的變形適度發展，以充分發揮圍巖的自承能力，必要時可采取超前預支護措施。

（2）勤量測 以直觀、可靠的量測方法和量測數據來準確評價圍巖（圍巖加支護）的穩定狀態，或判斷其動態發展趨勢，以便及時調整支護形式和開挖方法，確保施工的安全和順利進行。量測是現代隧道工程及地下工程理論的重要標志之一，也是掌握圍巖動態變化過程的手段和進行工程設計和施工的依據。

（4）緊封閉 一方面采取噴射混凝土等防護措施，避免圍巖因長時間暴露而致使強度和穩定性的衰減，尤其是對于易風化的軟弱圍巖；另一方面更為重要的是適時對圍巖施作封閉支護，這樣不僅可以及時阻止圍巖的變形，而且可以使支護和圍巖能進入良好的共同工作狀態。

1.4根據《公路隧道設計規范》（JTDG70-2004），我國根據巖石的堅硬程度和巖體的完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質量指標值BQ綜合進行初步分級；對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質量分級基礎上考慮修正因素的影響，修正巖體基本質量指標值，按修正后的巖體基本質量指標[BQ]，結合巖體的定性特征綜合評判、確定圍巖的詳細分級。

2.Ⅳ、Ⅴ級圍巖在新奧法施工指導思想下在設計與施工中應采取的工藝與措施

由于瑞安市萬松山隧道圍巖等級為Ⅳ、Ⅴ級，故本文僅結合Ⅳ、Ⅴ級圍巖，論述新奧法的指導思想在設計與施工中的應用。

2.1 IV級圍巖在設計施工中應采取的工藝與措施

按照新奧法的指導思想，IV級圍巖的設計宜采用動態設計，在施工實踐中不斷完善設計理論。IV級圍巖中隧道的襯砌宜采用曲墻式襯砌來抵抗較大的水平壓力。在IV級圍巖中隧道的施工中，由于圍巖的自穩能力有限宜采用超前錨桿臨時支護配合的短臺階法開挖，確保隧道施工過程施工安全和工程的進度，對于IV級圍巖中隧道的初期支護選擇合適厚度的噴射混凝土以及在拱墻位置處打入系統錨桿和掛鋼筋網完成隧道的初期支護，然后在初期支護完成后以及時、直觀和可靠的測量數據來準確評價圍巖的穩定狀態，監測初期支護結構的變形，此種隧道宜澆筑合適厚度的鋼筋混凝土進行二次襯砌，確保隧道圍巖的長期穩定。

2.2 V級圍巖在設計施工中應采取的工藝與措施

按照新奧法的指導思想，V級圍巖中隧道的襯砌應采用曲墻式襯砌，對于地基較軟弱的地區底板應設計成仰拱式，在V級圍巖隧道的施工中，隧道的開挖宜采用三臺階臨時仰拱法。對于V級圍巖中的隧道初期支護在拱墻上打入系統錨桿和噴射混凝土或者在圍巖不穩定地區可以采取懸掛鋼筋網、錨桿和噴射混凝土作為初期支護，然后在初期支護完成后以及時、直觀和可靠的測量數據來準確評價圍巖的穩定狀態，監測初期支護結構的變形，在二次襯砌中可以澆筑合適厚度鋼筋混凝土作為二次襯砌，從而維持隧道的長期穩定。

3.新奧法的指導思想在瑞安市萬松山隧道設計與施工中的應用

瑞安市萬松山隧道位于瑞安市北部萬松山，是瑞安市新區連接錦湖街道與瑞祥新區的一條重要道路，規劃等級為城市次干路Ⅰ級，規劃紅線寬度36m，計算行車速度40km/h。本隧道設計為雙洞六車道分離式隧道（洞口為小凈距），長度645m。在本隧道施工時，按照設計圖紙施工，其復合式襯砌支護的各項參數見下表。

3.1明洞施工

明洞段采用明挖法施工，施工前對坡面上的不穩定巖石進行了清除并對不穩定坡體做了加固。

3.2暗洞段施工

暗洞開挖采用新奧法施工，具體如下：

（1）對Ⅴ級圍巖段，施工開挖先做了超前支護，采用雙側壁導坑法開挖，左右斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸；

（2）對于分離式隧道Ⅳ級圍巖段，施工前先做好超前支護，采用微臺階弧形導坑留核心土的方法開挖，上下斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸；

（3）而對于小凈距隧道Ⅳ級圍巖段，施工前先做好超前支護，采用單側壁導坑法開挖，左右斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸。

施工過程中嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早成環、勤量測”的原則，對于軟弱圍巖段堅持“弱爆破、短開挖、強支護、早閉合、襯砌緊跟”的原則，防止巖體坍塌，各工序緊跟，不能脫節，以確保結構穩定與施工安全。

4.結束語

本文結合瑞安市萬松山隧道，按照新奧法施工的指導思想主要對Ⅳ、Ⅴ級圍巖在設計與施工中的工藝與措施進行了詳細論述，并通過實踐應用驗證了這些工藝與措施的合理性和可操作性。

摘 要：隨著新奧法在地下工程中的應用越來越廣泛，人們對新奧法的認識也越來越深刻，新奧法在不同等級的圍巖設計與施工中具有不同的工藝與措施，本文結合瑞安市萬松山隧道，按照新奧法施工的指導思想主要對Ⅳ、Ⅴ級圍巖在設計與施工中的工藝與措施進行詳細論述。

關鍵詞：新奧法；圍巖；跨度；支護；襯砌；少擾動

Abstract： With the New Austrian Tunneling Method in underground engineering more widely， people NATM increasingly profound understanding， design and construction of the new Austrian law has a different process and measures at different levels of rock ， this paper Ruian City Matsuyama tunnel， according to the guiding ideology of NATM mainly Ⅳ， Ⅴ grade rock craft and design and construction measures were discussed in detail.

Keywords： NATM； rock； span； support； lining； less disturbance

1.概論

1.1新奧法的概念

新奧法——奧地利隧道施工法（New Austrian Tunnelling Method，NATM），是奧地利隧道工程師臘布希維首先提出的。它是以控制爆破（光面爆破、預裂爆破等）為開挖方法，以噴射混凝土和錨桿作為主要的支護手段，通過監測控制圍巖的變形，動態修正設計參數和變動施工方法的一種隧道施工法，其核心內容是充分發揮圍巖的自承能力。它是在錨噴支護技術的基礎上總結和發展起來的。

1.2新奧法施工的指導思想

圍巖是有自穩能力的，之所以垮塌是因為圍巖的自穩能力不夠，因此在施工過程中就要想方設法幫助圍巖提高自穩能力，達到自穩的目的。

1.3新奧法施工的基本原則

新奧法施工的基本原則可以歸納為“少擾動，早噴錨，勤量測，緊封閉”。

（1）少擾動 在進行隧道開挖時，盡量地減少對圍巖的擾動次數、擾動強度、擾動范圍和擾動持續時間。因此，要求能用機械開挖的就不用鉆爆法開挖；采用鉆爆法開挖時，要嚴格進行控制爆破；根據圍巖類別、開挖方法和支護條件選擇合理的循環掘進進尺；自穩性差的圍巖，循環掘進進尺應短一些；支護要盡量緊靠開挖面，縮短圍巖應力松弛時間。

（2）早噴錨 開挖后及時施作初期錨噴支護，使圍巖的變形進入受控制狀態。一方面是為了使圍巖不致應變形過度而產生坍塌失穩；另一方面是使圍巖的變形適度發展，以充分發揮圍巖的自承能力，必要時可采取超前預支護措施。

（2）勤量測 以直觀、可靠的量測方法和量測數據來準確評價圍巖（圍巖加支護）的穩定狀態，或判斷其動態發展趨勢，以便及時調整支護形式和開挖方法，確保施工的安全和順利進行。量測是現代隧道工程及地下工程理論的重要標志之一，也是掌握圍巖動態變化過程的手段和進行工程設計和施工的依據。

（4）緊封閉 一方面采取噴射混凝土等防護措施，避免圍巖因長時間暴露而致使強度和穩定性的衰減，尤其是對于易風化的軟弱圍巖；另一方面更為重要的是適時對圍巖施作封閉支護，這樣不僅可以及時阻止圍巖的變形，而且可以使支護和圍巖能進入良好的共同工作狀態。

1.4根據《公路隧道設計規范》（JTDG70-2004），我國根據巖石的堅硬程度和巖體的完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質量指標值BQ綜合進行初步分級；對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質量分級基礎上考慮修正因素的影響，修正巖體基本質量指標值，按修正后的巖體基本質量指標[BQ]，結合巖體的定性特征綜合評判、確定圍巖的詳細分級。

2.Ⅳ、Ⅴ級圍巖在新奧法施工指導思想下在設計與施工中應采取的工藝與措施

由于瑞安市萬松山隧道圍巖等級為Ⅳ、Ⅴ級，故本文僅結合Ⅳ、Ⅴ級圍巖，論述新奧法的指導思想在設計與施工中的應用。

2.1 IV級圍巖在設計施工中應采取的工藝與措施

按照新奧法的指導思想，IV級圍巖的設計宜采用動態設計，在施工實踐中不斷完善設計理論。IV級圍巖中隧道的襯砌宜采用曲墻式襯砌來抵抗較大的水平壓力。在IV級圍巖中隧道的施工中，由于圍巖的自穩能力有限宜采用超前錨桿臨時支護配合的短臺階法開挖，確保隧道施工過程施工安全和工程的進度，對于IV級圍巖中隧道的初期支護選擇合適厚度的噴射混凝土以及在拱墻位置處打入系統錨桿和掛鋼筋網完成隧道的初期支護，然后在初期支護完成后以及時、直觀和可靠的測量數據來準確評價圍巖的穩定狀態，監測初期支護結構的變形，此種隧道宜澆筑合適厚度的鋼筋混凝土進行二次襯砌，確保隧道圍巖的長期穩定。

2.2 V級圍巖在設計施工中應采取的工藝與措施

按照新奧法的指導思想，V級圍巖中隧道的襯砌應采用曲墻式襯砌，對于地基較軟弱的地區底板應設計成仰拱式，在V級圍巖隧道的施工中，隧道的開挖宜采用三臺階臨時仰拱法。對于V級圍巖中的隧道初期支護在拱墻上打入系統錨桿和噴射混凝土或者在圍巖不穩定地區可以采取懸掛鋼筋網、錨桿和噴射混凝土作為初期支護，然后在初期支護完成后以及時、直觀和可靠的測量數據來準確評價圍巖的穩定狀態，監測初期支護結構的變形，在二次襯砌中可以澆筑合適厚度鋼筋混凝土作為二次襯砌，從而維持隧道的長期穩定。

3.新奧法的指導思想在瑞安市萬松山隧道設計與施工中的應用

瑞安市萬松山隧道位于瑞安市北部萬松山，是瑞安市新區連接錦湖街道與瑞祥新區的一條重要道路，規劃等級為城市次干路Ⅰ級，規劃紅線寬度36m，計算行車速度40km/h。本隧道設計為雙洞六車道分離式隧道（洞口為小凈距），長度645m。在本隧道施工時，按照設計圖紙施工，其復合式襯砌支護的各項參數見下表。

3.1明洞施工

明洞段采用明挖法施工，施工前對坡面上的不穩定巖石進行了清除并對不穩定坡體做了加固。

3.2暗洞段施工

暗洞開挖采用新奧法施工，具體如下：

（1）對Ⅴ級圍巖段，施工開挖先做了超前支護，采用雙側壁導坑法開挖，左右斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸；

（2）對于分離式隧道Ⅳ級圍巖段，施工前先做好超前支護，采用微臺階弧形導坑留核心土的方法開挖，上下斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸；

（3）而對于小凈距隧道Ⅳ級圍巖段，施工前先做好超前支護，采用單側壁導坑法開挖，左右斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸。

施工過程中嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早成環、勤量測”的原則，對于軟弱圍巖段堅持“弱爆破、短開挖、強支護、早閉合、襯砌緊跟”的原則，防止巖體坍塌，各工序緊跟，不能脫節，以確保結構穩定與施工安全。

4.結束語

本文結合瑞安市萬松山隧道，按照新奧法施工的指導思想主要對Ⅳ、Ⅴ級圍巖在設計與施工中的工藝與措施進行了詳細論述，并通過實踐應用驗證了這些工藝與措施的合理性和可操作性。

摘 要：隨著新奧法在地下工程中的應用越來越廣泛，人們對新奧法的認識也越來越深刻，新奧法在不同等級的圍巖設計與施工中具有不同的工藝與措施，本文結合瑞安市萬松山隧道，按照新奧法施工的指導思想主要對Ⅳ、Ⅴ級圍巖在設計與施工中的工藝與措施進行詳細論述。

關鍵詞：新奧法；圍巖；跨度；支護；襯砌；少擾動

Abstract： With the New Austrian Tunneling Method in underground engineering more widely， people NATM increasingly profound understanding， design and construction of the new Austrian law has a different process and measures at different levels of rock ， this paper Ruian City Matsuyama tunnel， according to the guiding ideology of NATM mainly Ⅳ， Ⅴ grade rock craft and design and construction measures were discussed in detail.

Keywords： NATM； rock； span； support； lining； less disturbance

1.概論

1.1新奧法的概念

新奧法——奧地利隧道施工法（New Austrian Tunnelling Method，NATM），是奧地利隧道工程師臘布希維首先提出的。它是以控制爆破（光面爆破、預裂爆破等）為開挖方法，以噴射混凝土和錨桿作為主要的支護手段，通過監測控制圍巖的變形，動態修正設計參數和變動施工方法的一種隧道施工法，其核心內容是充分發揮圍巖的自承能力。它是在錨噴支護技術的基礎上總結和發展起來的。

1.2新奧法施工的指導思想

圍巖是有自穩能力的，之所以垮塌是因為圍巖的自穩能力不夠，因此在施工過程中就要想方設法幫助圍巖提高自穩能力，達到自穩的目的。

1.3新奧法施工的基本原則

新奧法施工的基本原則可以歸納為“少擾動，早噴錨，勤量測，緊封閉”。

（1）少擾動 在進行隧道開挖時，盡量地減少對圍巖的擾動次數、擾動強度、擾動范圍和擾動持續時間。因此，要求能用機械開挖的就不用鉆爆法開挖；采用鉆爆法開挖時，要嚴格進行控制爆破；根據圍巖類別、開挖方法和支護條件選擇合理的循環掘進進尺；自穩性差的圍巖，循環掘進進尺應短一些；支護要盡量緊靠開挖面，縮短圍巖應力松弛時間。

（2）早噴錨 開挖后及時施作初期錨噴支護，使圍巖的變形進入受控制狀態。一方面是為了使圍巖不致應變形過度而產生坍塌失穩；另一方面是使圍巖的變形適度發展，以充分發揮圍巖的自承能力，必要時可采取超前預支護措施。

（2）勤量測 以直觀、可靠的量測方法和量測數據來準確評價圍巖（圍巖加支護）的穩定狀態，或判斷其動態發展趨勢，以便及時調整支護形式和開挖方法，確保施工的安全和順利進行。量測是現代隧道工程及地下工程理論的重要標志之一，也是掌握圍巖動態變化過程的手段和進行工程設計和施工的依據。

（4）緊封閉 一方面采取噴射混凝土等防護措施，避免圍巖因長時間暴露而致使強度和穩定性的衰減，尤其是對于易風化的軟弱圍巖；另一方面更為重要的是適時對圍巖施作封閉支護，這樣不僅可以及時阻止圍巖的變形，而且可以使支護和圍巖能進入良好的共同工作狀態。

1.4根據《公路隧道設計規范》（JTDG70-2004），我國根據巖石的堅硬程度和巖體的完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質量指標值BQ綜合進行初步分級；對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質量分級基礎上考慮修正因素的影響，修正巖體基本質量指標值，按修正后的巖體基本質量指標[BQ]，結合巖體的定性特征綜合評判、確定圍巖的詳細分級。

2.Ⅳ、Ⅴ級圍巖在新奧法施工指導思想下在設計與施工中應采取的工藝與措施

由于瑞安市萬松山隧道圍巖等級為Ⅳ、Ⅴ級，故本文僅結合Ⅳ、Ⅴ級圍巖，論述新奧法的指導思想在設計與施工中的應用。

2.1 IV級圍巖在設計施工中應采取的工藝與措施

按照新奧法的指導思想，IV級圍巖的設計宜采用動態設計，在施工實踐中不斷完善設計理論。IV級圍巖中隧道的襯砌宜采用曲墻式襯砌來抵抗較大的水平壓力。在IV級圍巖中隧道的施工中，由于圍巖的自穩能力有限宜采用超前錨桿臨時支護配合的短臺階法開挖，確保隧道施工過程施工安全和工程的進度，對于IV級圍巖中隧道的初期支護選擇合適厚度的噴射混凝土以及在拱墻位置處打入系統錨桿和掛鋼筋網完成隧道的初期支護，然后在初期支護完成后以及時、直觀和可靠的測量數據來準確評價圍巖的穩定狀態，監測初期支護結構的變形，此種隧道宜澆筑合適厚度的鋼筋混凝土進行二次襯砌，確保隧道圍巖的長期穩定。

2.2 V級圍巖在設計施工中應采取的工藝與措施

按照新奧法的指導思想，V級圍巖中隧道的襯砌應采用曲墻式襯砌，對于地基較軟弱的地區底板應設計成仰拱式，在V級圍巖隧道的施工中，隧道的開挖宜采用三臺階臨時仰拱法。對于V級圍巖中的隧道初期支護在拱墻上打入系統錨桿和噴射混凝土或者在圍巖不穩定地區可以采取懸掛鋼筋網、錨桿和噴射混凝土作為初期支護，然后在初期支護完成后以及時、直觀和可靠的測量數據來準確評價圍巖的穩定狀態，監測初期支護結構的變形，在二次襯砌中可以澆筑合適厚度鋼筋混凝土作為二次襯砌，從而維持隧道的長期穩定。

3.新奧法的指導思想在瑞安市萬松山隧道設計與施工中的應用

瑞安市萬松山隧道位于瑞安市北部萬松山，是瑞安市新區連接錦湖街道與瑞祥新區的一條重要道路，規劃等級為城市次干路Ⅰ級，規劃紅線寬度36m，計算行車速度40km/h。本隧道設計為雙洞六車道分離式隧道（洞口為小凈距），長度645m。在本隧道施工時，按照設計圖紙施工，其復合式襯砌支護的各項參數見下表。

3.1明洞施工

明洞段采用明挖法施工，施工前對坡面上的不穩定巖石進行了清除并對不穩定坡體做了加固。

3.2暗洞段施工

暗洞開挖采用新奧法施工，具體如下：

（1）對Ⅴ級圍巖段，施工開挖先做了超前支護，采用雙側壁導坑法開挖，左右斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸；

（2）對于分離式隧道Ⅳ級圍巖段，施工前先做好超前支護，采用微臺階弧形導坑留核心土的方法開挖，上下斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸；

（3）而對于小凈距隧道Ⅳ級圍巖段，施工前先做好超前支護，采用單側壁導坑法開挖，左右斷面間距控制在1～2倍洞徑尺寸。

施工過程中嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早成環、勤量測”的原則，對于軟弱圍巖段堅持“弱爆破、短開挖、強支護、早閉合、襯砌緊跟”的原則，防止巖體坍塌，各工序緊跟，不能脫節，以確保結構穩定與施工安全。

4.結束語

本文結合瑞安市萬松山隧道，按照新奧法施工的指導思想主要對Ⅳ、Ⅴ級圍巖在設計與施工中的工藝與措施進行了詳細論述，并通過實踐應用驗證了這些工藝與措施的合理性和可操作性。