新奧法掘進基本原理

新奧法主要應(yīng)用于軟巖隧道施上，重點在支護方面:其基本原理是:圍巖本身具有自承能力。能起承載環(huán)作用，因此，正確的設(shè)計施工方法是最大限度地發(fā)揮圍巖的自承能力，使圍巖成為支護的重要組成部分，便可以使施工得到良好的經(jīng)濟效益 。

奧地利學(xué)者臘布希維茨教授于1956-1958年在委內(nèi)瑞拉首先應(yīng)用新奧法的基本原理，設(shè)計和修建了一條公路隧道。

1964年臘布希維茨將上述施工方法加以總結(jié)和公開發(fā)表。并命名為新奧地利隧道施工法。70年代新奧法成為歐洲隧道施工的主要方法。日本從1976年以來在鐵路隧道的開工中應(yīng)用了新奧法，80年代初中國在隧道、地鐵和礦山工程中推廣使用了新奧法。

新奧法的基本原理和要素與巖石力學(xué)中圍巖和支護相互作用原理相符、新奧法在設(shè)計理論上還不不成熟，1978年法國學(xué)者提出了“收斂約束(限止)法”，這是對新奧法支護設(shè)計方法的重要發(fā)展 。

新奧法掘進是一種隧道設(shè)計和施工的方法。根據(jù)奧地利土木學(xué)會地下空間專門委員會的定義:“新奧法是以在地下空間周圍巖(土)體中形成圓環(huán)狀承載結(jié)構(gòu)體為目的的施工方法”中國把這種方法稱為二次支護法或監(jiān)控施工法，簡稱新奧法 。

主要包括：

(1)隧道開挖后要及時進行一次支護。支護應(yīng)密貼圍巖甲并盡可能封閉圍巖，防止圍巖松弛和性質(zhì)變壞。傳統(tǒng)的支護方法很難滿足要求。因此通常采用錨噴支護作為一次支護。

(2)一次支護后進行位移監(jiān)測，直到圍巖位移基本穩(wěn)定為止，測出圍巖自穩(wěn)時間和最大位移值。

(3)根據(jù)實測資料設(shè)計二次支護，圍巖基本穩(wěn)定后架設(shè)二次支護，用以增加隧道的安全度和剛度，如果圍巖不自穩(wěn)或一次支護產(chǎn)生破壞，便要修改原設(shè)計。

新奧法創(chuàng)始人之一的謬勒教授根據(jù)新奧法的基本原理歸納了新奧法施工的基本原則，其主要內(nèi)容包括：

(1)支護與圍巖要成為整體的結(jié)構(gòu)物，因此支護要緊貼局巖，不應(yīng)有很大空隙，最好用噴射混凝土支護。 (2)開挖時避免對巖體過多地破壞和擾動，盡量保持圍巖原有的巖體強度。

(3)應(yīng)盡量避免圍巖出現(xiàn)單向應(yīng)力或雙向應(yīng)力狀態(tài)，發(fā)揮巷道周圍的巖石承載圈的作用。

(4)正確估計合適的支護時間。進行位移監(jiān)測，確定自穩(wěn)時間。

(5)支護要薄，這樣才不會產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力。

(6)如果薄的噴射混凝土支護強度不足，應(yīng)使用金屬網(wǎng)，鋼架和錨桿加強，而不是加厚混凝土。

(7)支護方法和架設(shè)時間的確定要以觀測結(jié)果作為依據(jù)。

(8)設(shè)置底拱形成一個閉合環(huán)，底板巖石質(zhì)量好時可以不作底拱。

(9)盡可能全斷面開挖。多次開挖會損壞圍巖。

(10)穩(wěn)定后，要設(shè)置二次支護。

(11)整個支護的尺寸要通過觀測來確定。

(12)要注意排除圍巖內(nèi)的滲水，避免滲透水壓對支護，特別是對噴射混凝土支護的破壞 。

新奧法主要創(chuàng)始人 L.V. 拉布采維茨在1934年就試圖將噴漿方法用于地下工程。他在1942～1945年建造的洛伊布爾隧道中采用了雙層薄襯砌，即先噴一層混凝土，待變形收斂后再噴一層。1944年，他發(fā)表了有關(guān)噴混凝土的論文，并指出了圍巖動態(tài)隨時間變化的重要性。1948年，又指出了量測工作的重要性1948～1953年噴混凝土在奧地利首次用于卡普倫水力發(fā)電站的默爾隧洞。最早在歐洲推廣使用錨桿的是1951～1953年建造的伊澤爾-阿爾克電站的有壓輸水隧洞1953～1955年修建普魯茨-伊姆斯特電站的有壓輸水隧洞時，按照拉布采維茨的建議，充分采用錨桿而獲得成功1957～1965年是著手發(fā)展新奧法的時期。拉布采維茨于1963年將這一方法正式命名為新奧地利隧道施工法。1964～1969年又提出了在巖石壓力下隧道穩(wěn)定性的理論分析，強調(diào)采用薄層支護，并及時修筑仰拱以閉合襯砌的重要性。根據(jù)實驗證實，襯砌應(yīng)按剪切破壞進行設(shè)計計算。奧地利的馬森貝格道路隧道由于地質(zhì)不良,用比國法失敗后，改用新奧法使閉合隧道襯砌環(huán)的經(jīng)驗取得成功，并在1971年及1974年分別用于地壓很大的陶恩隧道和阿爾貝格隧道 。

新奧法即新奧地利隧道365JT施工方法的簡稱，原文是 New Austrian Tunnelling Method 簡稱 NATM，新奧法概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲(L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的，它是以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，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，經(jīng)過一些國家的許多實踐和理論研究，于60年代取得專利權(quán)并正式命名。之后這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代隧道工程新365JT技術(shù)標(biāo)志之一。六十年代NATM 被介紹到我國，七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展?？梢哉f在所有重點難點的地下工程中都離不開NATM。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法 。2100433B

新奧法掘進于1964年正式推廣應(yīng)用，是奧地利臘布希維茨教授從事多年隧道施工經(jīng)驗的總結(jié)。由于新奧法掘進采用了巖石力學(xué)理論的新成果，采取監(jiān)測與支護相結(jié)合的科學(xué)方法，所以它在30年內(nèi)就發(fā)展成軟巖巷道施的主要方法。中國在80年代初在礦山工程中推廣使用。中國礦山在富含水巖層中多采用注漿法掘進平巷 。2100433B

目錄

第一章 新奧法概念

第二章 新奧法理論

第三章 新奧法設(shè)計與施工

第四章 新奧法量測

第五章 新奧法的掘進

第六章 新奧法的主要支護手段——噴混凝土結(jié)構(gòu)

第七章 新奧法的主要支護手段——錨桿

第八章 混凝土二次被覆和防水層

第九章 一次被覆結(jié)構(gòu)的簡化計算

第十章 新奧法設(shè)計施工實例分析

第十一章 新奧法的展望

參考文獻 2100433B

平巷特殊法掘進是指在軟弱、破碎、膨脹性或富含水的巖(土)層中掘進巷道，為提高翻進機械化程度、安全性和工程質(zhì)量所采用的各種特殊的平巷掘進方法。主要包括注漿法、平巷質(zhì)構(gòu)法掘進、平巷掘進機掘進和新奧法掘進等。它有別于傳統(tǒng)的鑿巖爆破施工方法，這些方法各有特點，各有不同的適用性 。