新奥法施工原理及方法.ppt
新奥法,New Austrian Tunnelling Method,NATM,计划合同部,Dark letters against a light background.,一、新奥法的概念,新奥法的概念：,根据弹塑性理论，以岩石力学为基础提出支护结构的支护参数，开挖后及时采用柔性支护，在尽量控制围岩变形、积极发挥围岩自承能力的同时，依靠现场量测来指导隧道的设计和施工。,新奥法与传统矿山法的区别,传统矿山法把围岩看做荷载的来源，其围岩压力全部由支护结构承担，围岩被视作松散结构，无自承能力。采用大量的钢木支撑，采用刚度较大的单层衬砌。而新奥法完全相反，它把支护结构和围岩本身看做一个整体，二者共同作用达到稳定洞室的目的。,新奥法摒弃了采用厚壁混凝土结构支护松动围岩的理论，可以节省大量材料，改善施工条件，降低工程造价，同时也为大型机械化施工提供了条件。,新奥法的优点：,Dark letters against a light background.,二、新奥法基本原理,1.围岩岩体是隧道承载的主要部分,2.用较小的支护阻力设计支护结构,3.采用薄层柔性支护，控制围岩的初始变形,4.通过控制薄层柔性支护的时间来适应围岩的特性,5.采用监控测量来检验设计并指导施工,新奥法的基本原理,量测控制曲线,1.如果位移时态曲线趋于平稳，说明位移速率不断下降，这是稳定的标志。2.当位移时间曲线出现反弯点，也即位移出现反常的急剧增长现象时，表明围岩和支护已呈不稳定状态或危险状态，应加密监视，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。,Dark letters against a light background.,三、新奥法的施工原则,新奥法施工的基本原则,少扰动 早喷锚 勤量测 紧封闭,Dark letters against a light background.,四、新奥法的施工程序,（一）开挖施工方法,1.全断面法2.台阶法3.分部开挖法,按照隧道设计轮廓线一次爆破成型 1.适应条件、级围岩 大型施工机具(钻孔台车、模板台车等)经济性考虑：中长隧道。,全断面法,工序少，管理方便；进度快各工序流水作业、能应用大型机械 设备爆破效果好；对围岩扰动少爆破1次；要求地质条件较好。,2.施工特点,1.特点 将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖；随着台阶长度的调整，它几乎可以用于所有的地层，因而是在现场使用的主导方法。2.种类 长台阶法 短台阶法 超短台阶法,台阶法,(1)初期支护闭合环的时间要求 围岩越差，闭合时间要求越短，台阶必须缩短。(2)施工机械施工场地需求大小 原则：希望初期支护尽快闭合。围岩不好时，应以条件为主；围岩较好时，应以条件为主。,3.选择台阶长度的条件,长台阶法 台阶长度L5B，B为洞室的宽度。甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。特点：进度快，仅次于全断面法。适用于：级围岩。,4.施工工序,台阶缩短：（11.5）B L5B,特点：支护闭合时间加快，围岩稳定性增加；台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。适用于：、级围岩,(2)短台阶法,上台阶长度仅为35m。特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大。适用于：软弱破碎围岩(、级围岩),超短台阶法,1.环形开挖留核心土法 特点：留核心土支顶工作面，稳定性优于超短台阶法：进度慢。适用于土质或易坍塌的软弱围岩；小型施工机具。,分部开挖法,核心土,工字钢,临时工作平台,特点：洞室开挖跨度减小，有利于围岩稳定；导坑要闭合，增加了材料用量；进度慢。适用于：断面跨度大，对地表沉陷有控制要求的软弱地质。,2.单侧壁导坑法,特点：双导坑，使洞室最大开挖跨度更小，稳定性增加；耗材增加；进度慢。适用于：对地表沉陷要求更高，或跨度更大的隧道。,3.双侧壁导坑法(眼镜工法),双侧壁导坑施工,（二）开挖方法,光面爆破预裂爆破,光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包，将光爆层炸除，形成一个平整的开挖面，是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。,光面爆破的定义,光面爆破工艺流程图,掏槽眼（在工作面上首先爆破以造成第二个自由面的炮眼）辅助眼 周边眼（为控制掘进断面周边而钻凿的炮眼）,光面爆破的分区起爆顺序为：掏槽眼辅助眼周边眼预裂爆破：预裂爆破实质上是光面爆破的一种，其爆破原理与光面爆破相同，只是分区起爆顺序不同。预裂爆破的分区起爆顺序为：周边眼掏槽眼辅助眼,产生超挖的原因 围岩层理与节理。测量放样误差。炮眼开挖位置的准确性。爆破方法与爆破参数。,控制超挖的主要措施有：根据地质条件选择合适的爆破方法和钻爆参数。光面爆破应使用低密度、低爆速、低猛度、高爆力的炸药。测量放样要正确。加强钻孔技术管理，提高钻孔精度。建立健全开挖、测量、爆破质量管理检查制度。,超挖,（三）出渣,侧卸式装载机,挖掘机自卸车,出渣是隧道作业的基本作业之一。出渣作业能力的强弱，决定了它在整个作业循环中所占时间的长短（一般在4060），因此，出渣运输作业能力的强弱在很大程度上影响施工速度。在选择出渣方式时，应对隧道或开挖坑道断面的大小、围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济性及工期要求等相关因素综合考虑。,（四）初期支护,1.锚杆2.喷射混凝土3.拱架4.网片,（1）悬吊效应,（2）组合梁效应,（3）加固效应,1.锚杆的支护效应,锚杆的种类,1.早强砂浆锚杆2.中空注浆锚杆3.自钻式中空锚杆,2.喷射混凝土的工作原理,喷层和围岩组成一个共同作用的整体，承受围岩压力，衬砌厚度可大幅减小；同时喷射混凝土的细小颗粒将岩层缝隙填充粘结，使围岩的整体性提高，阻止了围岩向坑道的变形，围岩压力也大为减小，封闭围岩防止风化，避免坍方落石。所以喷射混凝土的作用的实质是通过对围岩的改造，达到围岩稳定的目的，是一种积极地支护模式。,喷射混凝土用材料：,1.水泥2.砂石3.速凝剂 速凝剂的作用使喷射混凝土速凝快硬，防止喷层因重力 作用而塌落，有固态和液态两种,3.喷射混凝土施工,喷射混凝土施工工艺：1.干喷2.湿喷,干喷,湿喷,先将水泥、砂、石按一定比例（通常为1:2:2）和速凝剂干拌均匀后装入专用的喷射机,在压缩空气推动下，将干拌料沿料管连续地输送至喷枪，再在喷枪的后部与从水管经水环射出的高压水混合，然后高速喷射到岩面，凝结硬化而成。,将原材料湿拌均匀后装入喷射机,用液态的速凝剂借压缩空气通过另设的管道喷出，在喷枪后部与湿料混合。为了减轻操作喷枪的劳动强度和改善工作条件，已有用于大、中、小断面的各种类型喷射混凝土机械手。,型钢拱架,格栅拱架,（五）防水排水,（六）二次衬砌,谢谢大家！,
