新奥法在施工的问题

新奥法在施工的问题（通用4篇）

新奥法在施工的问题 篇1

1、新奥法简介[1]

新奥法概念是奥地利学者L.V.Rabcewicz教授于二十世纪50年代提出的。它应用岩体力学原理,以维护和利用围岩的自稳能力为基础,将锚杆和喷射混凝土集中在一起作为主要支护手段,及时进行支护,以便控制围岩的变形与松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,形成以锚杆、喷射混凝土和隧道围岩三位一体的承载结构,共同支承山体压力;通过对围岩的现场量测,及时反馈围岩─支护复合体的力学动态及变化状况,为二次支护提供合理的架设时机;通过监控量测反馈的信息来指导隧道和地下工程的设计和施工。

2、工程概况

仪征─长岭原油管道在湖北黄石采用盾构法穿越长江,南岸始发井位于湖北省阳新县;北岸接收井位于蕲春县。工程主要由南岸始发井、北岸接收井和盾构隧道三部分组成。

南岸始发井为圆形钢筋混凝土结构,C 3 0 P 8,内径为8 m,壁厚为7 0 0 m m、600mm、400mm。为盾构始发之用,另设置13m长的工作隧道和8m长的盲洞,见图1。

本文着重讲述南岸始发井新奥法施工。

3、地质情况

始发井涉及地层从上往下主要包括:

第一层是粉质粘土,灰、深黄色,从软到流塑状态,饱和,灵敏度高,易触变,含有机腐殖质,偶夹0.3m~1.0m厚的薄层粉砂,含云母片。局部为淤泥、含有机腐殖质,粉砂呈互层状分布,显水平层理,手掰呈千层饼状。属高压缩性土,工程性质较差,层厚9米。

第二层是石灰岩中风化层,灰、灰黑及肉红色,顶部强烈风化,隐晶结构,中厚层构造。岩石致密坚硬,裂隙发育,裂隙被方解石充填。该层未揭穿。

4、施工工艺

4.1 锁口盘施工

锁口盘位于始发井的井口顶部,以井筒中心为圆心,半径为7.7m,高为1.5m。锁口盘顶面高于地面0.2m,以防止雨水灌入井内。

使用小松PC35液压挖掘机进行基坑开挖,挖出的渣土直接装入汽车,外运至渣场。之后人工修整基坑,达到设计要求后进行钢筋绑扎、模板支护、混凝土浇筑与养护等。

4.2 粉质粘土段施工

该段井筒深9.5m。初期支护采用挂铁丝网、锚固杆、喷射混凝土相结合来加固围岩的方法,二次衬砌采用钢筋混凝土支护。

具体做法为:每开挖1米深度之后,进行人工修整井壁。使用7655型凿岩机按照孔距1米,排距0.8米,打入Φ22的HRB335钢筋,并外露出10cm,悬挂网目数为80mm×120mm的铁丝网,绑扎固定在锚固钢筋上。在地面上,搅拌好C20混凝土(掺入4%速凝剂),用HZ-6型混凝土喷射机,人工抱住喷头向井壁喷射,厚度控制在80mm~100mm之间,见图2。

4.3 壁座施工

壁座具有传承上段应力和隔水作用,其高度1.64m。坐落在石灰岩中。开挖出壁座后,进行锚杆加固,并外露1米,以备将来与井壁结构钢筋焊接,形成整体。之后进行壁座钢筋混凝土的制作,并与粘土段的井壁相连,见图3。

4.4 基岩段施工

此段施工包括深28m的竖向井筒以及13m长的横向工作隧道和8m长的盲洞。

4.4.1 全断面光面爆破技术[2,3]

采用毫秒微差光面爆破技术,电容起爆器引爆,用2#岩石乳化炸药爆破、毫秒延期电雷管和导爆管起爆,以减轻爆破对围岩的扰动和破坏,维持围岩原来的完整性和稳定性,保证爆破后开挖轮廓基本成形,无明显爆破裂缝,岩面平整。这里只详细介绍竖向井筒施工,工作隧道和盲洞省略。

1)掏槽形式

由于竖井围岩较稳定,岩层层理、节理发育一般,掏槽形式选用楔形掏槽。采用7655型凿岩机,φ42mm一字型合金钻头,φ22mm中空钢钎成孔。

2)炮眼数量受地质条件、断面大小、炸药性能等因素的影响。合适的炮眼数量,能达到最佳的爆破效果。其计算公式为:

式中:N─炮眼数量;

q─单位体积用药量,石灰岩层一般取q=1.6 kg/m3~2.4kg/m3;

本工程取1.7 kg/m3。

s─开挖断面积,m 2;经计算为6 9.3 6 m2。

α─装药系数,一般取0.5~0.7;本工程α取0.7

γ─每延米药卷的炸药重量,kg/m。本工程取1.05(药卷直径32mm,不耦合系数为1.31)

经计算,N取157个。

3)炮眼深度

根据施工需要,确定每次爆破进尺深度H为1.8m,则炮眼深度为h=(1.0~1.1 5)H,取2.0米。

4)炮眼布置

炮眼数目N须均匀或大致均匀地分布于开挖面上,周边炮眼应严格按照设计位置布置,断面拐角处应布置炮眼,同时为满足钻机钻眼需要和减少超欠挖,掏槽眼设计内插5°,周边眼设计外插3°~5°的斜率。

最小抵抗线W=(0.6~0.8)H,取1.0,

炮眼孔距a=(0.6~1.0)W,取0.8m。炮眼排距b=(0.8~1.2)W,取0.8m。

基于以上计算数据,调整部分参数,竖井断面157个炮眼布置如图4所示。其中掏槽眼7个,炮眼深度为2.2米;辅助眼84个,炮眼深度为2.0米;周边眼66个,炮眼深度为2.0米。

5)用体积法计算用药总量Q。按照公式Q=qV,计算出Q=212kg。

总的炸药量需分配到各个炮孔中去,由于各种炮眼的作用及受到岩石夹制情况不同,装药量也不相同,根据围岩情况,本次爆破掏槽眼:辅助眼:周边眼装药比值取值1.2:1:1。经计算,各炮眼的装药量为:掏槽眼1.60kg/孔,辅助眼1.3 4 k g/孔,周边眼1.3 4 k g/孔。

6)起爆网络

在爆破过程中为增加岩面的自由面,更好发挥效果,设置分段毫秒导爆管。掏炮眼放置1段,第二圈至第四圈放置3段,其余放置5段,然后用2个电雷管与所有到导爆管相连,再使用电容器起爆器全面引爆。

7)爆破震动安全距离安全振动速度为V=2cm/s,K取200,a取1.6,则爆破震动安全距离为。

4.4.2 临时支护技术

待每个爆破循环结束,要及时进行临时支护,锚杆的孔排间距1.5米,长为2米,并挂目数为80mm×120mm的铁丝网,再喷射80mm~100mm厚度的C20混凝土,见图5。

4.4.3 竖井防水处理

防水等级为2级,采用MF7030型矩形塑料盲沟作为导水材料,在初期锚喷之后,按照竖向间距和环向间距均为3米埋设。若遇到渗水点,采用固结灌浆预留出管道引入盲沟内,再汇总到井底的集水坑内。见图6。

5、结语

始发井施工共历100天后,正式交付盾构准备始发。施工期间,要注重爆破安全,加强围岩监测,以挂网锚喷为临时支护手段,充分发挥和利用围岩的自承能力,取得了很好的技术经济效果,为盾构竖井施工领域提供了借鉴。

摘要：新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称(New Austrian Tunneling Method,简称为NATM)。在许多隧道施工中,根据各自工程特点成功地应用了新奥法,并取得了较多的经验,积累了大量的实践数据,但在盾构竖井中应用比较少。以仪征─长岭原油管道黄石长江AVN-2440DS盾构隧道竖井工程为实例,详细介绍了新奥法施工技术,为类似工程提供参考。

关键词：新奥法,盾构竖井,软弱破碎围岩,全断面光面爆破

参考文献

[1]周爱国.隧道工程现场施工技术[M].第一版.北京:人民交通出版社.2004:3-7

[2]刘殿中,杨仕春.工程爆破实用手册[M].第二版.北京:冶金工业出版社.2003:242-260

[3]江正荣.建筑施工计算手册[M].第一版.北京:中国建筑工业出版社.2001:55-63

新奥法在施工的问题 篇2

黑麋峰抽水蓄能电站主厂房全长136 m, 宽27 m, 最大开挖高度52.7 m。主厂房顶部左右两侧分别与送风竖井和排烟竖井相连, 施工支硐直接从北侧通至主厂房顶部+44.7 m高程。主厂房第Ⅰ层开挖跨度为27 m, 属于长跨度、特大断面地下硐室开挖。开挖硐室存在断层、围岩节理发育且有渗水等影响硐室围岩稳定的不利因素。主厂房的初始支护参数为:L=3.5 m～11 m的锚杆8 921根, 预应力锚束 (T=2 000 kN, L=20 m～40 m) 143束, 喷混凝土支护1 958 m3。

2 新奥法施工原理及工艺

2.1 主要施工措施与调整方案

主要硐室均采用新奥法喷锚支护, 其中在主厂房顶拱, 全断面采用喷钢纤维混凝土加锚杆支护方式, 采用NORMET喷混凝土台车施喷、湿喷法施工。

为确保人身和机械安全, 充分结合围岩的特性, 利用新奥法原理, 调整为边开挖边支护, 支护紧跟工作面[1,2,3,4]。主要采取以下几点措施:

1) 不良地质段及时协同相关部门制定相应的安全处理专项措施;2) 利用新奥法原理及时、适时进行安全支护;3) 加强对不良地质段的观测, 爆破前采用超前锚杆支护, 爆破后认真仔细地进行撬挖安全处理, 然后立即进行系统支护和加强支护。

2.2 主要支护施工工艺

为确保围岩的稳定与施工安全, 有利于施工进度, 必须及时支护, 加强每道工序的施工质量。在厂房施工主要支护形式和施工工艺如下:

锚杆支护施工:锚杆由测量放出各排锚杆的控制点, 技术员放出各锚杆孔孔位, 并用红漆标注。锚杆采用三臂凿岩台车造孔, 孔向以及孔深都要满足设计要求。砂浆锚杆采用“先注浆后插杆”的施工方法, 注浆器注浆, 人工插筋。锚杆达到一定龄期后, 采用无损检测方式对锚杆进行质量检查。在锚杆支护设计和施工过程中应能有效地控制支护效果的所有参数, 包括锚杆材质、直径、长度、锚固方式及抗拉拔力等锚杆参数, 以及锚孔直径、深度、锚杆根数、间距、排距、角度、方向、排列方式等锚杆布置参数。在实际施工作业中, 通常还需根据实际的岩石分层状态改变锚杆的分布形式, 以达到较好的锚固效果。

锚杆支护工艺流程为:施工准备→测量放样→确定孔位→造孔→洗孔→锚杆孔验收→注浆、插杆→无损检测→验收。

另外, 锚杆所用的砂浆采用普硅42.5水泥进行配比, 可得到两种强度的砂浆, 具体配比参数见表1。

挂网、喷混凝土主要工序、施工方法:挂网钢筋用升降平台车作为施工平台, 钢筋绑扎在第一层喷好的喷层上, 并与锚杆可靠地固定。喷射混凝土的配合比由试验确定, 混凝土中掺适量外加剂。喷射混凝土采用“湿喷法”施工工艺, 具体工艺是先在拌和站集中拌制喷混凝土料, 用7 m3搅拌车或自卸汽车运到工作面附近后, 向喷混凝土台车喂料并用喷混凝土台车喷射, 每个喷层厚2 cm～3 cm, 预埋短钢筋头作为喷层厚度的标志。施喷工作由经培训考核合格后上岗的人员进行。控制喷枪的入射角、距岩面的距离、喷射方向等参数, 确保混凝土喷射的质量, 减少回弹量。

3 数值计算及施工监测

3.1 数值计算分析

根据主厂房实际情况, 整个计算模型的范围取300 m×300 m (宽×高) , 划分为150×150=22 500个单元, 加锚杆和锚索单元58个。计算模型的左右和底部取位移边界, 而上部取应力边界, 其应力为上部岩层的自重应力。经过计算, 可得到拱顶和两侧墙体的变形曲线情况, 如图1所示。从结果图可以看出, 不管是拱顶位移还是直墙位移都达到了平衡和稳定, 拱顶垂直位移控制在30 mm之内, 而直墙水平位移控制在23 mm之内。由此可知, 运用“新奥法”思想对主厂房进行施工, 并采用超前锚杆、超前导管、系统锚杆、钢纤维混凝土等不同的支护形式, 能够有效地对围岩进行及时的变形控制, 避免在施工过程中产生大的变形甚至破坏, 这对主厂房较长时间的稳定性非常有利。

3.2 监测分析

在主厂房开挖期, 在不同部位主要埋设安装了50组锚杆应力计、22组四点式多点位移计、7台锚索测力计进行监测。

锚杆应力监测结果表明:受岩层位移和温度的影响, 锚杆应力计均呈受拉状态, 测值基本都在50MPa以内, 应力变化稳定, 表明围岩基本处于稳定状态。厂房开挖高峰期, 部分测点受到施工爆破影响, 测值有突变, 爆破结束后变化稳定。

多点位移计的监测值表明:位移受开挖扰动变幅很小, 均在1mm之内, 变化趋势较为平稳, 表明围岩基本处于稳定状态。

锚索监测中与锁定值相比, 7台锚索测力计中有2台应力略有所损失, 损失率最大为3.48%。其他5台都无应力损失, 不但没有损失, 还增加了一些, 与前述部分锚杆应力计的测值较大的结论一致, 表明围岩总体稳定, 但由于岩体的蠕变作用, 局部有不稳定的现象, 在工程后期应继续加强监测。

4结语

1) 在大型地下硐室开挖支护施工中, 特别在不良地质段, 根据“新奥法”原理, 采用超前锚杆、超前导管、系统锚杆、钢纤维混凝土等不同的支护形式, 能够有效地对围岩进行及时和适时支护。

2) 数值计算表明, 采用“新奥法”施工技术对黑麋峰抽水蓄能电站主厂房进行施工和支护后, 其围岩基本都达到稳定状态, 拱顶垂直位移控制在30mm之内, 而直墙水平位移控制在23mm之内

3) 现场应用及监测表明锚杆应力计基本都在50MPa以内, 应力变化稳定;位移受开挖扰动变幅很小, 均在1.00mm之内, 变化趋势较为平稳, 均表明围岩总体处于稳定状态。但局部有不稳定现象, 在工程后期或使用过程中建议应继续加强监测。

参考文献

[1]刘洪山, 刘毅.石龙山隧道新奥法施工围岩变形监测研究[J].重庆交通大学学报 (自然科学版) , 2008 (1) :44-48.

[2]肖锋, 郭宏伟, 郭建勇.简述新奥法[J].山西建筑, 2009, 35 (14) :284-285.

[3]郭晓峰, 周延国.某水电站地下厂房围岩稳定性分析[J].资源环境与工程, 2009 (5) :543-545.

浅谈新奥法施工技术的相关问题 篇3

近年来, 新奥法在我国的公路、铁路、城市地铁中得到更广泛应用。但新奥法在我国运用过程中仍存在不少问题, 主要是对新奥法理解不深, 对新奥法施工的基本原理不熟悉, 施工管理与新奥法的要求有较大的差距等。

1 新奥法的原理

把岩体视为连续介质, 根据岩体具有的粘性、弹性、塑性的物理性质, 并利用洞室开挖围岩应力重分布而产生松动破坏有一个时间效应的动态特点, “适时”的采用薄壁柔性支护结构 (以锚喷支护为主要手段) , 围岩紧密贴合起来共同作用, 从而调动并充分利用了围岩的自身承载能力, 以达到围岩稳定的目的。

2 新奥法的应用中存在的问题

2.1 光面爆破

施工要求采用光面爆破, 尽量降低对围岩的扰动, 而现场施工时由于岩体的多变性, 和专业爆破技术指导人员的缺乏, 往往不能达到理想的爆破效果。

2.2 锚喷支护

1) 初喷:初喷指在隧道开挖完成后, 先对开挖暴露出的围岩进行喷射混凝土支护, 厚度约为3cm。而在现场施工中, 为了减少施工工序, 加快施工进度, 一般没有哪个施工队伍去这样做。

2) 锚喷由于施工工艺和操作人员的原因, 喷射混凝土时厚度极不均匀现象时有发生, 起拱线以上至拱顶由于喷射混凝土回弹量大等原因, 厚度往往达不到设计要求。

2.3 与围岩密贴程度

初期支护要与围岩密贴是新奥法施工中所要求的, 达到与围岩共同承载的目的。但在现场施工检查中, 设计支护采用锚杆+钢筋网片+钢花拱或工字钢架+喷射混凝土时, 因喷射混凝土不便或喷射方式等原因, 其后面常存空洞。

2.4 现场量测

由于各种原因, 现场量测方法不完善或不及时, 满足不了施工进度的需求, 这是不少坍塌事故没有避免的一个主要原因。

2.5 支护时间的两个极端

1) 在岩体内应力达到峰值前支护已经到位, 岩体的进一步变形受阻, 构成岩体与围岩支护共同体, 如支护刚度强度足够, 则共同体稳定, 否则共同体失稳;2) 在岩体内应力达到峰值时, 支护未及时架设, 甚至岩体破裂充分发展, 支护仍未起作用而导致围岩失稳在现场施工中, 两种情况常有发生, 有不少塌方故都是由于后者原因造成的。

2.6 不能及时判定围岩变化

由于工程岩体的复杂性, 具有不连续性、非均匀性、各项异性、环境赋存性等特点, 不同工程类别的围岩稳定程度有较大差别, 同一工程相同类别的围岩其稳定程度也不尽相同, 甚至有较大差别。再者又由于勘查时不够细致或有预测不到的围岩变化情况发生, 这就需要在施工时根据围岩情况对支护措施做出适当改进。然而现场工程地质方面技术人员往往相对缺乏, 不能够及时做出判断改进, 只有当围岩失稳事故发生后再会同设计单位进行会谈变更往往陷入被动局面。

3 新奥法施工应注意的问题

3.1 选择合适的开挖方法

为避免多次扰动围岩, 新奥法隧道施工应尽可能用大断面、少分块的方法, 尽量减少对围岩的扰动。开为保证洞形园顺, 避免出现超挖或突变, 开挖必须采用光面爆破或预裂爆破, 以减少对围岩扰动范围, 有效地减少超欠挖和应力集中所引起的塌方。

3.2 选择合适的辅助措施

喷射混凝土和锚杆是新奥法的技术基础, 但绝对不能认为新奥法只能用喷射混凝土和锚杆。由于隧道工程地质情况都是推断的, 当开挖面自稳性差时, 应采取辅助措施提高围岩自稳能力。主要有超前锚杆、超前小导管、管棚、地面砂浆锚杆、超前小导管注浆、深孔预注浆、中空注浆锚杆、自进式锚杆等。

3.3 合理进行初期支护, 确保形成完整的自承体系

在新奥法施工中, 主要是通过喷射混凝土、锚杆、钢拱架 (钢格栅) 施作初期支护。及时喷射混凝土可有效控制围岩变形, 抑制围岩的进一步裂化, 维护和调动围堰的自承能力, 这也是新奥法的一个重要特征。隧道开挖后, 应及时对开挖面进行初喷, 以保护围岩。初喷之后再施作锚杆和钢拱架 (钢格栅) , 这既保证施工安全, 又使钢拱架 (钢格栅) 有一个保护层, 要杜绝先打锚杆或先安装钢拱架 (钢格栅) 后再施作初喷混凝土的行为。要注意提高喷射混凝土的质量, 控制好喷射的风压、水压、喷射角度、喷射距离、一次喷射厚度、各喷层间时间间隔、喷射分区、喷射顺序。锚杆施工中要注意锚杆的方向和注浆的饱满性, 提高锚杆的耐久性。锚杆应在围岩发生急剧变形之前施作, 否则作用将明显降低。

3.4 配备有经验的施工人员

新奥法施工不是简单的开挖、喷射混凝土、施作锚杆, 而是在施工过程中, 根据现场开挖暴露出来的地质情况以及量测资料及时调整开挖方法、爆破参数、支护参数等, 因此, 在现场必须有能够根据复杂的地质情况及时做出应变和决策并坚决执行的管理人员、工程师。

3.5 充分利用量测资料

采用新奥法施工的隧道, 必须加强隧道监控量测的管理, 选择责任心强、技术水平高、业务精通的技术人员专门负责监控量测工作。同时, 及时对量测数据进行整理分析, 要采用电子计算机等高科技对量测资料进行采集、整理和分析, 提高数据采集、处理、分析的自动化程度, 提高数据采集水平和数据处理水平, 建立合理的数据分析处理模型, 以保证量测工作正常有效地开展, 保证取得的数据真实可靠。

3.6 完善检测手段, 提高检测水平

新奥法施工队各道工序施工质量要求严格, 因此, 必须要具备完善的检测设备和手段, 配备有经验的、技术水平高的监测人员。

3.7 提高隧道施工机械化水平

隧道施工的出路在于提高施工机械化水平, 应重视设备的选型及配套, 配备满足施工要求的先进的钻爆设备、喷射设备、注浆设备等关键设备。

参考文献

[1]蔡美峰.岩石力学与工程[M].科学出版社, 2002.

新奥法在地下工程中的应用 篇4

1 施工特点

1.1 及时性。

新奥法施工采用喷锚支护为主要手段, 可以最大限度地紧跟开挖作业面施工, 因此可以利用开挖施工面的时空效应, 以限制支护前的变形发展, 阻止围岩进入松动的状态, 在必要的情况下可以进行超前支护, 加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展, 并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载, 增强了岩层的稳定性。

1.2 封闭性。

由于喷锚支护能及时施工, 而且是全面密粘的支护, 因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落, 制止膨胀岩体的潮解和膨胀, 保护原有岩体强度。巷道开挖后, 围岩由于爆破作用产生新的裂缝, 加上原有地质构造上的裂缝, 随时都有可能产生变形或塌落。当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面, 很好的充填围岩的裂隙, 节理和凹穴, 大大提高了围岩的强度。同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用, 隔绝了水和空气同岩层的接触, 使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开, 导致围岩失去稳定。

1.3 粘结性。

1.3.1联锁作用, 即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落, 则引起临近岩块的联锁反应, 相继丧失稳定, 从而造成较大范围的冒顶或片帮。开巷后如能及时进行喷锚支护, 喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏, 防止个别威岩活石滑移和坠落, 从而保持围岩的稳定性。1.3.2复和作用, 即围岩与支护构成一个复合体 (受力体系) 共同支护围岩。喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力, 同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统, 具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用, 从根本上改变了支架消极承担的弱点。1.3.3增加作用。开巷后及时进行喷锚支护, 一方面将围岩表面的凹凸不平处填平, 消除因岩面不评引起的应力集中现象, 避免过大的应力集中所造成的围岩破坏;另一方面, 使巷道周边围岩成双向受力状态, 提高了围岩的粘结力和内摩擦角, 也就是提高了围岩的强度。

1.4 柔性。

喷锚支护属于柔性支护, 能够和围岩紧粘在一起共同作用, 由于喷锚支护具有一定柔性, 可以和围岩共同产生变形, 在围岩中形成一定范围的非弹性变形区, 并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展, 使围岩的自承能力得以充分发挥。另一方面, 喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩, 对围岩产生越来越大的支护反力, 能够抑制围岩产生过大变形, 防止围岩发生松动破坏。

2 新奥法的主要支护手段和施工顺序

新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段, 因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层, 与围岩紧密粘结的可缩性支护结构, 允许围岩又一定的协调变形, 而不使支护结构承受过大的压力。施工顺序可以概括为:开挖→一次支护→二次支护。

2.1 开挖。

开挖作业的内容依次包括:钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行, 为保护围岩的自身支撑能力, 第一次支护工作应尽快进行。为了充分利用围岩的自身支撑能力, 开挖应采用光面爆破 (控制爆破) 或机械开挖, 并尽量采用全断面开挖, 地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时, 长度可大一些, 岩质条件差时长度可小一些, 在同等岩质条件下, 分块多次开挖长度可大一些, 全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为2-2.5米, 在膨胀性地层中大约为0.8-1.米。

2.2 第一次支护作业包括:

一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土。在巷道开挖后, 应尽快地喷一层薄层混凝土 (3-5mm) 。为争取时间, 在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的, 待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。按一定系统布置锚杆, 加固深度围岩, 在围岩内形成承载拱, 由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱, 起临时支护作用, 同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度 (一般为10-15mm) , 并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。完成第一次支护的时间非常重要, 一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成, 主要由施工条件决定。在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层 (如风华花岗岩) 中开挖巷道, 为了延长围岩的自稳时间, 为了给一次支护争取时间, 安全的作业, 需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护 (预支护) , 然后再开挖。在安装锚杆的同时, 在围岩和支护中埋设仪器或测点, 进行围岩位移和应力的现场测量。依据测量得到的信息来了解围岩的动态, 以及支护抗力与围岩的相适应程度。

2.3 二次支护。

一次支护后, 在围岩变形趋于稳定时, 进行第二次支护和封底, 即永久性的支护 (或是补喷射混凝土, 或是浇注混凝土内拱) , 起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用, 而此支护时机可以由监测结果得到。

对于底板不稳, 底鼓变形严重, 必然牵动侧墙及顶部支护不稳, 所以应尽快封底, 形成封闭式的支护, 以谋求围岩的稳定。

3 新奥法的实际应用及缺陷

中国从20世纪60年代初开始推广喷锚支护新技术, 到1981年底, 采用喷锚支护的地下工程和井巷的总长度已接近7500公里。新奥法的适用性很广, 中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。但在下列情形下, 一般都应采取适当的辅助措施才能施工: (1) 涌水最大的地层; (2) 因涌水产生流沙现象的地层; (3) 围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难的场合; (4) 开挖面不能自稳的围岩。

不可否认, 新奥法也存在不少缺点, 比如:开挖暴露出的地质会立即改变其状态, 因此要求施工地质人员要亲临现场, 以便发现问题;用能控制的施工量测, 往往给施工带来不便;干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护, 尤其是对眼睛的防护, 湿喷虽然可以避免此缺点, 但在同样条件下, 不如干喷那样有效的支护岩体。不过经过工程技术人员和科技工作者的共同努力一定可以把新奥法不断完善, 在我国的现代化建设进程中发挥更加重要的作用。

摘要：由于城市建设中地下建筑功能的不断发展、完善, 以及私家车的大量使用, 地下一层或多层的功能性建筑及地下车库在国民经济生活中扮演着愈加重要的角色。兴建地铁、地下停车场及购物中心等地下项目已成为城市发展的必然方向。本文简要叙述了新奥法特点, 支护手段与施工顺序, 以供工程设计参考。

关键词：新奥法,地下工程,施工

参考文献

[1]东南大学等合编.土力学[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.