隧道新奧法施工技術(shù)探討

劉友朋

（貴陽市建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州貴陽 550000）

隧道新奧法施工技術(shù)探討

劉友朋

（貴陽市建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州貴陽 550000）

所謂的新奧法是一種以巖石力學(xué)作為基礎(chǔ)原理的施工方法，主要采用錨桿和噴射混凝土實(shí)現(xiàn)支護(hù)，將實(shí)際測量成果、相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)原理有機(jī)結(jié)合起來，構(gòu)成隧道工程。本文探討了在公路隧道工程中，新奧法施工技術(shù)在其中的實(shí)際應(yīng)用，以供參考。

公路隧道；新奧法；施工技術(shù)

1　工程概況

某公路工程位于大山南麓，其巖石出露，大部分的山坡伴有天然林，是良好的水源涵養(yǎng)區(qū)。本工程是25標(biāo)段（樁號97+077.20 m～105+998.61 m），全長為8 921.41 m，其中包括隧洞6座，總長8 744.108 m。

本標(biāo)段的隧洞洞線處于上元古界變質(zhì)巖片巖中，巖體呈層狀結(jié)構(gòu)，較為破碎，層面與其他結(jié)構(gòu)面非常容易形成塊體，地下水的活動(dòng)為中等。由于巖層的走向和洞線方向，呈現(xiàn)小角度相切，所以開挖施工中容易導(dǎo)致洞頂坍塌、掉塊，邊墻失穩(wěn)等問題，其成洞條件差，因此需要通過支護(hù)的措施，全斷面襯砌。

2　施工方案

本標(biāo)段隧洞施工遵循了“新奧法”的施工原理，采用的施工方案思想指導(dǎo)是“少擾動(dòng)，短進(jìn)尺，強(qiáng)支護(hù)及時(shí)封閉”，施工過程中采用的是超前錨桿（Φ22）或超前小導(dǎo)管（Φ42，壁厚3.5 mm），然后結(jié)合鋼筋網(wǎng)片、隨機(jī)錨桿或系統(tǒng)錨桿（Φ22）、鋼支撐（Ι20）、噴混凝土（C20）等，通過相互組合實(shí)現(xiàn)良好的施工效果。

本工程中的新奧法施工，以圍巖作為主要的承載體，建設(shè)柔性、緊貼圍巖的支護(hù)結(jié)構(gòu)，以此來承受施工壓力，并在最大程度上保持圍巖的穩(wěn)定性，避免松動(dòng)破壞問題的出現(xiàn)。實(shí)際施工中，該新奧法將錨桿、鋼筋網(wǎng)片、剛拱架、噴射混凝土等進(jìn)行有機(jī)組合，形成一個(gè)完整的圍巖支護(hù)系統(tǒng)，并維持兩者的共同變形，最大限度地利用了圍巖自身的承載力。

3　新奧法施工要點(diǎn)分析

（1）隧道開挖施工

采用光面爆破進(jìn)行隧道開挖，利用巖石抗劈裂能力低的特點(diǎn)，縮小周邊的眼間距，控制其方向，合理限制裝藥量，并正確設(shè)置起爆的順序，從而達(dá)到預(yù)定爆破效果。光面爆破方法能夠控制超欠挖，同時(shí)減少出渣量，在節(jié)省原料的同時(shí)加快施工進(jìn)度，降低施工成本，并減少可能給圍巖造成的擾動(dòng)問題，使開挖的輪廓線保持規(guī)則與平滑，達(dá)到保護(hù)圍巖、充分發(fā)揮其自承能力的作用。需要注意的是，如果隧道的周邊輪廓出現(xiàn)不規(guī)則狀況，將難以設(shè)置格柵拱和鋼拱，或?qū)е鹿凹芘c巖面之間出現(xiàn)空隙，影響了支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)固性。

（2）隧道圍巖新奧法支護(hù)施工

開挖施工將隧道圍巖存在的應(yīng)力重新分布，因此需要在支護(hù)施工環(huán)節(jié)加固圍巖，要求整個(gè)承載結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保在出現(xiàn)移位和變形的情況下，仍然能夠在開挖曲面后形成共模效應(yīng)，構(gòu)成受力環(huán)區(qū)，嚴(yán)格控制圍巖的位移速度，以防土體的松動(dòng)。

①噴混凝土

本工程采用了“素噴”和組合噴混凝土的圍巖噴混凝土施工方法，其中，素噴多適用于圍巖類別為Ⅱ、Ⅲ類的情況。根據(jù)工程的實(shí)際情況，在噴射之前需要使用高壓風(fēng)水搶將噴面沖洗干凈，保持作業(yè)區(qū)的良好通風(fēng)與照明。噴射作業(yè)一般需要分塊、分段、分部進(jìn)行，其順序?yàn)樽韵露稀⑾葔蠊?；在分層噴射的過程中，厚層需要在前層混凝土已經(jīng)終凝之后才可以進(jìn)行。需要注意的是，必須嚴(yán)格控制噴層的厚度。待終凝約1 h之后才可進(jìn)行二次噴射。

②結(jié)合鋼筋網(wǎng)片組合施工

所謂隨機(jī)錨桿，為一種沒有固定時(shí)間和排距要求，可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行布局的錨桿；而系統(tǒng)錨桿則需要在設(shè)計(jì)階段明確標(biāo)識其施工時(shí)間與排距。在設(shè)置鋼筋網(wǎng)時(shí)，需要注意將其緊貼巖面，并且與錨桿的端頭進(jìn)行焊接，構(gòu)成“蜘蛛網(wǎng)”的模式，然后噴混凝土，控制噴護(hù)的厚度在8～10 cm。

③柔性結(jié)構(gòu)

圍巖的支護(hù)施工往往需要運(yùn)用薄型柔性結(jié)構(gòu)，能夠有效降低受彎變形、撓曲斷裂等問題。在運(yùn)用新奧法施工時(shí)，同樣需要采用柔性結(jié)構(gòu)，提高圍巖韌性。實(shí)際施工過程中應(yīng)當(dāng)明確硬巖隧道、軟巖隧道存在的施工差異，軟巖地層中的隧道建設(shè)更加接近地表，其荷載承受能力非常有限，如果覆蓋土重力，將難以控制圍巖的變形，此時(shí)如果能夠合理設(shè)置柔性結(jié)構(gòu)，能夠有效避免釋放過度導(dǎo)致的坍塌。

（2）嚴(yán)格檢測隧道開挖作業(yè)過程

檢測環(huán)節(jié)對于公路隧道的新奧法施工而言，是重要部分，在此階段能夠明確工程支護(hù)構(gòu)架的形變力學(xué)轉(zhuǎn)化過程、應(yīng)力分布以及圍巖穩(wěn)固性能，從而選擇最佳的襯砌和支護(hù)時(shí)間點(diǎn)，達(dá)到隧道工程預(yù)期的穩(wěn)定性、安全性要求。具體來說，需要重點(diǎn)做好以下方面的工作：

①若隧道圍巖存在不穩(wěn)定的情況，必須及時(shí)采取支護(hù)措施；若圍巖穩(wěn)定性良好，也不能懈怠，必須保障后期的即時(shí)性，可是當(dāng)采取噴射支護(hù)?？梢酝ㄟ^逐步增加噴射厚度的方式，同時(shí)是當(dāng)添加錨桿、鋼筋網(wǎng)，提高加固效果。初次噴射完成后，應(yīng)當(dāng)在第一時(shí)間內(nèi)，監(jiān)測噴層變形狀況。

②初期支護(hù)完成后，圍巖的變形已經(jīng)較為穩(wěn)固，此時(shí)則可設(shè)置模板，并進(jìn)行二次混凝土襯砌施工。應(yīng)用新奧法，必須將施工經(jīng)驗(yàn)、力學(xué)計(jì)算和施工監(jiān)測進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將初步的地質(zhì)勘查作為基礎(chǔ)，利用數(shù)學(xué)公式和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，并對支護(hù)參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)定。施工中則要嚴(yán)密布置監(jiān)控測試系統(tǒng)，掌握圍巖開挖、支護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)的施工實(shí)況，間接描述支護(hù)的實(shí)際作用，并反饋給施工人員，以改善施工效果。

［1］ 李強(qiáng).當(dāng)前新奧法構(gòu)筑下的大洞徑洞室開挖技術(shù)分析［J］.商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察，2014，（6）：56-57.

［2］ 王朝國，朱紹輝，柳晶.公路隧道新奧法的基本原理與施工程序［J］.建材與裝飾，2014，（6）：62-63.

［3］ 席培勝，孫曉凱.新奧法在十八盤隧道工程中的應(yīng)用［J］.安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，22（1）：15-17.

U455

C

1008-3383（2016）10-0146-02

2016-07-29

劉友朋，男，貴州遵義人，工程師。