淺析新奧地利隧道施工技術

劉 奔

（山東科技大學，山東 青島 266590）

傳統(tǒng)的隧道施工技術效果并不理想，用取材料多且支護效果并不良好。而新奧法施工技術則有效的改善了傳統(tǒng)隧道施工的不足，改變了傳統(tǒng)的支護形式，融會更多先進的技術，取得更為理想的效果，適合于多種復雜的施工環(huán)境，更多的為人們所采用。

1 新奧法施工的簡介

隧道開挖后，傳統(tǒng)的支護方式為厚壁混凝土支護結(jié)構(gòu)，使用混凝土最多，且混凝土支護與隧道圍巖作用不緊密，支護的效果并不理想。而新奧法，他的全稱是“新奧地利隧道施工法”，這種方法改變了傳統(tǒng)的支護形式，融會了比較前沿的的巖石力學的理論，通過先對圍巖噴射柔性噴射混凝土，再將由較特殊的金屬材料制成的金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、錨桿、鋼制拱肋等進行支護，該支護結(jié)構(gòu)為錨噴支護結(jié)構(gòu)。即先對開挖成型后的圍巖噴射混凝土，再對其進行支護鋼架、鋼拱肋、錨桿等措施，最后再噴射混凝土至其規(guī)范的設計厚度。

2 新奧法施工的理念

新奧法施工的關鍵在于它摒棄了前人一味的增強支護強度，只從支護及支護材料的強度上尋求突破以求隧道圍巖的穩(wěn)定而忽略了充分利用圍巖的自身的承載力。在隧道開挖結(jié)束后，圍巖是周圍巖石壓力作用的主要的部分，圍巖壓力作用的主要對象還是巖石本身，前人一貫采用增強支護強度的方法平衡圍巖壓力。而新奧法認為是由支護與圍巖共同承擔。在巨大的圍巖壓力作用下，圍巖本身與外界的支護一起平衡圍巖壓力。利用圍巖的自承作用支撐隧道，并使其變?yōu)橹ёo結(jié)構(gòu)的重要的一個組成部分，使得圍巖與支護組成堅固的自承環(huán)。另一方面，新奧法提出巖體失穩(wěn)的主要因素在于二次應力作用和結(jié)構(gòu)面的切割。而構(gòu)成巖體的一些結(jié)構(gòu)面在圍巖開挖被破壞時，松動巖土體與四周巖土體隔開構(gòu)成了多個切割面。

3 新奧法施工的基本要點

（1） ①在進行隧道的開挖項目時時，應盡量更多的使用光面爆破，光面爆破是在揀選了恰當?shù)氖┕さ墓ば蚍椒?，并核對核算采用準確無誤的爆破參數(shù)后，對于不同區(qū)域不同分段采用微差爆破（又稱為毫秒延期爆破，延期的時間間隔很短，一般為幾毫秒到幾十毫秒的一種爆破形式） 從而符合斷面輪廓線的設計要求。 并且使其臨空面，即爆破巖體與空氣接觸的表面平整規(guī)則的一種較為先進高效的限制爆破影響規(guī)模的爆破技術。 ②應當是更多的選用預裂爆破，在起爆時最先進行起爆的是周邊眼，在剩余的其他的炮眼并未進行起爆時，提前在斷面設計輪廓線上預裂爆破出一條預裂面，其作用是對剩余未進行起爆的預先布置的掏槽眼、輔助眼等爆破產(chǎn)生的爆轟波產(chǎn)生一定程度的緩沖和反射作用，從而可以一定程度上阻止圍巖由于爆破而產(chǎn)生的失穩(wěn)破碎，保證巖體的穩(wěn)定性和完整性，從而讓爆破后的開挖面更加平整，減少突起或凹槽的產(chǎn)生。

預裂爆破和光面爆破的區(qū)別主要是在于起爆的次序。預裂爆破由于目的是產(chǎn)生預裂面，故起爆次序最先的是周邊眼，而光面爆破中周邊眼在最后起爆。采用以上兩種爆破方式可以極大的減少爆破產(chǎn)生的對地面的擾動。

（2） 隧道開挖告終，應該對圍巖自身的自承能力加以利用，并盡可能的利用圍巖自身的承擔能力，使其成為支護結(jié)構(gòu)的關鍵的成分，使得圍巖與支護構(gòu)成堅固的自承環(huán)，為更加高效的發(fā)揮圍巖的自承能力進行支護的設計。目前來看，主要是通過設置柔性支護來實現(xiàn)，如分多次或延時噴射混凝土，設置柔性墊層和可滑性接頭等。

（3） 按照圍巖的特征采用種類不一樣的支護形式和相對應的支護所用參數(shù)，及時的進行早期支護，向圍巖噴射混凝土以及將錨桿進行安裝作為初期支護，得以形成一種柔性的支護體系。允許圍巖有一定的“約束”運動，以控制圍巖的松弛與變形。

（4） 在比較軟弱比較碎裂的巖石區(qū)域，應該使隧道斷面盡快地閉合上，以便于更好的顯現(xiàn)出支護體系的用處，減少隧道不穩(wěn)定和破壞的可能性。隧道斷面的早期閉合只適合于某些不良圍巖，例如軟弱型、破碎型這類圍巖。而對于一些良好的圍巖，由于良好圍巖擁有良好的圍巖自承能力，開挖后的斷面是自然閉合的，即斷面會自行的閉合。

（5） 二次襯砌，其與隧道的初期支護處于不同的階段，在隧道的初期支護完成時，再對隧道進行以混凝土、鋼筋等材料進行內(nèi)層的襯砌，從而使支護得到加固，使內(nèi)部照明、通風、排水等設施更加方便，同時也使其外觀顯得更加美觀。 二次襯砌，在原則上來說，是初期支護結(jié)束時，圍巖初期支護結(jié)束后的變形大體上趨于穩(wěn)固時，再進行該工序。圍巖與支護結(jié)構(gòu)形成不可分開的完整部分，使得整個支護體系更加的穩(wěn)固可靠。

（6） 避免產(chǎn)生應力集中，施工時應盡量使隧道斷面更加圓潤、規(guī)則、平整，避免在隧道的棱角或某些不規(guī)整的斷口突起、突變處產(chǎn)生應力集中，使物體的應力局部增高。 當應力超過巖體的承載能力極限狀態(tài)時會產(chǎn)生破壞，降低隧道圍巖的穩(wěn)定性，降低其安全性。

（7） 施工的工序的安排要統(tǒng)籌兼顧，高效合理，在施工進行中要用更多的時間對圍巖支護進行動態(tài)觀測、記錄。遇到一些技術難點，例如施工過程中出現(xiàn)巖溶性地質(zhì)、膨脹性地質(zhì)等不良地質(zhì)時，要及時進行設計變工，針對性的提出解決方案，并合理高效的進行施工的管理。

4 結(jié)語

通過對新奧法施工技術的詳細介紹與以及對其技術方面的研究，新奧地利隧道施工法較之傳統(tǒng)的隧道施工方法更為高效，且融會了前沿的巖石力學理論，在施工要點上考慮全面，在在施工程序，施工方法上安排更為合理，更能適應多種復雜的施工環(huán)境。更加符合現(xiàn)代隧道施工的要求，因此，該方法應該得到更多的推廣和使用。