淺談新奧法在鏟子巖隧道圍巖施工中的應(yīng)用

摘 要：當(dāng)前隧道施工主要采用的是新奧法施工，從新奧法施工原理入手，探討新奧法在鏟子巖隧道圍巖施工中的應(yīng)用，分析圍巖開挖支護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：新奧法 隧道 圍巖

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0052-01

隧道，是一種埋置于底層內(nèi)的一種地下建筑物。在山嶺區(qū)隧道能克服高程障礙，縮短線路，也可以避開不良地質(zhì)及其它重要建筑或工程。隨著我國公路建設(shè)的飛躍發(fā)展，公路隧道建設(shè)也取得了很大的進(jìn)步。

新奧法即奧地利隧道新施工法，奧地利人L.v.Rabcewicz根據(jù)本國多年隧道施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的一種施工法。以隧道工程經(jīng)驗(yàn)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(hù)手段的一種施工方法。于20世紀(jì)50年代提出，經(jīng)過一些國家的許多實(shí)踐和理論研究，于20世紀(jì)60年代取得專利權(quán)并正式命名。60年代被介紹到我國，70年代末80年代初得到迅速發(fā)展。

新奧法的施工做法：（1）光面爆破。（2）一次支護(hù)。（3）根據(jù)圍巖地壓及變形實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行二次支護(hù)。

1 工程概況

廟（河）七（里峽）公路鏟子巖隧道新建工程位于秭歸縣屈原鎮(zhèn)鏟子巖村，是廟（河）七（里峽）公路工程中的控制性工程之一。鏟子巖隧道從鏟子巖下方進(jìn)洞，穿鏟子巖山體后沿路線右側(cè)山體展線，終點(diǎn)與老路相接。隧道設(shè)計(jì)為單線雙向行車道，平面線型均為直線，起止樁號(hào)為K1+245～K1+850，里程長度605 m；隧道平面位于直線上，縱坡為-0.5%的單向坡。隧道最大埋深約200 m，受隧道所處位置地形條件、地質(zhì)條件及路線總體布局的影響，進(jìn)出口均采用端墻式洞門。隧道總體圍巖級(jí)別為：III級(jí)450 m、IV級(jí)155 m。

2 新奧法在鏟子巖隧道圍巖開挖及支護(hù)中的施工工藝

2.1 施工工藝概述

鏟子巖隧道按新奧法組織施工，隧道開挖的出渣、進(jìn)料采用自卸汽車運(yùn)輸方式。實(shí)施掘進(jìn)、出渣、噴錨混凝土、襯砌四條機(jī)械化作業(yè)線。各專業(yè)施工隊(duì)由隧道的進(jìn)口（廟河端）向隧道出口（屈原端）施工。施工中采用“新奧法”原理施工，遵行“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早噴錨、勤量測、緊封閉、襯砌緊跟”的施工原則，并根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測結(jié)果及時(shí)修正設(shè)計(jì)參數(shù)、調(diào)整施工方案和指導(dǎo)隧道施工。

2.2 圍巖開挖方法

2.2.1 Ⅳ級(jí)圍巖開挖

隧道的IV級(jí)圍巖為軟質(zhì)巖。這類圍巖受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重。拱部在開挖后無支護(hù)的時(shí)候可產(chǎn)生較大的坍塌，側(cè)壁有時(shí)會(huì)失去穩(wěn)定。通過對(duì)Ⅳ級(jí)圍巖情況監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)圍巖情況良好，整體較穩(wěn)定。因此選擇了 “短臺(tái)階法”施工。開挖掘進(jìn)時(shí)主要以挖掘機(jī)械為主，并輔以人工配合，以減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。每次開挖進(jìn)尺控制在80 cm以內(nèi)。如爆破采用光面爆破或預(yù)裂爆破方式，每次開挖長度控制在100 cm以內(nèi)，充分發(fā)揮圍巖的自承力。待初期支護(hù)成環(huán)閉合后，再進(jìn)行下一循環(huán)的開挖工作。同時(shí)，通過監(jiān)控量測結(jié)果表明的穩(wěn)定情況及時(shí)跟進(jìn)二襯混凝土，確保安全。

2.2.2 Ⅲ級(jí)圍巖開挖

Ⅲ級(jí)圍巖也為軟質(zhì)巖，這類圍巖一般受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重，節(jié)理較發(fā)育，層狀巖層為薄屋、中厚層、厚層、層間結(jié)合。該等級(jí)圍巖開挖后，拱部無支護(hù)的時(shí)候可產(chǎn)生小坍塌，側(cè)壁基本穩(wěn)定，爆破震動(dòng)過大易塌。通過監(jiān)測，掌子面穩(wěn)定，選擇了全斷面法。開挖時(shí)采用光面爆破一次開挖到位，每次進(jìn)尺控制在3 m左右。斷面根據(jù)設(shè)計(jì)一次開挖到路面的找平層，開挖完成后及時(shí)噴射混凝土封閉圍巖，以防圍巖局部掉塊，確保施工安全。二次襯砌根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果確定變形量在規(guī)定范圍內(nèi)后，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況和施工進(jìn)度要求，確定施工時(shí)間和跟進(jìn)掌子面的距離，與掌子面的距離一般控制在100 m左右，最長不超過150 m。

2.3 噴錨支護(hù)

2.3.1 錨桿的施工

隧道開挖面形成后，盡快安設(shè)錨桿。尺寸按設(shè)計(jì)尺寸截取，保證錨桿嵌入巖石的深度。采用風(fēng)鉆鉆眼，高壓風(fēng)吹孔。鉆孔方向盡量與巖石主要結(jié)構(gòu)面垂直?？足@好后，用高壓水進(jìn)行沖洗，并用塞子塞緊孔口，以防止石渣或泥土掉入孔內(nèi)。

粘結(jié)性砂漿應(yīng)拌合均勻，并調(diào)整其和易性。隨拌隨用，一次拌和的砂漿應(yīng)在初凝前用完，采用擠壓式注漿。

2.3.2 掛網(wǎng)施工

掛網(wǎng)在初噴混凝土及施作錨桿后進(jìn)行。本隧道采用半成品網(wǎng)現(xiàn)場拼裝的方式掛網(wǎng)，以加快作業(yè)速度。在有鋼拱架的地段，網(wǎng)片的寬度按鋼拱架的間距預(yù)制其他地段根據(jù)錨桿布置情況確定。在墻部的網(wǎng)片上側(cè)預(yù)留帶鉤，以方便掛網(wǎng)。掛好網(wǎng)片后，將網(wǎng)片之間的接頭以及網(wǎng)片鋼筋和錨桿頭、鋼拱架等焊接牢固，避免網(wǎng)片超出噴射混凝土的厚度和施工時(shí)網(wǎng)片的晃動(dòng)。

2.3.3 噴射砼施工

（1）材料、機(jī)具的準(zhǔn)備。有足夠的材料儲(chǔ)備量；各機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常；攪拌機(jī)、噴射機(jī)等是否恰當(dāng)。

（2）噴射砼。噴射時(shí)先送風(fēng)再注水，然后上料。根據(jù)受噴面和噴出的混凝土情況，調(diào)整注水量，以噴后易粘著、回彈小和表面呈濕潤光澤為度。

2.4 鋼拱架施工

Ⅳ級(jí)圍巖開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初噴，然后安裝鋼拱架和鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。S5襯砌類型支護(hù)采用Ⅰ18工字鋼拱架，IV級(jí)圍巖S4襯砌類型支護(hù)采用Ⅰ14工字鋼拱架。鋼拱架按設(shè)計(jì)要求分片加工好，要求尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順，并在現(xiàn)場進(jìn)行試拼，試拼后需在同一個(gè)平面內(nèi)，允許偏差為：寬度±20 mm，高度±30 mm，扭曲度20 mm。鋼拱架按設(shè)計(jì)位置現(xiàn)場測量定位，拱架平面必須與隧道中線垂直。鋼拱架架立通過垂球吊線的方法控制垂直度。拱架各節(jié)連接牢固，安設(shè)位置正確、穩(wěn)固并垂直隧道中線，允許偏差：與線路中線位置30 mm，垂直度5%，前后拱架間距±50 mm。

3 結(jié)語

鏟子巖隧道采用了新奧法來進(jìn)行施工，是全面考慮了本項(xiàng)目情況以后做出的決定。并且經(jīng)實(shí)踐證明得到了良好的效果。新奧法是目前大量采用的一種施工方法。其原理及內(nèi)容都非?？茖W(xué)，得到廣泛認(rèn)同。但不可否認(rèn)的，新奧法也存在不少缺點(diǎn)，需要在以后的實(shí)踐及研究中努力探索，不斷完善。

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