隧道工程 教学配套课件 戴俊 第8章 隧道新奥法施工原理与应用.pdfVIP

第8章 隧道新奥法施工原理与应用 8.1 概述 8.2 新奥法设计要点 8.3 新奥法的施工要点 8.4 新奥法施工中的监测工作 8.1 概述 图8-1 隧道周边径向位移与围岩压力的关系 图8-2 隧道收敛位移随时间的变化 8.2 新奥法设计要点 8.2.1 新奥法设计方法 8.2.2 新奥法设计的两阶段 8.2.3 新奥法的设计程序 8.2.1 新奥法设计方法 1.工程类比法 2.现场监控量测法 3.理论计算验算法 8.2.1 新奥法设计方法 图8-3 隧道围岩力学模型 8.2.2 新奥法设计的两阶段 1 施工前预设计阶段 施工前预设计是在认真研究测定资料的基础上进行的。 2 信息反馈修改设计阶段 由于在施工前预设计阶段，一般很难全部详细了解实际 的地质条件，因此必须在施工现场进行监控量测，确认和修正施工前的预设计。 8.2.3 新奥法的设计程序 图8-5 新奥法隧道设计程序 注：在软弱破碎围岩地段，信息反馈修正设计常需要多次修正。 8.3 新奥法的施工要点 8.3.1 新奥法施工的基本原则 8.3.2 新奥法在软弱岩层隧道施工中的应用 8.3.3 新奥法施工中的预支护 8.3.4 与矿山法的比较 8.3.1 新奥法施工的基本原则 1 少扰动 在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范 围和扰动持续时间。 2 早喷锚 开挖后及时施作初期喷锚支护，使围岩的变形进入受控制状态，一方面 使围岩不致因变形过度而产生坍塌失稳；另一方面使围岩变形适度发展，以充分发挥 围岩的自承能力。 3 勤量测 以直观、可靠的量测方法和量测数据来判断围岩 或围岩＋支护 的稳定 状态及动态发展趋势，评价支护的作用和效果，以便及时调整支护时机、支护参数、 开挖方法、施工速度，确保施工安全，并顺利进行是必要的。 4 紧封闭 一方面采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露导致强度和 稳定性的衰减，尤其是对于易风化的软弱围岩。 8.3.2 新奥法在软弱岩层隧道施工中的应用 1 开挖阶段在时间和空间上都必须足够短，如图8-8所示。2 初始支护必须紧随开 挖面形成封闭环，如 所示。 3 紧随开挖面实施喷射混凝土支护，如 所示。 4 遇有不稳定土层，如用水、流砂，必须采用注浆、板桩、管棚等措施进行预支护。 8.3.2 新奥法在软弱岩层隧道施工中的应用 图8-6 松软破碎岩层隧道施工新奥法开挖技术方案 8.3.2 新奥法在软弱岩层隧道施工中的应用 图8-7 新奥法隧道施工的基本程序 8.3.2 新奥法在软弱岩层隧道施工中的应用 图8-8 短进尺并采用板桩控制不稳定地层 8.3.2 新奥法在软弱岩层隧道施工中的应用 图8-9 紧随开挖台阶形成封闭环预防支护失稳 8.3.3 新奥法施工中的预支护 1.水平旋喷预注浆 2.机械预切槽法 8.3.4 与矿山法的比较 图8-12 传统矿山法施工程序 8.4 新奥法施工中的监测工作 8.4.1 监测的目的与要求 8.4.2 监测的主要内容和方法 8.4.3 监测数据的分析与应用 8.4.1 监测的目的与要求 1 为设计和修正支护结构形式和参数提供依据。 2 正确选择开挖方法和支护施作时间。 3 为隧道施工和隧道的长期运营提供安全信息。 4 研究新奥法力学机理和设计理论的重要途径。 1.新奥法设计与施工必须紧密配合 2.符合施工图设计中对量测工作的要求 8.4.2 监测的主要内容和方法 1 工程地质与支护状况的观察 隧道开挖工作面爆破后应立即进行工程地质状况的 观察和记录，必要时进行地质描述。 2 隧道地表沉降量测 浅埋隧道和隧道的洞口段通常位于软弱、破碎、自稳时间较 短的围岩中，施工方法不当时，极易发生冒顶塌方或地表有害沉降，因此，对浅埋隧 道的施工进行地表下沉量测是十分重要的。 3 隧道净空变化 收敛 量测 隧道开挖所引起的围岩变形，最直观的表现就是隧道 净空的变化 收缩或扩张 。 4 隧道拱顶下沉量测 隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉值，单位时间内拱 顶下沉值称为拱顶下沉速度。 5 围岩内部位移测量 在隧道的施工过程中，不仅要了解隧道空间点的相对位移 或 空间断面的变形 ，还需要对围岩的内部位移进行监测，了解围岩的松动圈范围。 6 锚杆轴力量测 锚杆轴力量测属于选测项目，一般根据科研和生产的需要，结合 围岩内部位移量测，在隧道内选择好拟测岩层，进行钻孔、安装和量测。 7 围岩压力及两层支护间压力量测 隧道开挖后，围岩要向净空方向变形，而支护 结构要阻止这种变形，这样就会产生围岩作用在支护结构上的围岩压力。 8.4.2 监测的主要内容和方法 8 钢支撑应力量测 通过钢支撑应力的量测，可以了解钢支撑受