浅谈新奥法在铲子岩隧道围岩施工中的应用

摘 要：当前隧道施工主要采用的是新奥法施工，从新奥法施工原理入手，探讨新奥法在铲子岩隧道围岩施工中的应用，分析围岩开挖支护方法。

关键词：新奥法 隧道 围岩

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0052-01

隧道，是一种埋置于底层内的一种地下建筑物。在山岭区隧道能克服高程障碍，缩短线路，也可以避开不良地质及其它重要建筑或工程。随着我国公路建设的飞跃发展，公路隧道建设也取得了很大的进步。

新奥法即奥地利隧道新施工法，奥地利人L.v.Rabcewicz根据本国多年隧道施工经验总结出的一种施工法。以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法。于20世纪50年代提出，经过一些国家的许多实践和理论研究，于20世纪60年代取得专利权并正式命名。60年代被介绍到我国，70年代末80年代初得到迅速发展。

新奥法的施工做法：（1）光面爆破。（2）一次支护。（3）根据围岩地压及变形实测数据进行二次支护。

1 工程概况

庙（河）七（里峡）公路铲子岩隧道新建工程位于秭归县屈原镇铲子岩村，是庙（河）七（里峡）公路工程中的控制性工程之一。铲子岩隧道从铲子岩下方进洞，穿铲子岩山体后沿路线右侧山体展线，终点与老路相接。隧道设计为单线双向行车道，平面线型均为直线，起止桩号为K1+245～K1+850，里程长度605 m；隧道平面位于直线上，纵坡为-0.5%的单向坡。隧道最大埋深约200 m，受隧道所处位置地形条件、地质条件及路线总体布局的影响，进出口均采用端墙式洞门。隧道总体围岩级别为：III级450 m、IV级155 m。

2 新奥法在铲子岩隧道围岩开挖及支护中的施工工艺

2.1 施工工艺概述

铲子岩隧道按新奥法组织施工，隧道开挖的出渣、进料采用自卸汽车运输方式。实施掘进、出渣、喷锚混凝土、衬砌四条机械化作业线。各专业施工队由隧道的进口（庙河端）向隧道出口（屈原端）施工。施工中采用“新奥法”原理施工，遵行“短进尺、弱爆破、强支护、早喷锚、勤量测、紧封闭、衬砌紧跟”的施工原则，并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工。

2.2 围岩开挖方法

2.2.1 Ⅳ级围岩开挖

隧道的IV级围岩为软质岩。这类围岩受地质构造影响严重。拱部在开挖后无支护的时候可产生较大的坍塌，侧壁有时会失去稳定。通过对Ⅳ级围岩情况监测。发现围岩情况良好，整体较稳定。因此选择了 “短台阶法”施工。开挖掘进时主要以挖掘机械为主，并辅以人工配合，以减少对围岩的扰动。每次开挖进尺控制在80 cm以内。如爆破采用光面爆破或预裂爆破方式，每次开挖长度控制在100 cm以内，充分发挥围岩的自承力。待初期支护成环闭合后，再进行下一循环的开挖工作。同时，通过监控量测结果表明的稳定情况及时跟进二衬混凝土，确保安全。

2.2.2 Ⅲ级围岩开挖

Ⅲ级围岩也为软质岩，这类围岩一般受地质构造影响严重，节理较发育，层状岩层为薄屋、中厚层、厚层、层间结合。该等级围岩开挖后，拱部无支护的时候可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易塌。通过监测，掌子面稳定，选择了全断面法。开挖时采用光面爆破一次开挖到位，每次进尺控制在3 m左右。断面根据设计一次开挖到路面的找平层，开挖完成后及时喷射混凝土封闭围岩，以防围岩局部掉块，确保施工安全。二次衬砌根据监控量测结果确定变形量在规定范围内后，结合现场地质情况和施工进度要求，确定施工时间和跟进掌子面的距离，与掌子面的距离一般控制在100 m左右，最长不超过150 m。

2.3 喷锚支护

2.3.1 锚杆的施工

隧道开挖面形成后，尽快安设锚杆。尺寸按设计尺寸截取，保证锚杆嵌入岩石的深度。采用风钻钻眼，高压风吹孔。钻孔方向尽量与岩石主要结构面垂直。孔钻好后，用高压水进行冲洗，并用塞子塞紧孔口，以防止石渣或泥土掉入孔内。

粘结性砂浆应拌合均匀，并调整其和易性。随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完，采用挤压式注浆。

2.3.2 挂网施工

挂网在初喷混凝土及施作锚杆后进行。本隧道采用半成品网现场拼装的方式挂网，以加快作业速度。在有钢拱架的地段，网片的宽度按钢拱架的间距预制其他地段根据锚杆布置情况确定。在墙部的网片上侧预留带钩，以方便挂网。挂好网片后，将网片之间的接头以及网片钢筋和锚杆头、钢拱架等焊接牢固，避免网片超出喷射混凝土的厚度和施工时网片的晃动。

2.3.3 喷射砼施工

（1）材料、机具的准备。有足够的材料储备量；各机械运转正常；搅拌机、喷射机等是否恰当。

（2）喷射砼。喷射时先送风再注水，然后上料。根据受喷面和喷出的混凝土情况，调整注水量，以喷后易粘着、回弹小和表面呈湿润光泽为度。

2.4 钢拱架施工

Ⅳ级围岩开挖后应及时进行初喷，然后安装钢拱架和铺设钢筋网。S5衬砌类型支护采用Ⅰ18工字钢拱架，IV级围岩S4衬砌类型支护采用Ⅰ14工字钢拱架。钢拱架按设计要求分片加工好，要求尺寸准确，弧形圆顺，并在现场进行试拼，试拼后需在同一个平面内，允许偏差为：宽度±20 mm，高度±30 mm，扭曲度20 mm。钢拱架按设计位置现场测量定位，拱架平面必须与隧道中线垂直。钢拱架架立通过垂球吊线的方法控制垂直度。拱架各节连接牢固，安设位置正确、稳固并垂直隧道中线，允许偏差：与线路中线位置30 mm，垂直度5%，前后拱架间距±50 mm。

3 结语

铲子岩隧道采用了新奥法来进行施工，是全面考虑了本项目情况以后做出的决定。并且经实践证明得到了良好的效果。新奥法是目前大量采用的一种施工方法。其原理及内容都非常科学，得到广泛认同。但不可否认的，新奥法也存在不少缺点，需要在以后的实践及研究中努力探索，不断完善。

参考文献

[1] 交通部.公路隧道设计规范[M].北京：人民交通出版社，1990.

[2] 韩瑞根.地下工程新奥法[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[3] 廖胜君.新奥法在陈家岭隧道围岩施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2010.