新奥法指导思想在瑞安市万松山隧道设计与施工中的应用

项晓仕等

摘 要：随着新奥法在地下工程中的应用越来越广泛，人们对新奥法的认识也越来越深刻，新奥法在不同等级的围岩设计与施工中具有不同的工艺与措施，本文结合瑞安市万松山隧道，按照新奥法施工的指导思想主要对Ⅳ、Ⅴ级围岩在设计与施工中的工艺与措施进行详细论述。

关键词：新奥法；围岩；跨度；支护；衬砌；少扰动

Abstract： With the New Austrian Tunneling Method in underground engineering more widely， people NATM increasingly profound understanding， design and construction of the new Austrian law has a different process and measures at different levels of rock ， this paper Ruian City Matsuyama tunnel， according to the guiding ideology of NATM mainly Ⅳ， Ⅴ grade rock craft and design and construction measures were discussed in detail.

Keywords： NATM； rock； span； support； lining； less disturbance

1.概论

1.1新奥法的概念

新奥法——奥地利隧道施工法（New Austrian Tunnelling Method，NATM），是奥地利隧道工程师腊布希维首先提出的。它是以控制爆破（光面爆破、预裂爆破等）为开挖方法，以喷射混凝土和锚杆作为主要的支护手段，通过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工法，其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。它是在锚喷支护技术的基础上总结和发展起来的。

1.2新奥法施工的指导思想

围岩是有自稳能力的，之所以垮塌是因为围岩的自稳能力不够，因此在施工过程中就要想方设法帮助围岩提高自稳能力，达到自稳的目的。

1.3新奥法施工的基本原则

新奥法施工的基本原则可以归纳为“少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”。

（1）少扰动 在进行隧道开挖时，尽量地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。因此，要求能用机械开挖的就不用钻爆法开挖；采用钻爆法开挖时，要严格进行控制爆破；根据围岩类别、开挖方法和支护条件选择合理的循环掘进进尺；自稳性差的围岩，循环掘进进尺应短一些；支护要尽量紧靠开挖面，缩短围岩应力松弛时间。

（2）早喷锚 开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。一方面是为了使围岩不致应变形过度而产生坍塌失稳；另一方面是使围岩的变形适度发展，以充分发挥围岩的自承能力，必要时可采取超前预支护措施。

（2）勤量测 以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩（围岩加支护）的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式和开挖方法，确保施工的安全和顺利进行。量测是现代隧道工程及地下工程理论的重要标志之一，也是掌握围岩动态变化过程的手段和进行工程设计和施工的依据。

（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而致使强度和稳定性的衰减，尤其是对于易风化的软弱围岩；另一方面更为重要的是适时对围岩施作封闭支护，这样不仅可以及时阻止围岩的变形，而且可以使支护和围岩能进入良好的共同工作状态。

1.4根据《公路隧道设计规范》（JTDG70-2004），我国根据岩石的坚硬程度和岩体的完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标值BQ综合进行初步分级；对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值，按修正后的岩体基本质量指标[BQ]，结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级。

2.Ⅳ、Ⅴ级围岩在新奥法施工指导思想下在设计与施工中应采取的工艺与措施

由于瑞安市万松山隧道围岩等级为Ⅳ、Ⅴ级，故本文仅结合Ⅳ、Ⅴ级围岩，论述新奥法的指导思想在设计与施工中的应用。

2.1 IV级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施

按照新奥法的指导思想，IV级围岩的设计宜采用动态设计，在施工实践中不断完善设计理论。IV级围岩中隧道的衬砌宜采用曲墙式衬砌来抵抗较大的水平压力。在IV级围岩中隧道的施工中，由于围岩的自稳能力有限宜采用超前锚杆临时支护配合的短台阶法开挖，确保隧道施工过程施工安全和工程的进度，对于IV级围岩中隧道的初期支护选择合适厚度的喷射混凝土以及在拱墙位置处打入系统锚杆和挂钢筋网完成隧道的初期支护，然后在初期支护完成后以及时、直观和可靠的测量数据来准确评价围岩的稳定状态，监测初期支护结构的变形，此种隧道宜浇筑合适厚度的钢筋混凝土进行二次衬砌，确保隧道围岩的长期稳定。

2.2 V级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施

按照新奥法的指导思想，V级围岩中隧道的衬砌应采用曲墙式衬砌，对于地基较软弱的地区底板应设计成仰拱式，在V级围岩隧道的施工中，隧道的开挖宜采用三台阶临时仰拱法。对于V级围岩中的隧道初期支护在拱墙上打入系统锚杆和喷射混凝土或者在围岩不稳定地区可以采取悬挂钢筋网、锚杆和喷射混凝土作为初期支护，然后在初期支护完成后以及时、直观和可靠的测量数据来准确评价围岩的稳定状态，监测初期支护结构的变形，在二次衬砌中可以浇筑合适厚度钢筋混凝土作为二次衬砌，从而维持隧道的长期稳定。

3.新奥法的指导思想在瑞安市万松山隧道设计与施工中的应用

瑞安市万松山隧道位于瑞安市北部万松山，是瑞安市新区连接锦湖街道与瑞祥新区的一条重要道路，规划等级为城市次干路Ⅰ级，规划红线宽度36m，计算行车速度40km/h。本隧道设计为双洞六车道分离式隧道（洞口为小净距），长度645m。在本隧道施工时，按照设计图纸施工，其复合式衬砌支护的各项参数见下表。

3.1明洞施工

明洞段采用明挖法施工，施工前对坡面上的不稳定岩石进行了清除并对不稳定坡体做了加固。

3.2暗洞段施工

暗洞开挖采用新奥法施工，具体如下：

（1）对Ⅴ级围岩段，施工开挖先做了超前支护，采用双侧壁导坑法开挖，左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；

（2）对于分离式隧道Ⅳ级围岩段，施工前先做好超前支护，采用微台阶弧形导坑留核心土的方法开挖，上下断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；

（3）而对于小净距隧道Ⅳ级围岩段，施工前先做好超前支护，采用单侧壁导坑法开挖，左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸。

施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早成环、勤量测”的原则，对于软弱围岩段坚持“弱爆破、短开挖、强支护、早闭合、衬砌紧跟”的原则，防止岩体坍塌，各工序紧跟，不能脱节，以确保结构稳定与施工安全。

4.结束语

本文结合瑞安市万松山隧道，按照新奥法施工的指导思想主要对Ⅳ、Ⅴ级围岩在设计与施工中的工艺与措施进行了详细论述，并通过实践应用验证了这些工艺与措施的合理性和可操作性。

摘 要：随着新奥法在地下工程中的应用越来越广泛，人们对新奥法的认识也越来越深刻，新奥法在不同等级的围岩设计与施工中具有不同的工艺与措施，本文结合瑞安市万松山隧道，按照新奥法施工的指导思想主要对Ⅳ、Ⅴ级围岩在设计与施工中的工艺与措施进行详细论述。

关键词：新奥法；围岩；跨度；支护；衬砌；少扰动

Abstract： With the New Austrian Tunneling Method in underground engineering more widely， people NATM increasingly profound understanding， design and construction of the new Austrian law has a different process and measures at different levels of rock ， this paper Ruian City Matsuyama tunnel， according to the guiding ideology of NATM mainly Ⅳ， Ⅴ grade rock craft and design and construction measures were discussed in detail.

Keywords： NATM； rock； span； support； lining； less disturbance

1.概论

1.1新奥法的概念

新奥法——奥地利隧道施工法（New Austrian Tunnelling Method，NATM），是奥地利隧道工程师腊布希维首先提出的。它是以控制爆破（光面爆破、预裂爆破等）为开挖方法，以喷射混凝土和锚杆作为主要的支护手段，通过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工法，其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。它是在锚喷支护技术的基础上总结和发展起来的。

1.2新奥法施工的指导思想

围岩是有自稳能力的，之所以垮塌是因为围岩的自稳能力不够，因此在施工过程中就要想方设法帮助围岩提高自稳能力，达到自稳的目的。

1.3新奥法施工的基本原则

新奥法施工的基本原则可以归纳为“少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”。

（1）少扰动 在进行隧道开挖时，尽量地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。因此，要求能用机械开挖的就不用钻爆法开挖；采用钻爆法开挖时，要严格进行控制爆破；根据围岩类别、开挖方法和支护条件选择合理的循环掘进进尺；自稳性差的围岩，循环掘进进尺应短一些；支护要尽量紧靠开挖面，缩短围岩应力松弛时间。

（2）早喷锚 开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。一方面是为了使围岩不致应变形过度而产生坍塌失稳；另一方面是使围岩的变形适度发展，以充分发挥围岩的自承能力，必要时可采取超前预支护措施。

（2）勤量测 以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩（围岩加支护）的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式和开挖方法，确保施工的安全和顺利进行。量测是现代隧道工程及地下工程理论的重要标志之一，也是掌握围岩动态变化过程的手段和进行工程设计和施工的依据。

（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而致使强度和稳定性的衰减，尤其是对于易风化的软弱围岩；另一方面更为重要的是适时对围岩施作封闭支护，这样不仅可以及时阻止围岩的变形，而且可以使支护和围岩能进入良好的共同工作状态。

1.4根据《公路隧道设计规范》（JTDG70-2004），我国根据岩石的坚硬程度和岩体的完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标值BQ综合进行初步分级；对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值，按修正后的岩体基本质量指标[BQ]，结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级。

2.Ⅳ、Ⅴ级围岩在新奥法施工指导思想下在设计与施工中应采取的工艺与措施

由于瑞安市万松山隧道围岩等级为Ⅳ、Ⅴ级，故本文仅结合Ⅳ、Ⅴ级围岩，论述新奥法的指导思想在设计与施工中的应用。

2.1 IV级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施

按照新奥法的指导思想，IV级围岩的设计宜采用动态设计，在施工实践中不断完善设计理论。IV级围岩中隧道的衬砌宜采用曲墙式衬砌来抵抗较大的水平压力。在IV级围岩中隧道的施工中，由于围岩的自稳能力有限宜采用超前锚杆临时支护配合的短台阶法开挖，确保隧道施工过程施工安全和工程的进度，对于IV级围岩中隧道的初期支护选择合适厚度的喷射混凝土以及在拱墙位置处打入系统锚杆和挂钢筋网完成隧道的初期支护，然后在初期支护完成后以及时、直观和可靠的测量数据来准确评价围岩的稳定状态，监测初期支护结构的变形，此种隧道宜浇筑合适厚度的钢筋混凝土进行二次衬砌，确保隧道围岩的长期稳定。

2.2 V级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施

按照新奥法的指导思想，V级围岩中隧道的衬砌应采用曲墙式衬砌，对于地基较软弱的地区底板应设计成仰拱式，在V级围岩隧道的施工中，隧道的开挖宜采用三台阶临时仰拱法。对于V级围岩中的隧道初期支护在拱墙上打入系统锚杆和喷射混凝土或者在围岩不稳定地区可以采取悬挂钢筋网、锚杆和喷射混凝土作为初期支护，然后在初期支护完成后以及时、直观和可靠的测量数据来准确评价围岩的稳定状态，监测初期支护结构的变形，在二次衬砌中可以浇筑合适厚度钢筋混凝土作为二次衬砌，从而维持隧道的长期稳定。

3.新奥法的指导思想在瑞安市万松山隧道设计与施工中的应用

瑞安市万松山隧道位于瑞安市北部万松山，是瑞安市新区连接锦湖街道与瑞祥新区的一条重要道路，规划等级为城市次干路Ⅰ级，规划红线宽度36m，计算行车速度40km/h。本隧道设计为双洞六车道分离式隧道（洞口为小净距），长度645m。在本隧道施工时，按照设计图纸施工，其复合式衬砌支护的各项参数见下表。

3.1明洞施工

明洞段采用明挖法施工，施工前对坡面上的不稳定岩石进行了清除并对不稳定坡体做了加固。

3.2暗洞段施工

暗洞开挖采用新奥法施工，具体如下：

（1）对Ⅴ级围岩段，施工开挖先做了超前支护，采用双侧壁导坑法开挖，左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；

（2）对于分离式隧道Ⅳ级围岩段，施工前先做好超前支护，采用微台阶弧形导坑留核心土的方法开挖，上下断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；

（3）而对于小净距隧道Ⅳ级围岩段，施工前先做好超前支护，采用单侧壁导坑法开挖，左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸。

施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早成环、勤量测”的原则，对于软弱围岩段坚持“弱爆破、短开挖、强支护、早闭合、衬砌紧跟”的原则，防止岩体坍塌，各工序紧跟，不能脱节，以确保结构稳定与施工安全。

4.结束语

本文结合瑞安市万松山隧道，按照新奥法施工的指导思想主要对Ⅳ、Ⅴ级围岩在设计与施工中的工艺与措施进行了详细论述，并通过实践应用验证了这些工艺与措施的合理性和可操作性。

摘 要：随着新奥法在地下工程中的应用越来越广泛，人们对新奥法的认识也越来越深刻，新奥法在不同等级的围岩设计与施工中具有不同的工艺与措施，本文结合瑞安市万松山隧道，按照新奥法施工的指导思想主要对Ⅳ、Ⅴ级围岩在设计与施工中的工艺与措施进行详细论述。

关键词：新奥法；围岩；跨度；支护；衬砌；少扰动

Abstract： With the New Austrian Tunneling Method in underground engineering more widely， people NATM increasingly profound understanding， design and construction of the new Austrian law has a different process and measures at different levels of rock ， this paper Ruian City Matsuyama tunnel， according to the guiding ideology of NATM mainly Ⅳ， Ⅴ grade rock craft and design and construction measures were discussed in detail.

Keywords： NATM； rock； span； support； lining； less disturbance

1.概论

1.1新奥法的概念

新奥法——奥地利隧道施工法（New Austrian Tunnelling Method，NATM），是奥地利隧道工程师腊布希维首先提出的。它是以控制爆破（光面爆破、预裂爆破等）为开挖方法，以喷射混凝土和锚杆作为主要的支护手段，通过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工法，其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。它是在锚喷支护技术的基础上总结和发展起来的。

1.2新奥法施工的指导思想

围岩是有自稳能力的，之所以垮塌是因为围岩的自稳能力不够，因此在施工过程中就要想方设法帮助围岩提高自稳能力，达到自稳的目的。

1.3新奥法施工的基本原则

新奥法施工的基本原则可以归纳为“少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”。

（1）少扰动 在进行隧道开挖时，尽量地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。因此，要求能用机械开挖的就不用钻爆法开挖；采用钻爆法开挖时，要严格进行控制爆破；根据围岩类别、开挖方法和支护条件选择合理的循环掘进进尺；自稳性差的围岩，循环掘进进尺应短一些；支护要尽量紧靠开挖面，缩短围岩应力松弛时间。

（2）早喷锚 开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。一方面是为了使围岩不致应变形过度而产生坍塌失稳；另一方面是使围岩的变形适度发展，以充分发挥围岩的自承能力，必要时可采取超前预支护措施。

（2）勤量测 以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩（围岩加支护）的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式和开挖方法，确保施工的安全和顺利进行。量测是现代隧道工程及地下工程理论的重要标志之一，也是掌握围岩动态变化过程的手段和进行工程设计和施工的依据。

（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而致使强度和稳定性的衰减，尤其是对于易风化的软弱围岩；另一方面更为重要的是适时对围岩施作封闭支护，这样不仅可以及时阻止围岩的变形，而且可以使支护和围岩能进入良好的共同工作状态。

1.4根据《公路隧道设计规范》（JTDG70-2004），我国根据岩石的坚硬程度和岩体的完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标值BQ综合进行初步分级；对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值，按修正后的岩体基本质量指标[BQ]，结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级。

2.Ⅳ、Ⅴ级围岩在新奥法施工指导思想下在设计与施工中应采取的工艺与措施

由于瑞安市万松山隧道围岩等级为Ⅳ、Ⅴ级，故本文仅结合Ⅳ、Ⅴ级围岩，论述新奥法的指导思想在设计与施工中的应用。

2.1 IV级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施

按照新奥法的指导思想，IV级围岩的设计宜采用动态设计，在施工实践中不断完善设计理论。IV级围岩中隧道的衬砌宜采用曲墙式衬砌来抵抗较大的水平压力。在IV级围岩中隧道的施工中，由于围岩的自稳能力有限宜采用超前锚杆临时支护配合的短台阶法开挖，确保隧道施工过程施工安全和工程的进度，对于IV级围岩中隧道的初期支护选择合适厚度的喷射混凝土以及在拱墙位置处打入系统锚杆和挂钢筋网完成隧道的初期支护，然后在初期支护完成后以及时、直观和可靠的测量数据来准确评价围岩的稳定状态，监测初期支护结构的变形，此种隧道宜浇筑合适厚度的钢筋混凝土进行二次衬砌，确保隧道围岩的长期稳定。

2.2 V级围岩在设计施工中应采取的工艺与措施

按照新奥法的指导思想，V级围岩中隧道的衬砌应采用曲墙式衬砌，对于地基较软弱的地区底板应设计成仰拱式，在V级围岩隧道的施工中，隧道的开挖宜采用三台阶临时仰拱法。对于V级围岩中的隧道初期支护在拱墙上打入系统锚杆和喷射混凝土或者在围岩不稳定地区可以采取悬挂钢筋网、锚杆和喷射混凝土作为初期支护，然后在初期支护完成后以及时、直观和可靠的测量数据来准确评价围岩的稳定状态，监测初期支护结构的变形，在二次衬砌中可以浇筑合适厚度钢筋混凝土作为二次衬砌，从而维持隧道的长期稳定。

3.新奥法的指导思想在瑞安市万松山隧道设计与施工中的应用

瑞安市万松山隧道位于瑞安市北部万松山，是瑞安市新区连接锦湖街道与瑞祥新区的一条重要道路，规划等级为城市次干路Ⅰ级，规划红线宽度36m，计算行车速度40km/h。本隧道设计为双洞六车道分离式隧道（洞口为小净距），长度645m。在本隧道施工时，按照设计图纸施工，其复合式衬砌支护的各项参数见下表。

3.1明洞施工

明洞段采用明挖法施工，施工前对坡面上的不稳定岩石进行了清除并对不稳定坡体做了加固。

3.2暗洞段施工

暗洞开挖采用新奥法施工，具体如下：

（1）对Ⅴ级围岩段，施工开挖先做了超前支护，采用双侧壁导坑法开挖，左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；

（2）对于分离式隧道Ⅳ级围岩段，施工前先做好超前支护，采用微台阶弧形导坑留核心土的方法开挖，上下断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；

（3）而对于小净距隧道Ⅳ级围岩段，施工前先做好超前支护，采用单侧壁导坑法开挖，左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸。

施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早成环、勤量测”的原则，对于软弱围岩段坚持“弱爆破、短开挖、强支护、早闭合、衬砌紧跟”的原则，防止岩体坍塌，各工序紧跟，不能脱节，以确保结构稳定与施工安全。

4.结束语

本文结合瑞安市万松山隧道，按照新奥法施工的指导思想主要对Ⅳ、Ⅴ级围岩在设计与施工中的工艺与措施进行了详细论述，并通过实践应用验证了这些工艺与措施的合理性和可操作性。