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【摘 要】 本文介绍新奥法的施工原理，结合已完工隧道的工程实例，根据现场实际施工条件、工程围岩情况，采取不同的施工措施，合理准确地解决在软弱围岩隧道施工中存在的问题，并针对隧道围岩、地质等情况，对较弱围岩采用新奥法进行施工，总结形成一种较弱围岩隧道施工的工法。
【关键词】 新奥法;较弱围岩隧道;施工应用
一、新奥法隧道施工原理
新奥法是奥地利学者腊布希维兹教授于20世纪50年代提出的，它是以隧道工程施工经验和岩体力学理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要施工手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。针对该工程的特点，根据地质勘测资料和以往的施工经验，为提高软弱围岩的自支护能力，结合新奥法的施工原理，在掘进施工中主要采取了。弱爆破、短进尺、早喷锚、快支护、勤量测”的施工方案。
1、保护围岩稳定掌子面
掌子面的稳定是隧道开挖技术中的一个重要问题，因此，开挖方法的选择对选择稳定掌子面的辅助工法有很大的影响。根据强风化泥岩的特性，主要采取以下施工措施：
（1）超前锚杆预锚固岩。锚杆采用簿的罗纹钢，长度3.5m沿开挖轮廓线，以50cm的间隔20°的仰角打入。形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和初期支护等作业。
（2）短进尺、弱爆破，全断面开挖。采取光面爆破，控制对围岩固有支护能力的损伤。根据经验、类比和现场实验设计，确定爆破参数，通过3个循环实验，基本确定掘进进尺为1.5一1.8m，基本满足2个格栅拱架安装的距离，掘进速度在18—20h。
2、早喷锚、快支护、确保安全掘进
早喷锚、快支护是新奥法的精髓，是软弱围岩中隧道掘进安全施工的主要手段。
（1）早喷锚。光爆出渣结束后，应立即对施工面喷射5cm厚的混凝土，及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止岩体的潮解和膨胀，保护岩体强度。
（2）快支护。喷混凝土完毕后，应尽快组织打入系统锚杆、联网、安格栅拱架、复喷混凝土等工序，而且尽可能在围岩自稳时间的1/2内完成。通过联合支护使围岩和支护构成1个复合体共同支护围岩，将岩石荷载转化为岩体承载结构的作用，从根本上改变支架消极承担的弱点。
二、较弱围岩的施工方案
1、管棚施工方案
在管棚施工前，在明暗洞分界处架立两榀钢拱架并模筑混凝土做为临时套拱。架立临时套拱的作用：一是套拱可以阻挡仰坡上掉落的土石;二是利用套拱，可以保证管棚施工的角度正确，不会引起偏斜或侵限。
2、开挖及初期支护
因为围岩比较松软，采用钻爆法、上下台阶法进行開挖。上下台阶相距距离约30～50米为宜。
2.1上台阶开挖
洞口管棚施工完成后，即开始进行洞身开挖。在管棚或超前小导管的超前支护下，用钻爆法进行开挖作业。钻眼采用YT-28手持式风钻，开始时钻眼深度宜为60cm～100cm。爆破采用非电毫秒雷管和乳化炸药，由电雷管引爆，使开挖轮廓内的岩石松动，同时采用光面爆破的方法，尽量避免轮廓线外的岩层受到扰动。
2.2架立钢拱架
在架立钢拱架前必须认真找顶，确保拱顶无危石浮石。由技术人员测量隧道中线后，向工人交底。钢拱架之间采用钢板螺栓连接，连接时，螺栓之间应牢固可靠。钢拱架底部应坐落在坚硬的岩石上。钢拱架之间采用φ2O光圆钢筋连接，并在拱脚处打设锁脚锚杆，锁脚锚杆应与钢拱架焊接牢固。
2.3焊接钢筋网片
钢筋网片采用预制的方法提前加工成半成品，在现场将各网片之间焊接在钢拱架上即可
2.4系统锚杆施工
系统锚杆施工时，先用风钻打好锚杆孔，然后将锚固剂用水泡湿，逐条送入孔内，用锚杆将孔内的锚固剂包捣烂后，锚固剂与周围的岩石和锚杆就紧密结合在一起了。为了验证锚杆的抗拉性能，应预留30～35cm锚杆头，以便在锚杆强度达到龄期后，验证锚杆的抗拔力。
2.5超前小导管和超前锚杆施工
在钢拱架、钢筋网片和系统锚杆施工完成后，进入下循环的超前小导管和超前锚杆施工。超前小导管和超前锚杆的作用是在下循环爆破开挖后，超前支护可以有效地阻北京电力高等专科学校学报4月科学技术与应用止拱顶松动岩石掉落。
2.6喷射混凝土
喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射混凝土应分块进行，每块宽约1～2米。喷头出料口至受喷面距离，以0.6～1.0米为宜。喷射料束角度以垂直受喷面为最佳。
2.7二次衬砌仰拱及填充混凝土施工
在半侧仰拱初期支护喷射混凝土施工完成后，即可绑扎二衬仰拱钢筋，立模型，浇注二衬仰拱混凝土。浇注二衬仰拱混凝土时，采用溜槽入模，人工振捣密实。二衬仰拱混凝土浇注完后，进行填充层混凝土施工。
2.8防水层施工
根据监控量测资料，确定隧道各种变形都趋于稳定后，方可进行防水层施工。在防水层施工前，应仔细检查初衬表面是否存在锚杆头等尖锐物体，以防刺破防水板。
2.9拱圈二次衬砌施工
拱圈二次衬砌采用模板台车进行施工。当防水层施工完成后，将模板台车移动就位，并调整到设计高度。混凝土入模采用混凝土输送泵，人工配合附着式振动器振捣。
三、隧道监控量测
监控量测工作是新奥法施工的眼睛，是确保安全、科学施工的重要手段，是施工中掌握地质情况、围岩变形、支护状况等事项变化的手段和措施，从而达到预防塌方等事故。根据碗铺隧道的设计要求，在隧道施工过程中进行洞内观测调查、周边位移量测、拱顶下沉量测、地表沉降等各项施工监测工作。
量测的主要内容有：
1、洞内、外观察
2、对开挖后已支护地段围岩动态的观测对每个开挖面都进行地质调查，填写工作面状态记录及围岩类别判定卡，绘出地质描绘图，对特殊不稳定情况，加强观察频率。
3、在洞口附近施工时，对地表下沉、开裂、滑移状况、边仰坡稳定等项目进行观察，并做好记录。用水准仪进行地表标高定期测量，确定是否发生了地表沉陷。
4、根据设计文件要求的频率，采用收敛仪水准仪等对隧道的周边收敛和拱顶沉降进行定期测量，用量测数据来指导现场施工。
四、结束语
对碗铺隧道的较弱围岩，采用以上施工方案是成功的，为较弱围岩地段的施工积累了丰富的经验，可以在同种类型的隧道围岩施工中大力推广和应用。
参考文献：
[1]公路工程质量检验评定标准，JTG F80/1-2004[S].北京：人民交通出版社，2004.
[2]公路隧道施工技术规范，JTJ F60-2009.北京：人民交通出版社，1994.
[3]锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001.北京：中国计划出版社，2006.
【关键词】 新奥法;较弱围岩隧道;施工应用
一、新奥法隧道施工原理
新奥法是奥地利学者腊布希维兹教授于20世纪50年代提出的，它是以隧道工程施工经验和岩体力学理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要施工手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。针对该工程的特点，根据地质勘测资料和以往的施工经验，为提高软弱围岩的自支护能力，结合新奥法的施工原理，在掘进施工中主要采取了。弱爆破、短进尺、早喷锚、快支护、勤量测”的施工方案。
1、保护围岩稳定掌子面
掌子面的稳定是隧道开挖技术中的一个重要问题，因此，开挖方法的选择对选择稳定掌子面的辅助工法有很大的影响。根据强风化泥岩的特性，主要采取以下施工措施：
（1）超前锚杆预锚固岩。锚杆采用簿的罗纹钢，长度3.5m沿开挖轮廓线，以50cm的间隔20°的仰角打入。形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和初期支护等作业。
（2）短进尺、弱爆破，全断面开挖。采取光面爆破，控制对围岩固有支护能力的损伤。根据经验、类比和现场实验设计，确定爆破参数，通过3个循环实验，基本确定掘进进尺为1.5一1.8m，基本满足2个格栅拱架安装的距离，掘进速度在18—20h。
2、早喷锚、快支护、确保安全掘进
早喷锚、快支护是新奥法的精髓，是软弱围岩中隧道掘进安全施工的主要手段。
（1）早喷锚。光爆出渣结束后，应立即对施工面喷射5cm厚的混凝土，及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止岩体的潮解和膨胀，保护岩体强度。
（2）快支护。喷混凝土完毕后，应尽快组织打入系统锚杆、联网、安格栅拱架、复喷混凝土等工序，而且尽可能在围岩自稳时间的1/2内完成。通过联合支护使围岩和支护构成1个复合体共同支护围岩，将岩石荷载转化为岩体承载结构的作用，从根本上改变支架消极承担的弱点。
二、较弱围岩的施工方案
1、管棚施工方案
在管棚施工前，在明暗洞分界处架立两榀钢拱架并模筑混凝土做为临时套拱。架立临时套拱的作用：一是套拱可以阻挡仰坡上掉落的土石;二是利用套拱，可以保证管棚施工的角度正确，不会引起偏斜或侵限。
2、开挖及初期支护
因为围岩比较松软，采用钻爆法、上下台阶法进行開挖。上下台阶相距距离约30～50米为宜。
2.1上台阶开挖
洞口管棚施工完成后，即开始进行洞身开挖。在管棚或超前小导管的超前支护下，用钻爆法进行开挖作业。钻眼采用YT-28手持式风钻，开始时钻眼深度宜为60cm～100cm。爆破采用非电毫秒雷管和乳化炸药，由电雷管引爆，使开挖轮廓内的岩石松动，同时采用光面爆破的方法，尽量避免轮廓线外的岩层受到扰动。
2.2架立钢拱架
在架立钢拱架前必须认真找顶，确保拱顶无危石浮石。由技术人员测量隧道中线后，向工人交底。钢拱架之间采用钢板螺栓连接，连接时，螺栓之间应牢固可靠。钢拱架底部应坐落在坚硬的岩石上。钢拱架之间采用φ2O光圆钢筋连接，并在拱脚处打设锁脚锚杆，锁脚锚杆应与钢拱架焊接牢固。
2.3焊接钢筋网片
钢筋网片采用预制的方法提前加工成半成品，在现场将各网片之间焊接在钢拱架上即可
2.4系统锚杆施工
系统锚杆施工时，先用风钻打好锚杆孔，然后将锚固剂用水泡湿，逐条送入孔内，用锚杆将孔内的锚固剂包捣烂后，锚固剂与周围的岩石和锚杆就紧密结合在一起了。为了验证锚杆的抗拉性能，应预留30～35cm锚杆头，以便在锚杆强度达到龄期后，验证锚杆的抗拔力。
2.5超前小导管和超前锚杆施工
在钢拱架、钢筋网片和系统锚杆施工完成后，进入下循环的超前小导管和超前锚杆施工。超前小导管和超前锚杆的作用是在下循环爆破开挖后，超前支护可以有效地阻北京电力高等专科学校学报4月科学技术与应用止拱顶松动岩石掉落。
2.6喷射混凝土
喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射混凝土应分块进行，每块宽约1～2米。喷头出料口至受喷面距离，以0.6～1.0米为宜。喷射料束角度以垂直受喷面为最佳。
2.7二次衬砌仰拱及填充混凝土施工
在半侧仰拱初期支护喷射混凝土施工完成后，即可绑扎二衬仰拱钢筋，立模型，浇注二衬仰拱混凝土。浇注二衬仰拱混凝土时，采用溜槽入模，人工振捣密实。二衬仰拱混凝土浇注完后，进行填充层混凝土施工。
2.8防水层施工
根据监控量测资料，确定隧道各种变形都趋于稳定后，方可进行防水层施工。在防水层施工前，应仔细检查初衬表面是否存在锚杆头等尖锐物体，以防刺破防水板。
2.9拱圈二次衬砌施工
拱圈二次衬砌采用模板台车进行施工。当防水层施工完成后，将模板台车移动就位，并调整到设计高度。混凝土入模采用混凝土输送泵，人工配合附着式振动器振捣。
三、隧道监控量测
监控量测工作是新奥法施工的眼睛，是确保安全、科学施工的重要手段，是施工中掌握地质情况、围岩变形、支护状况等事项变化的手段和措施，从而达到预防塌方等事故。根据碗铺隧道的设计要求，在隧道施工过程中进行洞内观测调查、周边位移量测、拱顶下沉量测、地表沉降等各项施工监测工作。
量测的主要内容有：
1、洞内、外观察
2、对开挖后已支护地段围岩动态的观测对每个开挖面都进行地质调查，填写工作面状态记录及围岩类别判定卡，绘出地质描绘图，对特殊不稳定情况，加强观察频率。
3、在洞口附近施工时，对地表下沉、开裂、滑移状况、边仰坡稳定等项目进行观察，并做好记录。用水准仪进行地表标高定期测量，确定是否发生了地表沉陷。
4、根据设计文件要求的频率，采用收敛仪水准仪等对隧道的周边收敛和拱顶沉降进行定期测量，用量测数据来指导现场施工。
四、结束语
对碗铺隧道的较弱围岩，采用以上施工方案是成功的，为较弱围岩地段的施工积累了丰富的经验，可以在同种类型的隧道围岩施工中大力推广和应用。
参考文献：
[1]公路工程质量检验评定标准，JTG F80/1-2004[S].北京：人民交通出版社，2004.
[2]公路隧道施工技术规范，JTJ F60-2009.北京：人民交通出版社，1994.
[3]锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001.北京：中国计划出版社，2006.