新奥法是一个具体应用岩体动态性质的完整的力学概念(或者说是一种隧道工程概念) , 是按科学制定的并已为实践所证明的原则和思想去修筑隧道。其主要意图是充分调动岩体自身的承载能力, 使隧道施工更安全,更经济, 科学性过去的隧道修筑方法高, 因而不能单纯地将它看成是一种施工方法或支护方法, 也不能片面理解, 将仅用锚喷支护或运用新奥法部分原理施工隧道, 就认为是采用新奥法修建。事实上锚喷支护并不能完全表达新奥法的含义, 新奥法的内容及范围是相当广泛、 深入的。因此, 新奥法应遵循一系列原则。关于新奥法原理, 有的列了 22 条, 有的归纳了7 条, 还有的归纳了5 条。 但其基本精神1 条, 运用各种手段(开挖方法、 支护、 测量及地层预处理等)控制围岩, 最大限度地保护和调动围岩的自身能力。
介绍如下:
(1)隧道是衬砌混凝土和围岩的整体化结构物, 从根本上讲, 起到隧道支护作用的是围岩。
(2)开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破, 并尽量采用大断面或较大的断面开挖, 以减少对围岩的扰动, 保证围岩起到支护作用,在开挖时必须不破坏围岩的原有强度, 极力防止围岩松弛。尽可能避免围岩处于单轴或二轴应力状态。
(3)隧道开挖后, 尽量利用围岩的自身能力, 充分发挥围岩自身的支护作用。 采用喷射混凝土及时封闭开挖表面, 能有效地防止围岩松动。
(4)根据围岩的特征采取不同的支护类型和参数, 及时施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆初期支护, 以控制围岩的变形和松驰。防止得越好, 安全性和经济性就越高。
(5)衬砌要在恰当的时候进行, 控制时间, 太早或太迟都不行。支护的刚度要适宜,太硬不行, 太柔软也不行, 同时必须使用能发挥围岩强度的支护形式。
(6)在软弱破碎围岩地段, 使断面及早闭合, 以有效地发挥支护体系的作用, 保证隧道的稳定。
(7)为了把握衬砌时机, 要正确了解围岩的时间因素, 在事先进行室内试验的同时, 在隧道内进行变位测定, 掌握各类围岩的稳定时间和变形速度。 因此, 进行变位和变形量测是新奥法必不可少的工序。
(8)预计围岩有大的变形和松驰情况时,全部开挖表面要做防护, 以约束围岩, 最合适的办法是喷混凝土。
(9)衬砌必须是薄层的, 这是为了减少弯矩, 使因弯矩产生的破坏减到最小。 不仅一次衬砌要薄, 二次衬砌同样也要薄, 对于衬砌需要加强的地方, 不采用加厚衬砌的办法, 而是用钢筋网、 钢支护或锚杆来加强。
(10)隧道是一个厚壁圆筒, 即由围岩支承环和支护(衬砌)组成的结构, 所以必定是存在围岩和支护的相互作用, 也就是说衬砌和围岩是相互支持的结构。
(11)圆筒只有在没有封口时能起力学上的 “圆筒作用” , 所以, 衬砌闭合成环是特别重要的, 底板自身不能起闭合环作用。因此, 除了围岩特别坚硬认为没有必要设闭合环的情况之外, 都应该设仰拱。
(12)围岩的动态主要取决于衬砌闭合时间, 因此, 采用台阶开挖时, 上下两部开挖距离不宜太大, 掘进的速度要相适应。
(13)隧道从应力重分布的角度考虑, 采用全断面开挖非常有利, 若用分布开挖, 则会使岩层的应力反复重新分布, 围岩因之受到破坏。
(14)尽量使隧道断面周边轮廓圆顺, 避免棱角突变处应力集中。
(15)二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的, 围岩和支护结构形成一个整体, 因而提高了支护体系的安全度, 并不增加衬砌厚度。在有涌水时,要考虑整个衬砌的稳定和锚杆防腐问题。
(16)通过施工中对围岩和支护的动态观察、 量测, 合理安排施工程序, 进行设计变更及日常的施工管理, 测定衬砌的内应力或围岩与衬砌接触部位的应力以及前述的位移、变形, 有助于更正确的设计和施工。
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