2 隧道新奧法施工ppt課件

1、第二章 隧道新奧法施工一、新奧法的開展過程二、新奧法的根本原理三、錨桿支護機理四、隧道施工監(jiān)測第二章 隧道新奧法施工一、新奧法的開展過程Rabcewicz最早把新奧法思想用于奧地利阿爾卑斯山深埋硬巖隧道建立，采用柔性支護旨在充分利用拱效應(yīng)地層的自穩(wěn)才干；20世紀60年代中期，Muller把新奧法用于法蘭克福、慕尼黑等城市地鐵軟巖隧道中。由于地表建筑物的存在，這些軟巖隧道的構(gòu)造設(shè)計和施工對地表沉陷有嚴厲限制。因此采用地層預(yù)加固和具有足夠強度的預(yù)支護的方法施工。德國學(xué)者格拉茲爾指出：開挖具有相當(dāng)?shù)貞?yīng)力的硬巖隧道，錨噴支護應(yīng)采用柔性支護，以便有控制的釋放部分地應(yīng)力，使圍巖在新的條件下到達穩(wěn)定。在不穩(wěn)

2、定的軟巖地層條件下開挖隧道，錨噴支護應(yīng)具有足夠的剛度，以防止地層產(chǎn)生過大的擾動，同時也防止地表過大沉降。我國20世紀70年代引入新奧法，并得到迅速推行，獲得了良好效益。特別在軟巖隧道施工中，一開場就抓住了問題的關(guān)鍵，提出了既科學(xué)又全面的“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封鎖、勤量測十八字訣，防止了國際隧道界圍繞新奧法的猛烈爭論和有些國家照搬硬巖隧道新奧法閱歷的彎路。因此，在實踐隧道開挖中，必需充分了解地層發(fā)生的變化，采取相應(yīng)的加固方法和相應(yīng)的支護措施，到達平安、經(jīng)濟的目的，這才是新奧法的精神本質(zhì)。二、新奧法根本原理什么是新奧法？ 新奧法是奧地利工程師Rabcewicz、Muller20世紀6

3、0年代總結(jié)隧道建造實際閱歷的根底上創(chuàng)建的。是目前國內(nèi)外隧道構(gòu)造設(shè)計和施工的重要方法。 其實際根底就是最大限制地發(fā)揚圍巖的自承才干，盡量的減少對圍巖的擾動，堅持圍巖的原有強度，允許圍巖變形但又不致出現(xiàn)劇烈松弛破壞，及時掌握圍巖和支護變形動態(tài)的隧道開挖與支護的原那么，使隧道圍巖變形與限制變形的構(gòu)造支護抗力堅持動態(tài)平衡。根本原理：1、圍巖是隧道構(gòu)造的主要承載部分，隧道開挖應(yīng)盡 量減小對圍巖擾動，維護原巖強度；2、開挖后需對原巖進展加固。減少開挖次數(shù)，盡量限制開挖后隧道圍巖二次應(yīng)力重分布和松動圈構(gòu)成的范圍；3、隧道圍巖支護過程中，一方面允許圍巖有一定的位移，從而產(chǎn)生受力環(huán)區(qū)，另一方面，又必需限制圍巖位

4、移的程度，防止圍巖變形過大而產(chǎn)生嚴重松弛卸載；4、初期支護主要作用：不是用來承當(dāng)隧道圍巖所失去的承載力，而是堅持圍巖的自承形狀，防治嚴重的松弛和卸載。初期支護的建造必需及時，延時支護能夠使圍巖在開挖后構(gòu)成有害變形，圍巖部分破壞，不利于構(gòu)成承力維護區(qū)。初期支護可視為整體承重構(gòu)造的一部分。5、圍巖自穩(wěn)時間的評定，一方面經(jīng)過對圍巖地質(zhì)條件的初步伐查來評定，另一方面經(jīng)過建造過程中的各種參數(shù)的監(jiān)控量測斷定。6、放射混凝土具有可填平凹凸面、與圍巖密貼等特點，使圍巖的受力條件不發(fā)生嚴重的應(yīng)力重分布，常被用來作為初期支護，圍巖較差時還運用錨桿、掛網(wǎng)、鋼拱架。噴混凝土本身具有強度高和可變性的特點，其整體構(gòu)造效應(yīng)

5、可視為薄殼，具有可塑性和可收縮性的才干。7、隧道開挖后應(yīng)及時閉合隧道斷面，在破碎和脆弱圍巖中需及時建造仰拱，以構(gòu)成封鎖構(gòu)造。為了提高隧道襯砌構(gòu)造強度和剛度，普通不添加其厚度，只添加鋼筋含量，如鋼拱架、錨桿數(shù)量、長度，以實現(xiàn)圍巖受力環(huán)區(qū)。8、對整體構(gòu)造系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平安度評價及設(shè)計構(gòu)造需求加強的必要性以及設(shè)計構(gòu)造剛度的減小，均根據(jù)建造過程中的應(yīng)力變外形狀的丈量結(jié)果確定。9、控制外源水壓和靜水壓力的手段是經(jīng)過在外殼必要時也可在內(nèi)殼上設(shè)置軟管及足夠的密封排水安裝來實現(xiàn)。 新奧法的中心就在于充分發(fā)揚圍巖的自承作用。放射混凝土和錨桿等起到加固圍巖的作用，和圍巖融為一體，作為隧道圍巖維持自穩(wěn)才干的構(gòu)造；經(jīng)

6、過監(jiān)控量測，實行信息化施工和設(shè)計，有控制的調(diào)理圍巖的變形，以最大限制的利用圍巖自承才干。三、錨桿支護機理隧道圍巖的穩(wěn)定性主要受巖體構(gòu)造的控制，圍巖的變形主要是構(gòu)造變形，圍巖的破壞主要是構(gòu)造破壞巖體中錨桿的作用主要表達在對構(gòu)造面張開和滑動控制上，這是錨桿的根本支護作用。對于塊狀構(gòu)造巖體 塊狀構(gòu)造圍巖的構(gòu)造失穩(wěn)過程是從外表部分巖塊掉落開場的。這種過程不是巖塊資料的變形和破壞，與巖塊彈模、強度無關(guān)，主要取決于構(gòu)造面的貫穿、傾角、粗糙度、地下水等條件。錨桿的作用在于經(jīng)過本身受拉受剪控制構(gòu)造面的張開和滑動，阻止巖塊掉落對于層狀構(gòu)造巖體 錨桿的支護作用主要表如今將多層巖石組合起來，部分構(gòu)成一個整體，減弱層

7、面的構(gòu)造效應(yīng)，構(gòu)成組合梁對于碎裂構(gòu)造巖體及散體構(gòu)造巖體 碎裂構(gòu)造巖體及散體構(gòu)造巖體，構(gòu)造面較多，隧道開挖后在圍巖外表構(gòu)成眾多的小的圍巖塊體，極易掉落。錨桿的作用主要是加固巖體構(gòu)成整體，防止圍巖層裂化，控制巖塊的滑動和轉(zhuǎn)動，以及組合拱的作用。認識錨桿的支護作用，要從分析圍巖的構(gòu)造變形和失穩(wěn)機理入手。不同構(gòu)造類型的巖體，其變形失穩(wěn)機理不同。了解錨桿的支護機理，是隧道施工、設(shè)計錨桿參數(shù)，優(yōu)化錨桿布置的根據(jù)關(guān)于放射混凝土 放射混凝土作用有支撐、填補、粘結(jié)和封鎖四、隧道監(jiān)控量測隧道施工過程中，運用各種類型的儀表和工具，對圍巖和支護、襯砌的力學(xué)行為以及它們之間的力學(xué)關(guān)系進展量測和察看，并對其穩(wěn)定性進展評價

8、，統(tǒng)稱為監(jiān)控量測隧道監(jiān)控量測是保證工程質(zhì)量與平安的重要措施，是判別圍巖和襯砌能否穩(wěn)定，保證施工平安，指點施工順序，進展施工管理，提供設(shè)計信息的主要手段隧道是處于與圍巖相互作用的體系之中的構(gòu)造物；是處于千變?nèi)f化的地質(zhì)條件之中的工程單元體迄今為止，圍巖壓力的分布與量值仍在研討之中，隧道設(shè)計是建立在假設(shè)干假定條件下進展的隧道從開挖起，不斷到受力平衡和體系穩(wěn)定，或構(gòu)造受損，支護的內(nèi)力和外形都在變動之中施工監(jiān)控量測的義務(wù) 1、確保平安：為此需掌握圍巖和支護形狀，進展動態(tài)管理，根據(jù)量測信息，預(yù)見事故和險情，以便及時采取措施，防患于未然 2、指點施工：量測數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處置，預(yù)測和確認隧道圍巖最終穩(wěn)定時間，指

9、點施工順序和施作二次襯砌時間 3、修正設(shè)計：根據(jù)隧道開挖后的監(jiān)控量測信息，進展綜合分析，修正支護參數(shù)和檢驗施工與設(shè)計 4、積累資料：已有工程的量測結(jié)果可直接運用到后續(xù)同類圍巖中，或間接運用到其他類似工程中，作為設(shè)計和施工的參考資料施工監(jiān)控量測的工程包括必測和選測工程工程的選擇，應(yīng)根據(jù)隧道工程地質(zhì)條件、圍巖類別、圍巖應(yīng)力分布情況、隧道跨度、埋深、工程性質(zhì)、開挖方法、支護類型等要素確定。不同條件下，選測工程也能夠成為必測工程量測的主要工程： 1、地質(zhì)和支護情況察看 2、周邊位移 3、拱頂下沉 4、錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力 5、地表下沉 6、圍巖體內(nèi)位移 7、圍巖體內(nèi)位移地表 8、圍巖壓力及支護層間壓

10、力 9、鋼支撐內(nèi)力及外力 10、支護襯砌內(nèi)應(yīng)力、外表應(yīng)力及裂痕量測 11、圍巖彈性波測試隧道內(nèi)目測察看 察看目的： 1、預(yù)測開挖面前方的地質(zhì)條件； 2、為判別圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)根據(jù)； 3、根據(jù)噴層外表形狀及錨桿的任務(wù)形狀，分析支護構(gòu)造的可靠程度 開挖后沒有支護的圍巖目測內(nèi)容主要是任務(wù)面的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，如巖石、構(gòu)造、斷層、地下水、頂板剝落 開挖后支護段：噴層外表；錨桿形狀、質(zhì)量問題、鋼拱架、底鼓景象目測法危險性判別: 1、危險性不大的破壞：構(gòu)筑仰拱后的拱肩部剪切破壞 2、危險性較大的破壞：沒有構(gòu)筑仰拱的情況下，隧道凈空位移速率較大且位移量極大時，拱頂噴混凝土因受彎曲緊縮而產(chǎn)生的

11、裂隙經(jīng)常開展急劇，伴有混凝土碎片剝落，隧道內(nèi)有異常響動，煙塵飛揚，漏水量忽然增大 3、塌方征兆：拱頂噴混凝土出現(xiàn)對稱的能夠向下滑動的剪切破壞時，或側(cè)墻發(fā)生向內(nèi)側(cè)滑動的剪切破壞，并伴有底鼓景象，都有能夠發(fā)生塌方事故周邊位移量測 隧道內(nèi)壁面連線方向的位移之和稱為收斂。收斂值為兩次量測值之差。 目的：根據(jù)變形速率判別圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌的合理施作時機。 要求：必需量測準確，計算無誤。 方法：一條、兩條、三條拱頂下沉： 隧道拱頂內(nèi)壁絕對下沉值稱為拱頂下沉。 對于埋深較淺、固結(jié)程度低、程度巖層等，比收斂量測更重要。其量測數(shù)據(jù)是確認圍巖穩(wěn)定性、判別支護效果、指點施工工序、預(yù)防拱頂塌落、保證施工質(zhì)量與平安的最根本資料。地表下沉 對于淺埋隧道和隧道洞口段，常位于脆弱、破碎、自穩(wěn)時間較短的圍巖中，容易發(fā)生冒頂塌方或地表有害沉降，危及地表