隧道施工新奥法的工作原理是什么?各种施工方法分类及介绍

工程原理

新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。

隧道施工新奥法的工作原理是什么?各种施工方法分类及介绍

基本原则

少扰动、早喷锚、紧封闭、勤测量

(1)充分保护围岩,减少对围岩的扰动。

(2)充分发挥围岩的自承能力。

(3)尽快使支护结构闭合。

(4)加强监测,根据监测数据指导施工。

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施工方法分类

施工方法根据断面分块情况和开挖顺序分类如下:

全断面法

常用在Ⅰ~Ⅱ类硬岩中,利于组织大型机械化作业,提高施工速度,可采用深孔爆破

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台阶法

① 长台阶法 一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨,施工中上下部可配属同类型较大型机械平行作业或交替作业。在短隧道或Ⅰ~Ⅱ类硬岩长隧道可一次将上半断面挖通后,再挖下半断面,施工干扰少,机械配套,测量较简单,可进行单项作业。

② 短台阶法 上台阶长度小于5倍洞跨,但大于1~1.5倍洞跨,适用于Ⅳ~Ⅴ类围岩,可缩短仰拱封闭时间,改善初期支护受力条件,但上台阶施工干扰较大。

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③ 超短台阶法 上台阶仅超前3m~5m,断面闭合较快。此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段,当遇软弱围岩时需慎重考虑,必要时采用辅助施工措施稳定开挖工作面以保证施工安全。

分部开挖法

① 台阶分部开挖法(环形开挖留核心法)适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。核心土支挡开挖工作面,利于及时施作拱部初期支护,增强开挖工作面稳定。在拱保护下开挖核心土,安全性好,一般环形开挖进尺为0.5m~1.0m左右,不宜过长,上下台阶可用单臂掘进机开挖。上下台阶距离在洞跨10m左右时取一倍洞跨,洞跨为5m左右时可取2倍洞跨。

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② 单侧壁导坑法 适合于围岩较差、跨度大、地表沉陷难于控制时。此法单侧壁导坑超前,中部和另一侧断面采用正台阶法施工,故兼有正台阶法和双侧导坑法的优点,且洞跨可随机械设备和施工条件决定;

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③ 双侧壁导坑法 适用于浅埋大跨度隧道,地表下沉量要求严格,围岩条件特别差时配合辅助施工方法安全可靠,但是速度慢、造价高。

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