新奥法掘进

隧道设计施工的方法

新奥法掘进是一种隧道设计和施工的方法。根据奥地利土木学会地下空间专门委员会的定义：“新奥法是以在地下空间周围岩(土)体中形成圆环状承载结构体为目的的施工方法”中国把这种方法称为二次支护法或监控施工法，简称新奥法。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。

简介

新奥法掘进是一种隧道设计和施工的方法。根据奥地利土木学会地下空间专门委员会的定义:“新奥法是以在地下空间周围岩(土)体中形成圆环状承载结构体为目的的施工方法”中国把这种方法称为二次支护法或监控施工法，简称新奥法。

发展简史

奥地利学者腊布希维茨教授于1956-1958年在委内瑞拉首先应用新奥法的基本原理，设计和修建了一条公路隧道。

1964年腊布希维茨将上述施工方法加以总结和公开发表。并命名为新奥地利隧道施工法。70年代新奥法成为欧洲隧道施工的主要方法。日本从1976年以来在铁路隧道的开工中应用了新奥法，80年代初中国在隧道、地铁和矿山工程中推广使用了新奥法。

新奥法的基本原理和要素与岩石力学中围岩和支护相互作用原理相符、新奥法在设计理论上还不不成熟，1978年法国学者提出了“收敛约束(限止)法”，这是对新奥法支护设计方法的重要发展。

基本原理

新奥法主要应用于软岩隧道施上，重点在支护方面:其基本原理是:围岩本身具有自承能力。能起承载环作用，因此，正确的设计施工方法是最大限度地发挥围岩的自承能力，使围岩成为支护的重要组成部分，便可以使施工得到良好的经济效益。

施工要点

主要包括：

(1)隧道开挖后要及时进行一次支护。支护应密贴围岩甲并尽可能封闭围岩，防止围岩松弛和性质变坏。传统的支护方法很难满足要求。因此通常采用锚喷支护作为一次支护。

(2)一次支护后进行位移监测，直到围岩位移基本稳定为止，测出围岩自稳时间和最大位移值。

(3)根据实测资料设计二次支护，围岩基本稳定后架设二次支护，用以增加隧道的安全度和刚度，如果围岩不自稳或一次支护产生破坏，便要修改原设计。

新奥法创始人之一的谬勒教授根据新奥法的基本原理归纳了新奥法施工的基本原则，其主要内容包括：

(1)支护与围岩要成为整体的结构物，因此支护要紧贴局岩，不应有很大空隙，最好用喷射混凝土支护。 (2)开挖时避免对岩体过多地破坏和扰动，尽量保持围岩原有的岩体强度。

(3)应尽量避免围岩出现单向应力或双向应力状态，发挥巷道周围的岩石承载圈的作用。

(4)正确估计合适的支护时间。进行位移监测，确定自稳时间。

(5)支护要薄，这样才不会产生很大的弯曲应力。

(6)如果薄的喷射混凝土支护强度不足，应使用金属网，钢架和锚杆加强，而不是加厚混凝土。

(7)支护方法和架设时间的确定要以观测结果作为依据。

(8)设置底拱形成一个闭合环，底板岩石质量好时可以不作底拱。

(9)尽可能全断面开挖。多次开挖会损坏围岩。

(10)稳定后，要设置二次支护。

(11)整个支护的尺寸要通过观测来确定。

(12)要注意排除围岩内的渗水，避免渗透水压对支护，特别是对喷射混凝土支护的破坏。

历史和发展

新奥法主要创始人 L.V. 拉布采维茨在1934年就试图将喷浆方法用于地下工程。他在1942～1945年建造的洛伊布尔隧道中采用了双层薄衬砌，即先喷一层混凝土，待变形收敛后再喷一层。1944年，他发表了有关喷混凝土的论文，并指出了围岩动态随时间变化的重要性。1948年，又指出了量测工作的重要性1948～1953年喷混凝土在奥地利首次用于卡普伦水力发电站的默尔隧洞。最早在欧洲推广使用锚杆的是1951～1953年建造的伊泽尔-阿尔克电站的有压输水隧洞1953～1955年修建普鲁茨-伊姆斯特电站的有压输水隧洞时，按照拉布采维茨的建议，充分采用锚杆而获得成功1957～1965年是着手发展新奥法的时期。拉布采维茨于1963年将这一方法正式命名为新奥地利隧道施工法。1964～1969年又提出了在岩石压力下隧道稳定性的理论分析，强调采用薄层支护，并及时修筑仰拱以闭合衬砌的重要性。根据实验证实，衬砌应按剪切破坏进行设计计算。奥地利的马森贝格道路隧道由于地质不良,用比国法失败后，改用新奥法使闭合隧道衬砌环的经验取得成功，并在1971年及1974年分别用于地压很大的陶恩隧道和阿尔贝格隧道。

新奥法的实质

新奥法即新奥地利隧道365JT施工方法的简称，原文是 New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM，新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹(L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法，经过一些国家的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展，已成为现代隧道工程新365JT技术标志之一。六十年代NATM 被介绍到我国，七十年代末八十年代初得到迅速发展。可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM。新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。

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