巖土工程穩(wěn)定與加固-05-3

1、 七、新奧法施工 （一）新奧法的實質(zhì) 新奧法（NATM）是新奧地利隧道施工法（New Austrian Tunneling Method）的簡稱 。 新奧法不是單純的施工方法，也不是單純的設(shè)計方法，而是充分利用和調(diào)動圍巖強度與自身(zshn)承載能力，按圍巖與支護(hù)共同作用原理制定的一套完整的地下工程設(shè)計、施工、支護(hù)、監(jiān)測的新概念。 共二十五頁 （二）新奧法的基本原則 1. 保持和調(diào)動圍巖的強度，充分利用圍巖自身的承載能力 （1）在圍巖暴露(bol)后，應(yīng)立即對巖面噴一薄層有一定柔性和適當(dāng)剛度的混凝土（砂漿或其它復(fù)合材料）； （2）必要時加打適量錨桿或加設(shè)金屬支架，使圍巖不會松動跨落，且形成具有

2、一定承載能力的承載環(huán)，以發(fā)揮圍巖的自撐能力； 共二十五頁 （3）在大斷面情況下，應(yīng)設(shè)置底拱（仰拱），使地下工程內(nèi)的人工構(gòu)筑物閉合； （4）在軟巖中底鼓嚴(yán)重時，施工中應(yīng)盡快封底，以及時形成完整的巖石承載環(huán)，提高圍巖的承載能力及自身的穩(wěn)定性，同時有利于拱墻的穩(wěn)定; （5）當(dāng)?shù)?dngd)下工程受地下水或裂隙水影響時，應(yīng)采取切實可行的防排水措施，如注漿封水、設(shè)置防水層，設(shè)置導(dǎo)水管或排水溝等，以減少水對巖土體強度的不利影響。共二十五頁 2.運用圍巖 支護(hù)共同作用原理、巖體的動態(tài)性質(zhì)和巖體蠕變發(fā)展(fzhn)規(guī)律，提出兩次支護(hù)理論 3.把監(jiān)測作為必要手段，始終監(jiān)測圍巖位移及支護(hù)受力狀態(tài) 4. 在應(yīng)用中具

3、有多面性和靈活性共二十五頁 （三）新奧法的應(yīng)用 從20世紀(jì)60年代中期開始，歐洲和世界上很多國家開始廣泛使用新奧法。 20世紀(jì)70年代新奧法被介紹到我國，在鐵道、煤炭、水利、軍工等系統(tǒng)開始應(yīng)用，取得了一定(ydng)的成效。 共二十五頁 新奧法的優(yōu)點 （1）由于支護(hù)及時、有效，避免了圍巖大范圍的松動，并使接觸壓力減少到實際上可接受的程度； （2）由于封閉及時，在錨桿和噴射混凝土的聯(lián)合作用下使圍巖的強度得以保持，能充分發(fā)揮圍巖的自撐能力； （3）適當(dāng)改變支護(hù)結(jié)構(gòu)形式與支護(hù)參數(shù)，能最理想地適應(yīng)經(jīng)常遇到的各種巖體； （4）由于采用了監(jiān)控(jin kn)測量手段，對圍巖的變形能實現(xiàn)有效控制； 共二十五

4、頁 （5）二次支護(hù)一般是在一次支護(hù)未喪失承載效能之前砌筑的。因此，一次支護(hù)可以作為永久支護(hù)的一部分，并與二次支護(hù)組成共同承載的結(jié)構(gòu)； （6）由于采用了光面爆破技術(shù)，噴層厚度也比較小，可大大節(jié)省開挖工作量，降低工程成本。同時，對保持圍巖強度不降低也是有利的； （7）這種方法(fngf)對提高工程的安全可靠度、提高施工速度、降低工人勞動強度、降低工程成本等，都是有利的。 共二十五頁新奧法的缺點 （1）實施不僅要求有良好的施工組織與管理，也要求管理人員、技術(shù)人員和量測人員要十分熟練； （2）這種方法從設(shè)計、施工到監(jiān)控測量，都與工程地質(zhì)密切相關(guān)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件改變時，相應(yīng)地要做一些(yxi)必要的調(diào)整。

5、（3）監(jiān)控測量工作是一項細(xì)致的工作，要求及時提供有關(guān)測量信息。共二十五頁 八、施工中的監(jiān)控測量 監(jiān)測通常要經(jīng)歷三個階段： （1）在施工前，主要通過地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)試驗、現(xiàn)場試驗等手段，測得設(shè)計所需的巖體性質(zhì)、構(gòu)造特征、原巖應(yīng)力(yngl)狀態(tài)等資料和數(shù)據(jù)； （2）在施工過程中，恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測工作可以驗證設(shè)計的正確性、監(jiān)視圍巖及施工狀態(tài)，控制變形并及時采取措施，為修改設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù)； （3）在施工后，可以全面檢查地下工程及支護(hù)的工作狀態(tài)，以確保其長期穩(wěn)定。 共二十五頁 通過監(jiān)測得到的資料可以作為其它地下工程類比設(shè)計的依據(jù)。 監(jiān)測工作也為地下工程的質(zhì)量管理(gunl)提供了依據(jù)。例如，對錨噴工程質(zhì)量

6、有重要影響的因素，如錨桿的數(shù)量和布置、錨桿的錨固力、噴射混凝土的厚度和強度等，都可以通過現(xiàn)場量測得到所需數(shù)據(jù)，檢驗工程質(zhì)量，確保地下工程實現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、快速、低耗。 共二十五頁 （一）位移量測與應(yīng)用 地下工程圍巖位移量測方法最簡單，但意義最重要。如可將巖體表面位移實測資料，整理成u（位移）t（時間）曲線，其實質(zhì)就是蠕變曲線。該曲線的斜率(xil)即為圍巖位移速率，可作為判定圍巖穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。例如，我國錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范中以兩邦收斂速率0.10.2mm/d 或頂板下沉速率0.070.15mm/d作為基本穩(wěn)定的主要判據(jù)。 共二十五頁 1. 收斂量（表面相對位移）的觀測 收斂量測量儀器有：

7、（1）普通鋼卷尺 ； （2）收斂計 A、馬鞍山礦山研究院研制的KM1型收斂計 ； B、煤炭(mitn)科學(xué)研究總院研制的JSS30A型系列數(shù)顯收斂計等。 共二十五頁 收斂(shulin)量量測方法，見下表 共二十五頁 2. 表面絕對位移的觀測 （1）水準(zhǔn)測量法，即進(jìn)行導(dǎo)線(doxin)測量和高程測量，從地下工程的不動點引向待測點，定時觀測其位置的變化，從而計算出表面的絕對位移。 （2）采用測量表面相對位移的方法，不過應(yīng)加測兩個邊長。 （3）采用鉆孔多點位移計（也叫伸長儀），該種儀器不僅可觀測表面絕對位移，而且可同時測試巖體內(nèi)部位移。 （4）全站儀監(jiān)測共二十五頁 3. 圍巖(wi yn)內(nèi)部位移

8、的量測 圍巖內(nèi)部位移量測屬于選測項目，主要目的是為了判斷圍巖的松動區(qū)、塑性區(qū)和彈性變形區(qū)的范圍，并據(jù)此選定支護(hù)結(jié)構(gòu)型式和支護(hù)參數(shù)。圍巖內(nèi)部位移的量測可以采用單點位移計或多點位移計。目前，國內(nèi)外已研制了數(shù)十種不同型號、不同規(guī)格、不同用途的位移計。 共二十五頁 （二）圍巖松動(sngdng)圈的實測 1.直接觀察比較法 （1）鉆孔潛望鏡法 ； （2）鉆孔攝影儀法 ； （3）鉆孔電視法 ； （4）鉆孔取芯法 ； （5）多點位移計法 。 2.物理方法 （1）聲測法； （2）電阻率法； （3）注氣（水）法 。 共二十五頁 （三）錨桿量測 1. 錨桿拉拔試驗 主要檢測錨桿錨固力，這是錨桿支護(hù)一項最基本的量

9、測工作，屬于必測項目。 錨桿的拉拔試驗，通常(tngchng)是在錨桿未被噴射混凝土覆蓋之前，用錨桿拉力計做抗拔試驗。當(dāng)錨桿被噴射混凝土覆蓋后，可先用MT2型錨桿探測儀探測出錨桿位置，將錨桿刨出，在用錨桿拉力計做抗拔試驗。 目前，錨桿拉力計已有多種型號，如ML10型、MLJ10型、ML20型、DML6型等，完全可滿足各種錨桿拉拔試驗的要求。 共二十五頁 2. 錨桿軸向力量測 （1）端頭錨固錨桿軸向力量測 A、錨桿測力計； B、MJY1型無損錨桿測力計 。 （2）全長錨固錨桿軸向力量測 A、沿待測量錨桿長度(chngd)以間距500700mm對稱粘貼電阻應(yīng)變片，由實測的應(yīng)變值換算出錨桿的軸向力；

10、 B、測力錨桿 。共二十五頁 3. 錨桿安裝質(zhì)量的檢測 （1）檢測錨桿桿體、墊板、螺母、錨固劑等是否符合要求 ； （2）檢測錨桿間排距是否符合要求 ； （3）在安裝錨桿前，應(yīng)檢測錨桿孔的角度和深度(shnd)是否符合要求 ； （4）檢測錨桿安裝后的外露長度是否符合要求 。共二十五頁 （四）噴層量測 1. 測強 （1）噴大板切割試塊法 ； （2）鑿方試件法 ； （3）超聲波法 ； （4）取芯法 ； （5）拔出(b ch)法 。 2. 測厚 （1）鑿孔法 ； （2）預(yù)埋鋼筋柱法。共二十五頁 （五）頂板離層監(jiān)測 開挖在層狀巖體中的地下工程，其破壞主要表現(xiàn)為頂板離層、下沉、冒頂。由于頂板離層和破壞具有

11、隱蔽性，其征兆不易被人察覺，一旦冒頂可能造成重大安全事故。 離層監(jiān)測可采用(ciyng)頂板離層指示儀 ，如LBY1型和LBY3型 。 一旦發(fā)現(xiàn)離層超限，對錨固范圍內(nèi)的離層，可采用加大支護(hù)密度，即縮小錨桿間排距的措施；對錨固范圍之外的離層，可適當(dāng)增加錨桿長度，或安設(shè)錨索，或用金屬支架加強支護(hù)。共二十五頁 九、施工組織與管理 1.施工管理方面 （1）提高認(rèn)識，領(lǐng)導(dǎo)重視； （2）進(jìn)行(jnxng)全員職工培訓(xùn)，掌握錨桿支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，熟練掌握各種施工設(shè)備，熟悉施工工藝； （3）建立必要的責(zé)任制及獎懲制度； （4）建立技術(shù)人員的跟班制度； （5）建立監(jiān)測制度并成立監(jiān)測小組； （6）加強與大學(xué)或科研單

12、位的合作力度。共二十五頁 2.組織與技術(shù)方面 （1）光面爆破是錨噴支護(hù)成功的前提條件。在施工過程中，要嚴(yán)格按爆破圖表定眼位，控制炮眼深度及方向。按設(shè)計要求裝藥和封堵炮泥，尤其是周邊眼，其裝藥結(jié)構(gòu)必須滿足設(shè)計要求。在試驗過程中，如發(fā)現(xiàn)光爆效果不理想，可在周邊眼的裝藥眼間加打空眼或采用聚能爆破技術(shù)； （2）錨桿是錨噴支護(hù)的關(guān)鍵，必須保證錨桿的長度(chngd)、錨固力和安裝質(zhì)量滿足設(shè)計的要求；共二十五頁 （3）噴層是錨噴支護(hù)的薄弱環(huán)節(jié)，屬于脆性承載結(jié)構(gòu)(jigu)，在噴層中加入金屬網(wǎng)后，可大大改變噴層的性能。因此，金屬網(wǎng)必須設(shè)置于噴層之內(nèi)。底拱部分不得加設(shè)金屬網(wǎng)； （4）初噴的噴層有可能發(fā)生破壞，這屬于正?，F(xiàn)象。不能由此而判斷整個錨噴支護(hù)失敗，應(yīng)根據(jù)收斂量和錨桿受力的監(jiān)測結(jié)果來判斷，并據(jù)此確定二次支護(hù)的強度和二次支護(hù)的最佳時機(jī)； （5）施工過程中，必須進(jìn)行監(jiān)測，這是新奧法的精髓。 共二十五頁內(nèi)容摘要七、新奧法施工。新奧法（NATM）是新奧地利隧道施工法（New。新奧法不是單純的施工方法，也不是單純的設(shè)計方。圍巖與支護(hù)共同作用原理制