公路隧道工程中新奧法施工技術(shù)的應(yīng)用

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在當(dāng)今的我國(guó)公路隧道工程建設(shè)中廣泛的應(yīng)用著具有現(xiàn)代科技水平的新奧法施工工藝，然而，其在實(shí)際隧道建設(shè)工程中的應(yīng)用水平還不十分理想，并且存在著許多需要改善和優(yōu)化的方面。公路隧道建設(shè)單位一定要完整地把握新奧法施工工藝的內(nèi)容實(shí)質(zhì)，有針對(duì)性的聯(lián)系具體建設(shè)項(xiàng)目情況進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，方可完整地把握住公路隧道項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。基于此目標(biāo)，本人聯(lián)系自身多年從事公路隧道工程建設(shè)工作的實(shí)踐體會(huì)，分析了新奧法隧道工程建設(shè)工藝機(jī)理，且就如何能夠更深一步地在公路隧道項(xiàng)目中運(yùn)用新奧法施工工藝展開(kāi)了系統(tǒng)性的研究。

1新奧法施工工藝

我們所說(shuō)的“新奧法”，其英文縮寫(xiě)為“NATM”，系對(duì)由奧地利工程專(zhuān)家所設(shè)計(jì)的新公路隧道施工工藝的行業(yè)稱(chēng)謂。此施工工藝依托于目前的隧道工程施工技術(shù)和巖石力學(xué)學(xué)術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了錨桿與噴射水泥混凝土之間的完美結(jié)合，而且把它運(yùn)用到隧道施工的圍巖支護(hù)過(guò)程中，并且實(shí)施針對(duì)圍巖形變過(guò)程的監(jiān)測(cè)與調(diào)控，最大限度地利用圍巖自身負(fù)載功能的隧道施工流程。當(dāng)利用新奧法進(jìn)行公路隧道的工程建設(shè)時(shí)，其能夠表現(xiàn)出很多優(yōu)越性，比如在隧道建設(shè)初期開(kāi)始挖掘時(shí)，不但只產(chǎn)生很小的巖層松動(dòng)及沉降，給周邊巖層帶來(lái)的振動(dòng)作用亦非常小，對(duì)挖掘工作面的現(xiàn)狀維持能力強(qiáng)，使整個(gè)作業(yè)進(jìn)程具備很高的安全性，可以切實(shí)地控制好施工進(jìn)度。另外，此工藝還有較大的適用范圍。為了充分利用此施工工藝的長(zhǎng)處，一定要編制出科學(xué)有效的施工程序，任用技術(shù)精湛的工程管理人員，提高工程監(jiān)理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)，且聘用工程專(zhuān)家實(shí)施建設(shè)工地就地精確指導(dǎo)，方可切實(shí)地實(shí)現(xiàn)運(yùn)用效果。

2新奧法施工工藝在公路隧道建設(shè)中的運(yùn)用過(guò)程

2.1采用新奧法施工工藝實(shí)施隧道圍巖的固定支護(hù)

隨著作業(yè)工作面開(kāi)挖進(jìn)程的延續(xù)，隧道圍巖的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布及承載力程度必然產(chǎn)生持續(xù)性的變化以至于發(fā)生大幅度地重新布局，故一定要實(shí)施好對(duì)現(xiàn)有圍巖的固定支護(hù)，切實(shí)保障圍巖在撤掉承載后不致于喪失支撐強(qiáng)度。而為了達(dá)到構(gòu)架承載的需求，允許圍巖發(fā)生一定幅度的位移及形變，進(jìn)而在曲面開(kāi)鑿后產(chǎn)生需要的拱模作用，最后構(gòu)成拱力環(huán)繞應(yīng)力區(qū)域布局。在此基礎(chǔ)上，亦必須細(xì)致監(jiān)控圍巖的位移產(chǎn)生速度，防止因?yàn)閲鷰r的快速位移引發(fā)圍巖結(jié)構(gòu)松馳。所以，特別注意要依托新奧法工藝實(shí)施隧道圍巖構(gòu)架的保護(hù)性支護(hù)。當(dāng)實(shí)施圍巖支護(hù)作業(yè)時(shí)，第一要注意先利用錨噴實(shí)施前期支護(hù)過(guò)程。當(dāng)進(jìn)行二次支護(hù)時(shí)，利用模筑水泥混凝土實(shí)施多層重合襯砌。然而錨噴圍巖支護(hù)是靠噴射水泥混凝土、鋼筋網(wǎng)狀噴施水泥混凝土及錨桿組裝而成的一款支護(hù)架構(gòu)。噴射水泥混凝土系將加入速凝劑的水泥摻合料依托水泥噴射機(jī)及高壓水融合，且在高壓空氣的催動(dòng)下把它噴散到巖層表面，進(jìn)而迅即凝固定形。進(jìn)行圍巖支護(hù)施工時(shí)，倘若圍巖狀況較好，此時(shí)需將噴射水泥混凝土過(guò)程當(dāng)做對(duì)圍巖支護(hù)的主導(dǎo)模式，而且再依托錨桿實(shí)施配合固定過(guò)程；在圍巖狀況不好的條件下，就要把錨桿當(dāng)做圍巖支護(hù)的主導(dǎo)方式，而且把它和噴射水泥混凝土、鋼筋網(wǎng)狀噴射水泥混凝土等方式配合運(yùn)用。在對(duì)隧道圍巖進(jìn)行支護(hù)時(shí)運(yùn)用新奧法的錨噴支護(hù)工藝，其特點(diǎn)是把圍巖當(dāng)做支撐構(gòu)架的主體因素。所以，在二次砌襯支護(hù)時(shí)，基本是把它當(dāng)做末期圍巖的裝飾面及荷載的支撐，所以，在實(shí)施二次砌襯支護(hù)實(shí)施之前，一定要對(duì)圍巖的形變幅度、前期支護(hù)和隧道附近條件等展開(kāi)整體性估量和評(píng)判。然而，不管是屬于前期支護(hù)類(lèi)型還是長(zhǎng)久支護(hù)類(lèi)型，均需利用薄殼型的柔體構(gòu)架，以便在防止和降低襯砌發(fā)生形變的基礎(chǔ)上，再盡量抑制撓曲開(kāi)裂或折斷。當(dāng)運(yùn)用新奧法施工工藝做隧道圍巖保護(hù)性支護(hù)時(shí)，一定要關(guān)注隧道巖石的軟硬性能，主要是由于施工隧道巖石的軟硬直接決定著利用新奧法支護(hù)的不同方式。當(dāng)處于軟巖地層時(shí)，隧道下部地層薄，離地表較近，從而不具備承受二次分布的應(yīng)力負(fù)載，況且上部土層施予較高的重量壓力，其沒(méi)有能力抑制施工產(chǎn)生的形變。所以，在進(jìn)行軟巖隧道支護(hù)時(shí)，如果選取柔性支護(hù)模式，即很有可能產(chǎn)生意外隱患，萬(wàn)一卸支過(guò)快即可引發(fā)坍塌后果。相對(duì)于柔軟散碎圍巖所淺蓋著的隧道來(lái)說(shuō)，絕不能運(yùn)用硬巖隧道施工的新奧法模式，也就是說(shuō)，不但要切實(shí)抑制好圍巖所發(fā)生的形變，而且絕對(duì)禁止只進(jìn)行一次性的柔性模式支護(hù)，必須在低下巖層中實(shí)施提前固化措施，且運(yùn)用具備足夠強(qiáng)度的手段實(shí)施提前保護(hù)性支護(hù)，以便能夠切實(shí)保障它具備較佳的自身承載能力，最后實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固的目標(biāo)。

2.2利用新奧法施工工藝強(qiáng)化隧道開(kāi)挖作業(yè)過(guò)程的監(jiān)測(cè)公路隧道建設(shè)的安全監(jiān)測(cè)過(guò)程系整體隧道工程利用新奧法施工工藝建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，依托對(duì)施工過(guò)程的實(shí)施監(jiān)控測(cè)量，可以真正地把握住圍巖的穩(wěn)固性能、支護(hù)構(gòu)架的應(yīng)力分布及支護(hù)構(gòu)架

產(chǎn)生形變的力學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程，進(jìn)而更恰當(dāng)?shù)剡x擇支護(hù)和襯砌的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，以便使整體工程質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，切實(shí)保障整體隧道工程的安全性及良好的穩(wěn)定性。所以，在隧道施工開(kāi)挖作業(yè)之后，施工單位一定要實(shí)施好下面兩項(xiàng)工作內(nèi)容：

（1）針對(duì)不穩(wěn)定的隧道圍巖要及時(shí)實(shí)施支護(hù)過(guò)程，對(duì)于穩(wěn)定性較好的圍巖應(yīng)確保支護(hù)的即時(shí)性，并及時(shí)地進(jìn)行混凝土的噴射支護(hù)，逐一加大噴層的厚度，并添加相應(yīng)的鋼筋網(wǎng)和錨桿。初次襯砌混凝土噴射之后，應(yīng)及時(shí)對(duì)噴層進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。

（2）初期支護(hù)結(jié)束之后，由于其變形相對(duì)穩(wěn)定，因而應(yīng)加設(shè)模板，并進(jìn)行二次混凝土的襯砌。而新奧法的特點(diǎn)就在于集施工監(jiān)測(cè)、力學(xué)計(jì)算以及經(jīng)驗(yàn)方法等于一體，因而整個(gè)隧道的勘察、設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)反復(fù)交叉融合，所以應(yīng)在對(duì)地質(zhì)進(jìn)行初步調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)方法或數(shù)學(xué)計(jì)算對(duì)其進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，確定支護(hù)參數(shù)，并在施工時(shí)做好監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng)的布置，在開(kāi)挖圍巖和支護(hù)過(guò)程中對(duì)其穩(wěn)定性和支護(hù)現(xiàn)狀有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)得到的這些信息對(duì)其支護(hù)作用和穩(wěn)定性進(jìn)行間接的描述，再將其反饋到施工過(guò)程之中，從而更加科學(xué)有效地確定開(kāi)挖方案以及各項(xiàng)支護(hù)參數(shù)。

2.3應(yīng)用新奧法施工工藝進(jìn)行隊(duì)道的開(kāi)挖施工

隧道開(kāi)挖的方法很多，如礦山法、盾構(gòu)法，掘進(jìn)機(jī)法等，但爆破手段都是不可缺少的。依據(jù)爆破效果來(lái)說(shuō)，優(yōu)先采用光面爆破。光面爆破是利用巖石抗劈裂能力低的特點(diǎn)，通過(guò)采用縮小周邊眼間距、嚴(yán)格控制周邊眼方向、限制裝藥量、正確設(shè)置起爆順序等措施，來(lái)避免周邊眼以外的圍巖受到破壞，達(dá)到預(yù)定效果。光面爆破可控制超欠挖，減少出渣量，節(jié)省襯砌混凝土量，從而加快施工進(jìn)度，降低成本。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)如何在公路隧道建設(shè)工程中加強(qiáng)新奧法施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討具有十分重要的意義。公路隧道施工企業(yè)必須緊密結(jié)合時(shí)展的需要，充分意識(shí)到新奧法在隧道施工中的重要性，結(jié)合工程實(shí)際，科學(xué)有效地運(yùn)用新奧法進(jìn)行隧道工程的開(kāi)挖施工、隧道圍巖的支護(hù)以及隧道施工的監(jiān)測(cè)，以確保公路隧道工程建設(shè)質(zhì)量。

作者：張甲鋼 單位：張家口泰保工程監(jiān)理咨詢(xún)有限責(zé)任公司