(完整版)新奥法隧道施工
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称引言新奥地利隧道施工方法（NATM）是一种在隧道工程中常用的施工方法，它是在20世纪60年代和70年代由奥地利工程师和科学家们开发出来的。
这种方法在全球范围内得到了广泛应用，并取得了显著的成果。
本文将详细介绍新奥地利隧道施工方法的特点、原理及应用，并对其优缺点进行讨论。
一、新奥地利隧道施工方法的特点1. 整体式施工新奥地利隧道施工方法采用的是整体式施工，相对于传统的分阶段施工方法，它可以减少施工期间的地表沉降和变形。
这是由于NATM方法可以在开挖隧道的同时对周围的土层进行支护，从而减少了地表和周围建筑物的影响和损害。
2. 土力支撑结构NATM方法采用土力支撑结构作为隧道的主要支护形式。
这些支撑结构通常由钢筋混凝土或喷射混凝土构成，能够提供足够的强度和刚度来承受隧道围岩的压力。
此外，土力支撑结构还可以通过控制隧道周围的地下水位和渗流，降低地下水的涌入和侵蚀，从而提高隧道的稳定性。
3. 灵活的设计NATM方法允许根据实际施工情况进行灵活的设计和调整。
施工过程中可以根据地质条件和围岩变化进行随时调整，通过合理的支护和加固措施来解决工程施工中出现的问题。
这种灵活性可以使施工更加安全高效，也可以避免不必要的成本和时间浪费。
二、新奥地利隧道施工方法的原理1. 地质调查和监测在NATM方法中，地质调查是至关重要的一步。
通过详细的地质勘探和工程地质分析，可以确定隧道施工中可能遇到的地质问题，如岩类性质、断层、地下水等。
同时，还需要进行地表和隧道周围的监测，及时掌握地表沉降、围岩变形和地下水位等数据，以便进行合理的设计和施工调整。
2. 钻孔爆破在NATM方法中，钻孔爆破是常用的隧道开挖方式之一。
通过在地下岩层中钻孔，并通过爆破将岩石破碎，然后进行清理和支护，最终实现隧道的开挖。
这种方法可以高效地进行大规模的隧道掘进，但需要控制好爆破条件，以防止岩层的过度破碎和隧道的不稳定。
3. 支护和加固隧道开挖完毕后，需要进行支护和加固工作，以确保隧道的稳定性。
(建筑工程管理)新奥法施工隧道工艺心血啊精编
（建筑工程管理）新奥法施工隧道工艺心血啊新奥法施工隧道工艺心血啊壹、新奥法介绍20世纪60年代由于岩石锚杆、喷射混凝土机械和岩石力学方面技术的进展，人们对开挖隧道过程中所出现的围岩变形、松弛、崩塌等现象有了深入的认识。
1963年奥地利学者L。
腊布兹维奇教授命名的“新奥地利隧道施工法”（NATM）正式出台，它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要的支护方法，理论量测和经验相结合的壹种施工方法，同时也是壹系列指导隧道设计和施工的原则。
新奥法的基本原则可简要的概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”，我国的隧道工作者将其总结为“光面爆破,喷锚支护、监控量测”三要素。
二、白家河II号隧道的新奥法施工白家河II号隧道根据设计图纸和现场调查，隧道所处围岩是Ⅲ类围岩，属于浅埋和偏压隧道，自承能力较差。
施工时根据不同的围岩结构，分别采用或综合使用超前锚杆预加固、喷锚体系及格栅式钢构架作为初期支护方案。
开挖采用短台阶光面爆破法；弃碴采用人工配合装载机或机动翻斗车清理，即时施工临时支护体系。
洞门施工先期进行，且和不少于5m的洞内二次衬砌同时施工以保证结构的连续性和稳定性，避免影响洞内施工；仰拱和铺底分段进行，和二次衬砌及时闭合；防水层在初期支护完毕二次衬砌之前施工；避车洞、排水沟、电气化接触网支架、洞口挡墙等最后施工且抓好隧桥、隧路的施工关系，避免相互干扰，确保工期。
2．1钻爆开挖作业线根据围岩性质及施工设备选取正台阶开挖法（台阶长度小于5倍但大于1～1.5倍洞跨），上下断面采用平行作业，上台阶开挖要留取核心土。
该法因为可缩短支护结构的受力条件，有利于控制隧道收敛速度和量值，适用范围很广。
钻爆开挖工序流程图见下页为减少隧道施工所引起的对围岩和山体稳定，施工中贯彻“早进（洞）、晚出（洞）、少刷少挖”的思想。
隧道进洞前首先清理坡面危岩，用砂浆锚杆对仰坡进行加固，然后用超前小导管对洞口进行预加固。
隧道新奥法施工技术课件
6、对外层衬砌周围岩体的渗水，要通过“防、排、截、堵”予以解决，如在两 层衬砌之间设置中间防水层、加密环向盲管、掌子面封闭采用双液注浆等。
（二）新奥法基本概念
以控制爆破（光面支护手段
通过监测控制围岩变形，动态修正设计参数和变动 施工方法。
核心内容：充分发挥围岩的自承能力
（三）新奥法施工核心理念
管超前
严注浆
短进尺
弱爆破
勤量测
快封闭
预沉降 强支护 紧二衬
（四）对新奥法理解
锚喷支护是为了达到保护围岩强度、控制围岩变形 实现发挥围岩自承能力的目的。
可进行深孔爆破爆，爆破次数少，减少扰动
开挖面大，稳定性降低 单循环工作量大，对施工能力要求高 震动大，钻爆设计和控制爆破作业要求较高
六、新奥法的施工要点
1、在隧道的整个支护体系中，围岩是承载结构的一部分，施工中要合理 利用围岩的自承能力，保持围岩的稳定。
2、开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度。
主要工序
上台阶开挖（预留核心土）
上台阶初期支护
仰拱灌注回填 二衬施工
边墙及仰拱初期支护
核心土开挖 开挖下台阶
环形开挖留核心土法 的特点
台阶相当于短台阶法的台阶长度，减 少了上下台阶的施工干扰，施工速度
可加快。
较侧壁导坑法的机械化程度高。
保留核心土，有助于掌子面的稳定。
稳定性优于超短台阶法
适用于土质、易坍塌软弱围岩
当遇到软弱围岩时需慎重考 虑，必要时应采用辅助施工 措施稳定开挖工作面，以保
隧道新奥法施工
隧道新奥法施工第一节新奥法的基本概念一、名称由来与产生的历史背景新奥法的全称是新奥地利隧道工程方法，即New Austrian Tunneling Method，缩写为NATM。
上下导坑先墙后拱法初次使用于公元1837年前奥国莱比锡至德累斯顿铁隧道上，故称其为奥国法。
新奥法与奥国法是两码事，不是隧道横断面施工作业顺序的差异，也不是年代早晚不同的关系，而前者是建立在新的理论基础上,具有丰富实际经验的新概念。
新奥法是由奥地利学者L.V.Rabcewiez，L.Muller等教授创建于本世纪五十年代，在1963年正式命名为新奥地利隧道工程方法。
它的产生是基于以下背景：1.锚杆支护在20世纪初出现。
在此之前，锚杆支护的采用始于20世纪初，到1950年代后在欧美各地得到广泛应用，并在水电站有压输水隧洞成功地采用了锚杆支护手段。
2.喷射混凝土机在1940年代末研制成功。
喷射混凝土机在1947年研制成功，1948～1953年喷射混凝土衬砌在奥地利首次用于卡普伦水电站的默尔隧道。
锚喷支护技术的开展为创建新奥法提供了有利的条件。
3.岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学依据。
与新奥法开展同时，岩石力学也开展成为一门十分年轻的学科。
岩石力学的理论基础为新奥法提供了科学依据。
因此可以说，新奥法是在实际基础上开展起来的一种修建隧道工程的新理论与新概念。
二、新奥法的基本概念新奥法的基本概念是用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承载能力，并通过施工监控量测来指导隧道工程的设计与施工。
由于上述基本概念的认识与理解的差别，可能初次接触新奥法的人们会存在某些误解，突出的问题有下面几点：1.由于英文“method”一词，容易把新奥法理解为隧道开挖与支护的方法，或者仅是一种施工技术，而没有认识到新奥法是修建隧道一种基本理论，是包含设计于施工内容的隧道工程新概念。
2.误以为采用了锚喷支护就是新奥法。
当然利用新奥法，必须包括使用锚喷支护结构。
新奥隧道施工方法 Word 文档
新奥地利隧道施工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。
新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。
因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。
历史和发展1934年，新奥法主要创始人L.V. 拉布采维茨在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。
又无公害的新喷敷方法。
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。
公路隧道工程新奥法设计与施工技术
1997年正在修建的秦岭隧道(长19.45km), 引进德国WIRTH公司TB880E型隧道掘进机，预计2000年贯通
新奥法的局限
在下列情况下，一般都应采取适当的辅助措施才能施工： ①涌水量大的地层； ②因涌水产生流沙现象的地层； ③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难场合； ④开挖面不能自稳的围岩。
隧道工程术语
喷锚支护lock bolt support with shotcrete——借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用(根据地质情况也可分别单独采用)加固岩层，分为临时性支护结构和永久性支护结构。 围岩偏压non-uniform rock pressure——由于地质构造作用或局部突变的地形以及施工的影响，在洞室衬砌上产生的不对称的岩石法向应力。 岩爆rockburst——在地应力高度集中的岩层中开挖时，围岩应力因突然释放而引起的岩块爆裂向外抛射的现象。
新奥法的基本要点
②预计围岩有较大变形和松弛时，应对开挖面施作保护层，而且应在恰当的时候敷设，过早或过迟均不利。其刚度不能太大或太小，又必须是能与围岩密贴，而要做成薄层柔性，允许有一定变形，以使围岩释放应力时起卸载作用，尽量不使其有弯矩破坏的可能。
新奥法的基本要点
③衬砌需要加强的区段,不是增大混凝土的厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆，使隧道全长范围采用大致相同的开挖断面。此外，因为新奥法不在坑道内架设杆件支撑，空间宽敞，从而提高了安全性和作业效率。
新奥法的基本要点
④为正确掌握和评价围岩与支护的时间特性，可在进行室内试验的同时，在现场进行量测。量测内容为衬砌内的应力、围岩与衬砌间的接触应力以及围岩的变位，据以确定围岩的稳定时间、变形速度和围岩分类等最重要的参数，以便适应地质情况的变化，及时变更设计和施工。
公路隧道新奥法施工技术方案
公路隧道新奥法施工技术方案
公路隧道的建设一直是城市交通建设中的重要组成部分，而新奥法施工技术方案正是为了提高公路隧道施工效率和质量而应运而生的创新技术。
本文将深入探讨公路隧道新奥法施工技术方案的应用与优势。
技术原理
新奥法施工技术是一种基于先进机械设备和数字化技术的施工方法，通过数控钻爆机和智能化设备，实现对地质岩层的精准控制和高效开挖，从而提高施工效率，降低施工成本。
施工流程
前期准备：进行地质勘察和设计方案制定，确定施工参数和工艺流程。
机械设备运输：运送数控钻爆机和智能化设备至施工现场，并进行设备调试和检测。
施工作业：根据设计方案，使用数控钻爆机进行隧道开挖，同时通过智能化设备实时监测施工过程。
支护加固：在开挖过程中，对隧道进行支护加固，确保施工安全和隧道稳定。
清理完工：完成隧道开挖后，进行清理作业，确保隧道畅通。
技术优势
高效节能：新奥法施工技术能够提高施工效率，减少能源消耗，降低施工成本。
精准控制：通过数控钻爆机和智能化设备，可以实现对隧道施工过程的精准控制，提高施工质量。
安全可靠：新奥法施工技术在施工过程中注重安全控制，提供安全保障，减少事故发生几率。
应用前景
公路隧道新奥法施工技术方案在城市交通建设中具有广阔的应用前景，可以提高隧道建设效率，改善交通状况，促进城市发展。
公路隧道新奥法施工技术方案的应用将是未来公路隧道建设的重要发展方向，通过技术创新和智能化设备的运用，可以实现公路隧道施工的高效、安全和可持续发展，为城市交通建设注入新的活力。
新奥法施工技术，引领公路隧道建设新时代！。
隧道施工方法新奥法ppt课件
第一节 概 述 第二节 新奥法 第三节 超欠挖与塌方 第四节 隧道施工量测与信息反馈 第五节 其他施工方法 第六节 隧道施工过程中的地下水控制 第七节 隧道施工过程中的通风与防尘 第八节 隧道施工预支护措施
第一节 概 述
一、隧道工程施工的特点
1. 隐蔽性大 2. 作业的循环性强 3. 作业空间有限 4. 作业的综合性 5. 施工是动态的 6. 作业环境恶劣 7. 作业的风险性大 8. 气候影响小
1
1
2
2
B
1～5B
3 . 超短台阶法
上台阶长度仅为3～5m。 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工
干扰大。 适用于：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)
1
1
2
2
B
<B或3～5m
短台阶施工注意：
① 下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后才能进行； ② 开挖后要及时喷砼，暴露时间愈长愈不安全； ③ 量测要及时，当位移速度加快时，应立即采取措施。
凿岩台车作业
机械化衬砌作业线
以四臂凿岩台车为龙头的双线隧道无轨运输机械化作业线
机械化出渣作业线
机械化衬砌作业线
四臂凿岩台车作业
(二) 台阶开挖法
台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两 次开挖成型。台阶法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法 等三种。
选择台阶长度的条件：
（1）初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时 间要求越短 （2）上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场 地大小的要求
二、隧道施工方法及其选择
矿山法因最早应用于矿石开采而得名，由于在这种方法中， 多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。 有时候为了强调新奥法与传统矿山法的区别，而将新奥法从矿 山法中分出另立系统。
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围岩内部位移量测
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6. 钢支撑应力量测
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钢支撑应力量测
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钢筋计测格栅应力
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7. 喷层应力量测
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喷层应力测点的布置
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8. 二衬应力量测
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二衬应力量测
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（三）监控量测数据处理与应用
1. 量测数据的处理与分析
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2）湿喷： 湿喷是将砂、石料预加水，使其浸润成
潮湿状，再加水泥拌均匀，从而降低上料合 喷射时的粉尘，其工艺流程同干喷。
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4. 喷射混凝土的机械(具)设备 喷射作业的机械(具)设备主要包括：混
凝土喷射机、上料机、搅拌机、机械手、混 凝土运送搅拌车、混凝土喷射三联机等。
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1）混凝土喷射机
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（六）钢架
使用条件：
对于自稳时间很短的Ⅴ、Ⅵ级围岩隧道； 浅埋偏压隧道； 隧道处于粉细砂、大面积淋水等地段； 为了抑制围岩过大的变形。
钢架的最大特点：
架设后立即受力，且强度和刚度均较大，可承受开 挖时引起的松动压力。
钢架可分为：
型钢钢架和格栅网构钢架两种类型。 23/53
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3. 锚杆的布置 锚杆的布置分为局部布置和系统布置
1）局部布置 锚杆局部布置的原则： 拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆的受拉。 拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。
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2）系统布置
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锚杆系统布置的原则： 锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置，对水平成层岩层，应 尽可能与层面垂直布置 在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵横间距为0.6～1.5m。 系统锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在Ⅴ、Ⅵ级围 岩中，锚杆间距宜为0.5～1.2m。
按施工经验来确定锚杆长度：
中等以上硬质围岩： 软弱围岩：
L （1 ～ 1）B 34
L （1 ～1）B 23
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5. 锚杆的质量检查 锚杆质量检查，包括长度、间距、角度、
方向、抗拔力等。其中主要是抗拔力试验，对 于重要工程可增作灌浆密度试验。如抗拔力不 符合要求时，一般可用加密锚杆予以补强。
钢架的纵向间距应根据所支护的围岩而定，一般为 0.75～1.2m，两榀钢架之间设置直径为20～22mm的纵向 钢拉杆。
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格栅网构钢架
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6.12 新奥法的监控量测
（一） 目的
为设计和修正支护结构形式和参数提供依据； 正确选择开挖方法和支护施作时间； 为隧道施工和长期使用提供安全信息； 是研究新奥法力学机理和设计理论的重要途径。
1. 型钢钢架
工程上采用的型钢钢架有：工字型钢、H型钢、槽 钢、U型钢、钢管及钢轨等材料。
缺点：
钢架较重，架设困难； 不便于加工制作； 钢架与喷射混凝土结合不良，粘结力较小。
目前现场只有十分必要时才使用。
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工字型钢拱架
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2. 格栅网构钢架 特点：
质量轻，制作容易，架设方便，省工省料； 与喷射混凝土结合良好，能形成整体钢筋混凝土结构； 易与锚杆、超前小导管形成整体。
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2. 围岩稳定性判据
如果位移时态曲线始终保持 d 2u 0 ，说明位 dt 2
移速率不断下降，这是稳定的标志。
充填裂隙加固围岩 封闭围岩壁面防止风化 喷射混凝土与围岩组成共同承载体系
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2. 喷射混凝土的优缺点 优点：
柔性支护 支护及时 不用模板、拱架 施工工艺简单 缺点： 回弹量大、止水性弱
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3. 喷射混凝土的喷射方式 1）干喷：
干喷是将砂、石、水泥按一定比例干拌均 匀投入喷射机，同时加入速凝剂，用高压空气 将混合料送到喷头，再在该处与高压水混合后 以高速
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地表沉降观测
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3. 隧道净空收敛量测
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洞周收敛量测
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洞周收敛量测
测 点
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4. 拱顶下沉量测
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5. 围岩内部位移量测
围岩内部相对位移的测孔，一般与周边位移测线相 应布置，以便使两项测试结果能够互相验证，协同分析 和应用。
第6章 隧道施工方法（3）
—— 新奥法技术与监控量测
本节主要内容
6.11 新奥法的施工技术
03
6.12 新奥法的监控量测
32
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6.11 新奥法的施工技术 （一）施工程序
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（二）施工基本原则
新奥法施工的基本原则可扼要地概况为： “少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”
（三）喷射混凝土
1. 喷射混凝土的特点
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（二）监控量测的内容和方法
1. 基本要求 尽快埋设测点； 进行一次量测的时间宜尽量短； 传感元件要有较好的防震、防冲击波的能力， 且能长期有效； 测设的数据要求直观、正确、可靠； 测试仪器要有足够的精度。
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2. 量测内容和方法 1）工程地质与支护状况的观察 2）隧道地表沉降量测
（五）锚杆
1. 锚杆的支护效应
（1）悬吊效应
（2）组合梁效应
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（3）加固效应
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2. 锚杆的种类
1）机械式锚固锚杆
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2）粘结式锚固锚杆
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3）摩擦式锚固锚杆
当隧道通过软弱围岩等地段时，机械式锚杆锚固 容易失效，粘结式砂浆锚杆施工不便，而采用摩擦式 锚杆则可以收到良好的支护效果。
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4. 锚杆的尺寸
1）锚杆直径
锚杆一般采用16Mn或5号钢，条件不具备时可用3
号钢。对于端部锚固的锚杆，其抗拉力大于或等于设
计锚固力，即：
a
d2
4
N
则锚杆直径d：
d 4N
a
常用的锚杆直径一般为18～22mm。
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2）锚杆长度
起悬吊作用的锚杆：长度须穿透不稳定块体并在坚 硬稳定岩体内有一定锚固长度。 软弱围岩中系统布置的锚杆：岩体视为单一塑性体， 锚杆的长度应穿过塑性区。
（1）双罐式混凝土喷射机 （2）转体式混凝土喷射机
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2）机械手
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（四）喷射混凝土的施工工艺
1. 喷射混凝土的施工准备 材料、机械(具)的准备 施喷场地准备
2. 施喷作业
风压：风源风压应稳定在0.4～0.65MPa。 水压：规定喷射作业区的系统水压应大于0.4MPa。
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