新奥法施工的几种开挖方法总结
新奥法施工的几种开挖方法总结
新奥法隧道开挖几种方法初次接触隧道工程，感触颇深，在从事隧道试验检测工作的同时，我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验，在学校读书的时候老师也是大概的讲解了一下，而更多的东西还要靠自己去领悟，去学习。
自己总结了隧道工程的一些开挖方法，加上具体的现场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。
在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法（CD法)→交叉中壁法（CRD法）→双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、全断面开挖法全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。
适用条件：(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。
(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表全断面法施工特点(1)开挖断面与作业空间大、干扰小；(2)有条件充分使用机械，减少人力；(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：⑴初期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；⑵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。
在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。
新奥法施工工艺
新奥法施工工艺标题：新奥法施工工艺一、引言新奥法，全称为New Austrian Tunneling Method（NATM），是一种以岩体的地质力学为基础，强调利用围岩的自稳能力进行隧道开挖和支护的施工方法。
它不仅在欧洲被广泛采用，也在全球范围内得到了广泛应用。
二、新奥法的主要特点1. 动态设计：新奥法强调施工过程中的动态设计，即根据施工过程中围岩的实际状态调整设计和施工方案，使工程与实际情况相适应。
2. 强调围岩的自稳能力：新奥法认为围岩是隧道的一部分，可以承受一部分荷载，因此在施工过程中尽量保持围岩的完整性，充分利用其自稳能力。
3. 小断面开挖：新奥法采用小断面开挖，减小了对围岩的破坏，有利于围岩的稳定。
4. 边开挖边支护：新奥法要求在开挖后立即进行支护，防止围岩变形过大。
三、新奥法的施工流程1. 勘察设计：对施工现场进行详细的地质勘探和测量，根据勘察结果制定施工设计方案。
2. 开挖：采用小断面分段开挖的方式，同时注意观察围岩的状态。
3. 支护：在开挖后立即进行支护，包括初期支护和二次支护。
4. 检测监控：通过监测仪器对隧道的稳定性进行实时监控，及时发现并处理问题。
5. 衬砌施工：当隧道达到一定的稳定程度后，进行衬砌施工，完成隧道的最后封闭。
四、新奥法的应用及优势新奥法由于其独特的设计理念和施工工艺，被广泛应用于公路、铁路、地铁等各类隧道工程中。
它的主要优势有：1. 安全性高：新奥法强调围岩的自稳能力和动态设计，能够有效保证施工安全。
2. 工期短：由于采用了小断面开挖和边开挖边支护的方式，新奥法的施工效率较高，工期较短。
3. 经济效益好：新奥法减少了大量的人力物力投入，降低了施工成本。
五、结论新奥法作为一种先进的隧道施工技术，以其科学的设计理念和高效的施工工艺，在国内外的隧道工程中得到了广泛应用。
随着科技的进步和社会的发展，新奥法将会得到更大的发展和完善，为我国的隧道工程建设做出更大的贡献。
新奥法施工
新奥法施工地铁的施工方法主要有3种：明挖法、新奥法和盾构法。
明挖法由于对地面交通干扰大，且因敞开作业对周围环境千扰、污染严重，现在已经较少使用。
新奥法和盾构法对环境干扰小，是主要的施工方法。
下面结合地表沉陷的产生与控制措施对这2种施工方法进行概述。
新奥法所谓新奥法就是施工过程中充分发挥围岩本身具有的自承能力，即洞室开挖后，利用围岩的自稳能力及时进行以喷锚为主的初期支护，使之与围岩密贴，减小围岩松动范围，提高自承能力，使支护与围岩联合受力共同作用。
采用新奥法时主要的施工方法有：（1）全断面开挖法，原则上是一次完成设计开挖断面，是在稳定的围岩中采用的方法；（2）台阶开挖法；(3)侧壁导坑环型开挖法[3，4]，这是当地质条件特别差时所采用的一种方法，也是城市隧道抑制下沉时常用的方法。
采用新奥法施工时，地面沉陷主要取决于开挖的方法、初期支护及永久支护的时间和强度，有以下防止地面下沉的措施[3，4]（1）改变施工方法：缩短开挖进尺，如计划1个循环1.5m，可缩短为1 m或0.8m；不用全断面开挖方法，而用环型开挖方法．（2）稳定掌子面法：掌子面的稳定是施工的前提条件，对于粘聚力小的土砂围岩，应选用辅助施工方法，如超前支护、开挖面喷射混凝土和安设锚杆等。
开挖面超前支护是在开挖面前方的围岩内插入钢筋、钢管和钢板作为辅助性支护构件，用以防护开挖面及拱部以及防止围岩松弛。
插入的角度应尽可能地小，以减少超挖量。
开挖面喷射混凝土应尽早进行，对于土砂围岩，一般喷射3cm厚的混凝土就能防止开挖面的局部塌落。
（3）特殊施工法：有管棚法，挡墙施工法、从地表打锚杆法、特殊钢板施工法(麦塞尔插板法)、注浆法和冻结法等。
管棚法，是先在开挖断面外钻孔，然后在管子的内外注浆，以加固开挖断面。
这种方法，可以加固堆积层和断层破碎带等不稳定围岩，能有效防止开挖的围岩松动。
但此法需要大量的设备。
挡墙施工法，是在隧道的两侧(或一侧)设置挡墙，控制隧道开挖时产生的松动范围。
【隧道方案】“新奥法”隧道施工方案
隧道施工方案1洞身开挖施工1.1洞身开挖根据隧道各里程段的特点及围岩情况，各级围岩段采用相宜的开挖和超前支护方法，短进尺、强支护，确保施工安全。
隧道洞身开挖严格按照“新奥法”原理组织施工。
机械化掘进，机械化装运。
Ⅴ级围岩断层破碎带、浅埋或偏压地段采用单侧壁或双侧壁导坑法施工；Ⅳ级围岩其余地段采用三台阶临时仰拱封闭法施工。
Ⅲ级围岩地段采用短台阶法施工，必要时预留核心土分部开挖。
岩层稳定且完整性较好的Ⅱ级围岩全断面法施工。
开挖采用凿岩台车钻眼，人工装药并连接起爆网络实施光面爆破，爆破施工遵循短进尺、强支护、弱爆破、勤量测的原则。
装载机装碴,大型自卸汽车运输出洞。
洞身开挖施工中严格控制开挖断面，控制超欠挖。
经监理工程师确认不影响衬砌结构的稳定和强度时，岩石个别突出部分（每平米内不大于0.1m）可侵入衬砌不大于50mm。
拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
为保持断面稳定和节约成本，施工中严格控制超挖量，使断面圆顺平整。
1.1.1Ⅱ级围岩全断面法施工Ⅱ级围岩完整、稳定，采用全断面法施工。
全断面法施工工序简单，工作面宽敞，运输、通风、排水方便，管路易于布置，便于进行机械化施工。
全断面开挖断面图。
a 、施工方法采用凿眼台车或作业台车配合人工手持风钻进行钻眼，进尺可以控制在2~4m 。
爆破后机械出碴装运至弃碴场，进行网、锚、喷混凝土初期支护。
一般适合采用全断面施工的围岩，其支护参数多为系统锚杆和网喷混凝土联合支护。
因此全断面施工工序简单：钻眼爆破→出碴→网、锚、喷支护→进入下一循环钻爆。
b 、施工工艺施工工艺见全断面开挖施工工艺流程图ⅢⅡⅠⅡⅢⅠ图2.3-01 全断面法开挖断面图二次衬砌初期支护网喷混凝土系统锚杆全断面开挖施工工艺流程图c、作业要点（1）测量放线在开挖面上进行测量并绘出中线与水平线，水平线可绘在轨平高度上，然后绘出开挖断面轮廓线，在按照钻爆设计准确标出炮眼位置，炮位误差不应大于5cm。
最好采用激光导向和幻灯布眼，以减少测量放线的时间，并提高炮眼位置的精度。
新奥法隧道开挖方式
１全断面法1 施工工艺全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型,再施作做衬砌的施工方法。
其施工流程可参照图1。
图1 全断面法开挖施工流程图2 施工要点（1）施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备,以尽量缩短循环时间，各道工序应尽可能平行交叉作业,提高施工进度;（２）使用钻孔台车宜采用深孔钻爆,以提高开挖进尺；(3）初期支护应严格按照设计及时施做。
（４）为控制超欠挖，提高爆破效果,有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。
2 台阶法1 施工工艺台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，其中上台阶超前一定距离后,上下台阶同时并进的施工方法。
其施工流程可参照图２、3。
图2 台阶法开挖断面示意图图3 台阶法开挖施工流程图2 施工要点:（1）根据围岩条件，合理确定台阶长度,一般应不超过1倍洞径，以确保开挖、支护质量及施工安全；（2）台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。
（３)上台阶施作钢架时,应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施,控制围岩和初期支护变形；（4)下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。
当岩体不稳定时,应采用缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖,并及时施做初期支护和仰拱。
(５)施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。
(6)上台阶开挖超前一个循环后,上下台阶可同时开挖。
3 环形开挖预留核心土法1 施工工艺：环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先,其次开挖下半部两侧,再开挖中部核心土的方法,其施工流程可参照图４、5。
2施工要点：（1)环形开挖每循环长度宜为０.５～１m;(2）开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑,每两榀钢架之间应采用钢筋连接,并应加锁脚锚杆,全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m；(３）预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求；(４)当地质条件差，围岩自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护;（5)上部弧形,左、右侧墙部,中部核心土开挖各错开3～5ｍ进行平行作业。
隧道新奥法施工的原理及常见施工方法
动态管理决定乾坤or如何对待图纸的问题？
新奥法的基本要点及解读
• 为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。 一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必 须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能 力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加 强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。这样，就能通过 调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间（包括闭 合时间）来控制岩体的变形。 • 必须理解：这是对硬岩的要求。 • 必须延伸：软岩不允许变形，必须采用刚性支护
隧道新奥法施工的原理 及常见施工方法
管德鹏
云南.保山.2011.10
新奥法的发展
• 新奥法的发展可谓历尽坎坷。1951～ 1953 年建成的伊泽雷阿尔斯电站的压力隧洞, 采用锚杆支护取得成功。径向设置 的锚杆与隧道的围岩及喷射混凝土一起形成了一个拱圈。 可以说, 锚喷支护的发展直接为新奥法理论奠定了基础。新 奥法自1958 年申请专利以来, 在奥地利、德国、日本、中国、 英国、美国、意大利、法国、瑞士、巴基斯坦、希腊、韩 国等国家得到了应用。应用的隧道类型有: 水工隧洞、公路 隧道、铁路隧道、地铁隧道以及几乎所有其它的地下工程。 新奥法开始在岩质较好的地层中应用, 后来随着经验的不断 丰富, 较差地层中也开始应用新奥法并获得成功。
新奥法的发展
• 但是我国应用新奥法也存在发展不平衡的问题。实际上，软岩(土)中的新 奥法与硬岩中的新奥法是有原则区别的，需充分了解隧道开挖过程中地层 发生的变化，采取相应的加固方法和相应的支护措施，达到安全、经济的 目的，这才是新奥法的精神实质。世界各地有足够多的成功实例证明，只 要针对地层采用适当的施工方法，并采取正确的监测手段和实行严格的管 理和纪律，新奥法才是安全的、有效的、经济的。新奥法的理论基础是认 为围岩具有自承能力，分析围岩自承能力形成的力学机制对于正确选择设 计和施工方案有重要意义。
隧道新奥法开挖方法及工序
隧道新奥法开挖方法及工序新奥法的概念：用薄层支护手段保持围岩强度、控制围岩变形，以发挥围岩自承载能力，并通过施工监控量测指导隧道的设计与施工（一）横断面开挖方法1全断面开挖法2台阶法包括：(1)长台阶法；(2)短台阶法；(3)超短台阶法3分部开挖法(1)环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法)(2)单侧壁导坑法(3)双侧壁导坑法(眼镜法)(4)中洞法(5)中隔壁法－CD法(6)交叉中隔壁法－CRD法（二）全断面开挖方法1.概念——全断面开挖法是按设计开挖断面一次爆破成型表示方法：横断面工序图、纵断面工序展开图习惯标注方法：①阿拉伯字1、2、3...表示挖掘;②罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...表示支护；2.施工顺序（1）钻孔台车钻眼、装药、联接导火线；（2）台车退出、引爆炸药，开挖出整个隧道断面；（3）排除危石（俗称“找顶”）；（4）喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆；（5）装碴机将石碴装入运输车辆，运出洞外；（6）喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆；（7）根据需要可喷射第2层混凝土和隧道底部混凝土；（8）量测、判断围岩和初期支护的变形，为支护参数修改提供依据；（9）开始下一轮循环。
3.适应条件：1）Ⅲ～Ⅰ级围岩；2）大型施工机具（钻孔台车：四臂、二臂等）；3）经济性考虑：开挖距离越长越经济。
4.施工特点：1）工序少、干扰少，便于施工组织管理；2）开挖面大，便于机械化作业，爆破效果好（深眼爆破），进度快；3）开挖一次成形，减少了爆破次数，对围岩扰动少；4）地质适用范围较窄，要求地质条件较好，否则当地质条件变化时改变施工方法不易。
5.机械化施工的三条主要作业线：（三）台阶开挖方法1.特点：1）将断面分成上半断面和下半断面两部分-分别开挖；2）目前适用性最广的施工方法；3）随台阶长度的调整，几乎可用于所有地层－是主导方法。
2.选择条件1）初期支护形成闭合环的时间要求：围岩越差，闭合时间要求越短，则台阶必须缩短；2）施工机械效率：效率高，则可以缩短支护闭合时间，台阶可延长；3.长台阶法台阶长度：L≥5B，B为洞室的宽度。
隧道新奥法之分部开挖法
隧道新奥法之分部开挖法
新奥法是用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承能力，并通过施工监控测量来指导隧道工程的设计与施工。
新奥法是一种隧道施工的基本理论，是包含设计和施工内容的隧道工程新概念。
新奥法的隧道结构体系计算模型是采用岩体力学模型，将支护与围岩视为一体，作为共同承受荷载的隧道结构体系，围岩是直接的承载单元，支护结构只是用来约束和限制围岩的变形。
新奥法必须包括采用锚杆、喷射混凝土的锚喷支护结构，但不能误认为采用了锚喷支护就是新奥法，新奥法采用锚喷支护是为了达到保护围岩的强度、控制围岩变形、实现发挥围岩自承能力的目的。
此外新奥法十分重视施工监控测量，只有采用施工监控测量才能掌握围岩变形动态，做到监控变形，同时现场施工测量的资料是完善设计，指导施工的重要依据。
本文详细介绍新奥法施工中的分部开挖法。
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新奥法隧道开挖几种方法
初次接触隧道工程，感触颇深，在从事隧道试验检测工作的同时，我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验，在学校读书的时候老师也是大概的讲解了一下，而更多的东西还要靠自己去领悟，去学习。
自己总结了隧道工程的一些开挖方法，加上具体的现场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。
在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法（CD法)→交叉中壁法（CRD法）→双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、全断面开挖法
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。
适用条件：
(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。
(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表
全断面法施工特点
(1)开挖断面与作业空间大、干扰小；
(2)有条件充分使用机械，减少人力；
(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；
(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工
台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进
的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：
⑴初期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；
⑵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。
在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。
在围岩条件较好时，主要是考虑如何更好的发挥机械效率，保证施工的经济性，故只要考虑后一条件。
台阶开挖法的优缺点：台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。
但上、下部作业有干扰；台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。
尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全，但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
台阶开挖时应注意以下几点：
(1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。
微台阶基本上是合为—个工作面进行同步掘进；长台阶基本上拉开，干扰较小；而短台阶干扰就较大，要注意作业组织。
对于长度较短的隧道，可将上半断面贯通后，再进行下半断面施工。
(2)下部开挖时，应注意上部的稳定。
若围岩稳定性较好，则可以分段顺序开挖；若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺；若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。
(3)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。
(4)量测工作必须及时，以观察拱顶，拱脚和边墙中部位移值，当发现速率增大立即进行仰拱封闭。
3、环形开挖留核心土法
1、环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小于整个断面面积的50%
2、开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑，相邻钢架必须用钢筋连接，并应按施工要求设计施工锁角锚杆。
3、围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进行超前支护。
4、核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%
4、中隔壁法（CD法）
CD 法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道（Ⅳ级围岩）地段。
5交叉中隔壁法（CRD法）
是在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施
工；然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。
采用短台阶法难确保掌子面的稳定时，宜采用分部尺寸小的CRD法，该工法对控制变形是比较有利的。
CD 法是“Center Diaphragm”的简称，而CRD法则是
“Cross Diaphragm”的简称。
两者既有联系又有区别。
它们都用于比较软弱地层中而且是大断面隧道的场合。
而前者是在用钢支撑和喷混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法；后者则是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割闭合进行开挖的方法，是在地质条件要求分部断面及时封闭的条件下采用的方法。
因此，CRD法与CD法唯一的区别是在施工过程中每一步，都要求用临时仰拱封闭断面。
在CRD法或CD法中，一个关键问题是拆除中壁。
一般说，中壁拆除时期应在全断面闭合后，各断面的位移充分稳定后，才能拆除。
6、双侧壁导坑法
1、侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。
地质条件差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。
2、各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。
3、应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行另一侧开挖。
4、左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15米。
5、当开挖形成全断面时应及时完成全断面初期支护闭合。
6、中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐段拆除。