新奥法施工技术和方法
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。
隧道新奥法施工 新奥法施工技术
新奥法施工技术
新奥法施工技术
五、新奥法施工
3、分部开挖法
分部开挖法包括环形开 挖预留核心土法、侧壁导坑 法、中洞法、中隔壁法等。
1）环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法常
用于Ⅵ级围岩单线和V-Ⅵ级 围岩双线隧道掘进。
①
③
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②
②
①
③ ②
环形开挖留核心土法示意图
新奥法施工技术
新奥法施工技术
五、新奥法施工
短台阶法可缩短支护闭合时间，改 善初期支护的受力条件，有利于控制围 岩变形。缺点是上部出渣对下部断面施 工干扰较大，不能全部平行作业。
1
1
2
2
L
>(1~1.5)L
短台阶法示意图
新奥法施工技术
五、新奥法施工 3）超短台阶法
新奥法施工技术
1 1
2
2
L
3~5m
超短台阶法示意图
适用于Ⅴ-Ⅵ级围岩，一般为3-5m的台阶长度。 超短台阶法上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰 大，生产效率低，施工速度慢。
新奥法施工技术
新奥法施工技术
五、新奥法施工
1、全断面开挖法
➢ 适用条件 （1）I-Ⅲ级围岩，在用于Ⅲ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
1km，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
新奥法施工技术
新奥法施工技术
新奥法施工技术
一、新奥法的优点
（1）经济、快速
若以面积A为100m2，设计衬砌量B和超挖
新奥法施工技术要点分析
新奥法施工技术要点分析新奥法（New Austrian Tunneling Method，简称NATM）是一种用于盾构和掘进隧道的先进施工技术，由奥地利工程师约翰·汉孟克（Johann Halbmayer）于1964年发明并在奥地利阿尔卑斯山开始应用。
它通过动态调整地下结构和地质力学变化，使隧道更加稳定和安全。
以下是新奥法施工技术的要点分析：1.隧道支护结构的选择：新奥法技术的核心是结合地质力学原理和隧道结构设计，通过调整支护结构，使其能够适应不同地质条件下的变化。
根据地质情况和隧道尺寸，可以选择钢筋混凝土拱顶、支撑杆、锚杆、喷射混凝土或压力注浆等支护结构。
2.预测地质条件：在施工前进行详细的地质勘探和岩土工程测量，以充分了解地下结构和地质力学特征。
通过分析地质条件，可以预测可能出现的地质问题，例如地层变形、断裂、水位等，并为随后的施工做好准备。
3.适应地质变化：一旦施工开始，隧道地质条件可能会有所变化。
新奥法技术允许根据实时地质数据和监测结果对支护结构进行调整，以适应地质变化。
这种灵活性使得施工过程更加安全和高效。
4.地质监测和控制：在施工过程中，进行地质监测和控制非常重要。
这包括使用地质仪器和传感器实时监测地下位移、应力、温度、湿度等参数，以及通过控制爆破、注浆等手段减少地质灾害的发生。
5.施工过程控制：新奥法技术要求施工过程中进行严格的控制。
这包括根据隧道进度和地质情况调整支护结构的时间点和方式，避免过早或过晚进行支护；控制爆破和挖掘的速度和深度，以减少地质灾害发生的风险。
6.安全措施：施工过程中的安全措施非常重要。
新奥法技术强调施工人员的安全意识和培训，并采取必要的防护措施，例如安装临时支撑、提供逃生通道等，以确保施工过程中的安全。
7.持续改进：新奥法技术是一个不断进化的过程，从实际施工中不断总结经验和教训，并进行改进。
这需要施工团队具备持续学习和创新的能力，以提高施工效率和质量。
新奥法施工
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。
5、新奥法的钢架施工
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。
3）根据围岩级别，采用不同的初期支护，及 时施作密贴于围岩的柔性支护（如钢拱架、喷射 混凝土和锚杆等），以控制围岩的变形和松弛； 4）在软弱破碎地段，使断面及早闭合，从而 增加支护结构的刚度，有效地发挥支护体系的作 用，保证隧道的稳定性； 5）二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形 基本稳定的条件下修建，使围岩和支护结构形成 一个整体，从而提高支护体系的安全度。
由于单侧壁导坑法每步开挖的宽度较小，而且封 闭型的导坑初期支护承载能力大，所以它适用于断面 跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。
双侧壁导坑法
② ① ③ ① ③
② ①
适用于V～Ⅵ级围岩双线或多线隧道掘进。具有 控制地表沉陷好，施工安全等优点，但进度慢，成 本高。
3）中洞法 中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道中墙 混凝土，后开挖两侧的施工方法。
3、新奥法的应用范围
新奥法的适用范围很广，不同的地质条件—不 论是好岩石还是差岩石，都可以采用，甚至在土层 中都可以采用。 但是，在地下水很旺盛的地层中若要采用新奥 法，必须首先解决地下水的问题，否则开挖后的一 次支护就很难做。 各种不同深度均可采用新奥法。 各种不同形状、不同断面的洞室均能采用新奥 法。 目前，新奥法的隧道类型有铁路、公路、水工 隧洞、地铁以及几乎所有的其他地下工程。
地下结构工程施工技术第四章新奥法与锚喷支护
隧道施工的力学分析
围岩压力
围岩压力是隧道施工中的主要外力，其大小和分布对隧道施工的 安全性和稳定性有很大影响。
隧道支护结构受力分析
隧道支护结构是维持隧道稳定的重要措施，其受力分析是隧道设计 的重要依据。
隧道施工过程中的力学行为
隧道施工过程中的力学行为是一个动态变化的过程，需要根据实际 情况进行实时监测和分析。
隧道施工的稳定性分析
围岩稳定性分析
01
围岩稳定性是隧道施工安全性的重要保障，需要对围岩进行详
细的地质勘察和稳定性分析。
支护结构稳定性分析
02
支护结构是维持隧道稳定的重要措施，需要进行详细的结构设
计和稳定性分析。
施工过程稳定性分析
03
隧道施工过程中的稳定性分析是一个动态变化的过程，需要进
行实时监测和分析，以确保施工安全。
02 新奥法的基本原理
岩石力学的基本概念
岩石的物理性质
包括密度、孔隙率、含水量等，这些性质直接影响岩石的强度和稳 定性。
岩石的力学性质
包括抗压、抗拉、抗剪等强度指标，以及弹性模量、泊松比等弹性 指标，这些性质决定了岩石在受力时的行为和响应。
岩石的变形特性
岩石在受力过程中会发生变形，其变形特性包括弹性变形、塑性变形 和脆性变形等，这些变形特性对隧道施工的稳定性有很大影响。
锚喷支护技术的应用范围
01
隧道工程
在隧道施工中，锚喷支护技术常用于洞口段、浅埋段、断层破碎带等围
岩稳定性较差的地段，提供有效的支撑和加固作用。
02
地铁工程
在地铁施工过程中，由于地铁线路通常穿越城市繁华区域，周边建筑物
众多，采用锚喷支护技术可以减少对周边环境的影响，保障施工安全。
新奥法支护的施工方法
新奥法支护的施工方法摘要：一、新奥法支护的概述二、新奥法支护的施工原理三、新奥法支护的施工方法四、新奥法支护的施工注意事项五、新奥法支护的应用案例及效果分析正文：新奥法支护是一种先进的支护技术，广泛应用于我国隧道工程、地下矿山及城市地铁等领域。
新奥法支护以其环保、高效、安全的特点，赢得了广大施工单位的认可。
本文将对新奥法支护的施工方法进行详细阐述，以期为相关领域提供参考。
一、新奥法支护的概述新奥法支护，又称新型奥地利支护，是一种以岩石力学原理为基础，采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土等构件组成的支护体系。
它充分利用围岩自身的承载能力，通过锚杆与围岩的牢固连接，使围岩形成一个整体稳定的结构。
二、新奥法支护的施工原理新奥法支护施工过程中，首先对隧道或地下开挖区域进行测量，确定锚杆的布置位置。
然后进行锚杆孔的钻设，将锚杆插入孔内，并通过注浆使锚杆与围岩紧密结合。
接着安装钢筋网，喷射混凝土，最后进行混凝土养护，使支护结构达到设计强度。
三、新奥法支护的施工方法1.锚杆施工：锚杆施工主要包括锚杆孔的钻设、锚杆安装和注浆。
钻孔过程中，应根据设计要求控制钻孔的方向、深度和孔径。
安装锚杆时，要注意保持锚杆的顺直度，避免弯曲或损坏。
注浆材料可选用普通硅酸盐水泥或专用注浆料，注浆过程中应保证注浆压力和注浆速度的稳定。
2.钢筋网制作与安装：钢筋网应根据设计尺寸和网格间距加工而成。
安装时，将钢筋网平铺在开挖面上，用锚杆或钢筋将其固定。
钢筋网与锚杆的连接应牢固，以确保支护体系的稳定性。
3.喷射混凝土施工：喷射混凝土前，应清理开挖面上的杂物，使混凝土与围岩紧密结合。
喷射混凝土过程中，应控制喷射速度、喷射厚度及喷射角度，以确保喷射混凝土的均匀分布和良好的支护效果。
4.混凝土养护：喷射混凝土施工后，及时进行养护，以提高混凝土的强度和耐久性。
养护方法可采用喷水、覆盖塑料薄膜等。
四、新奥法支护的施工注意事项1.严格遵循设计要求，确保各项施工参数的正确性。
新奥法支护的施工方法
新奥法支护的施工方法摘要：一、新奥法支护的概述二、新奥法支护的施工原理1.支护结构设计2.支护材料选择3.施工工艺三、新奥法支护的施工步骤1.前期准备2.锚杆施工3.钢筋网片铺设4.混凝土喷射5.施工监测四、新奥法支护的施工注意事项1.施工安全2.质量控制3.环境保护五、新奥法支护的应用实例六、新奥法支护的发展趋势正文：一、新奥法支护的概述新奥法支护（New Austrian Tunneling Method，简称NATM）是一种地下洞室支护施工方法，起源于20世纪60年代的奥地利。
它采用锚杆与喷射混凝土相结合的方式，形成一种柔性、可靠的支护体系，广泛应用于隧道、地下室、基坑等工程领域。
二、新奥法支护的施工原理1.支护结构设计：根据工程地质条件、地下水位、工程用途等因素，设计合理的支护结构，包括锚杆布置、喷射混凝土厚度等。
2.支护材料选择：选用高强度、耐腐蚀的锚杆和喷射混凝土材料，确保支护结构的稳定性。
3.施工工艺：采用锚杆钻机钻孔，安装锚杆，然后利用喷射混凝土设备将混凝土喷射到锚杆周围，形成支护层。
三、新奥法支护的施工步骤1.前期准备：进行地质勘查，了解地下水位、地质构造等情况；清理施工现场，确保施工安全。
2.锚杆施工：根据设计图纸，采用锚杆钻机钻孔，安装锚杆，施加预应力。
3.钢筋网片铺设：在锚杆之间铺设钢筋网片，连接锚杆，提高支护结构的整体性。
4.混凝土喷射：利用喷射混凝土设备，将混凝土喷射到锚杆周围，形成支护层。
喷射过程中，控制混凝土的喷射速度和厚度，以确保支护层的质量。
5.施工监测：施工过程中，对支护结构进行监测，了解支护效果和施工安全。
如有异常情况，及时采取措施进行处理。
四、新奥法支护的施工注意事项1.施工安全：加强施工现场管理，严格遵守安全操作规程，防止事故发生。
2.质量控制：严格把控施工质量，确保支护结构的稳定性。
3.环境保护：施工过程中，加强环境保护措施，减少对周围环境的影响。
五、新奥法支护的应用实例新奥法支护在我国众多地下工程中得到了广泛应用，如地铁、隧道、基坑等。
公路隧道新奥法施工技术培训(附简图)
公路隧道新奥法施工技术培训（附简图）2017、11、15一、新奥法得基本概念新奥法就是应用岩体力学理论，以维护与利用围岩得自承能力为基点，采用锚杆与喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩得变形与松弛，使围岩成为支护体系得组成部分，并通过对围岩与支护得量测、监控来指导隧道施工与地下工程设计施工得方法与原则。
新奥法施工方法包括全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）与交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。
二、新奥法施工得要点（一）在隧道得整个支护体系中，围岩就是承载结构得一部分，施工中要合理利用围岩得自承能力，保持围岩得稳定；（二）隧道开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩得扰动或尽可能不破坏围岩得强度。
（三）允许围岩有一定得变形，初期支护应尽量做成柔性得，以便与围岩紧密接触，共同变形与共同承载，充分围岩得自身承载作用。
（四）洞室开挖后及时施作初期支护，封闭围岩表面，抑制围岩体得早期变形，待围岩稳定后，再进行二次衬砌，但遇软弱围岩特别就是洞口段衬砌要紧跟。
（五）隧道得几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构得计算条件，因此,要尽可能使结构做得圆顺(如做成圆形或椭圆形得),不产生突出得拐角,避免产生应力集中现象。
同时,尽早使衬砌结构闭合(封底)，以形成承载环；（六）对隧道周边进行位移收敛量测就是施工过程中必不可少得一个重要环节，从现场量测反馈信息及时修改设计与施工方案。
（七）对外层衬砌周围岩体得渗水，要通过足够得“排堵措施”予以解决，如在两层衬砌之间设置中间防水层等。
三、新奥法施工方法全断面法（一）全断面法得概念及适用条件全断面法全称为“全断面一次开挖法”，即按隧道设计断面轮廓一次开挖成型得方法，如图1所示。
全断面法常适用于Ⅰ～Ⅲ级硬岩得石质隧道，可采用深孔爆破施工。
图1 全断面施工方法1-全断面开挖；2-锚喷支护；3-模筑混凝土（二）全断面法得优缺点优点：较大得作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，工序少，干扰少，便于施工组织与管理，采用深孔爆破时，可加快掘进速度，对围岩得震动次数较少，有利于围岩稳定。
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新奥法施工技术和方法
在大量的地下工程实践中，人们普遍认识到，隧道及地下洞室工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。
即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护：若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。
这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。
在隧道及地下洞室工程中，围绕着以上核心问题的实践和研究，在不同的时期，人们提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系，每一种理论体系都包含和解决（或正在研究解决）了从工程认识（概念）、力学原理，工程措施到施工方法（工艺）等一系列工程问题。
一、隧道设计施工的两大理论
(1)松弛荷载理论其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载：不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。
这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。
这是一种传统的理论，其代表人物有泰沙基和普氏等人。
(2)岩承理论其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力：不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。
这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹、米勒-菲切尔、芬纳-塔罗勃和卡斯特奈等人.
由以上可以看出，前一种理论更注意结果和对结果的处理：而后一种理论则更注意过程和对过程的控制，即对围岩自承能力的充分利用。
由于有此区别，因而两种理论体系在过程和方法上各自表现出不同的特点。
新奥法是岩承理论在隧道工程实践中的代表方法。
二、新奥法New Austrian Tunnelling Method
目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。
新奥法的基本要点可归纳如下：
1．岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。
为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。
2．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。
3．为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。
另外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。
4．通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。
5．为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。
6．二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。
上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。
三、用一个弹簧来理解新奥法原理
1．洞室边缘某一点A在开挖前具有原始应力（自重应力和构造应力）处于一个平衡状态。
如同一根弹性刚度为K的弹簧，在P0作用下处于压缩平衡状态。
2．洞室开挖后，A点在临空面失去约束，原始应力状态要调整，如果围岩的强度足够大，那么经过应力调整，洞室可处于稳定状态（不需支护）。
然而大多数的地质情况是较差的，即洞室经过应力调整后，如不支护，就会产生收敛变形，甚至失稳（塌方），所以必须提供支护力PE，才能防止塌方失稳。
等同于弹簧产生了变形u后，在PE作用又处于平衡状态。
3．由力学平衡方程可知，弹簧在P0作用时处于平衡状态；弹簧在发生变形u后，在PE的作用下又处于平衡状态，假设弹簧的弹性系数为K，则有：
P0=PE+Ku
讨论：（1）当u=0时，P0=PE 即不允许围岩变形，采用刚性支护，不经济；
（2）当u↑时，PE↓；当u↓时，PE↑。
即围岩发生变形，可释放一定的荷载（卸荷作用），所以要允许围岩产生一定的变形，以充分发挥围岩的自承能力。
是一种经济的支护措施，围岩的自稳能力P=P0-PE=Ku；（3）当u=umax时，发生塌方，产生松驰荷载，不安全。
四、要点
1．围岩是受洞室开挖影响的那一部分岩（土）体，围岩是三位一体的即：产生荷载、承载结构、建筑材料。
2．隧道是修筑在应力岩体中的，具有特殊的建筑环境，不能等同于地面建筑。
3．隧道结构体系=围岩+支护体系。