新奧法施工講座_ppt

1、隧道施工監(jiān)控量測(cè)報(bào)告人: 教授級(jí)高級(jí)工程師xx交通科研設(shè)計(jì)院(交通部重慶公路科學(xué)研究所)隧道施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法2、隧道施工監(jiān)控量測(cè)3、工程病例xx交通科研設(shè)計(jì)院隧道專業(yè)介紹概況骨干人員:45人職稱:研究員6人 副研究員及高工14人 工程師13人 助理工程師8人 博士及碩士學(xué)位11人平均年齡:35歲涵蓋專業(yè):工程地質(zhì)、隧道結(jié)構(gòu)、隧道機(jī)電、交通工程等重慶交通科研設(shè)計(jì)院隧道專業(yè)介紹全國(guó)已建隧道628公里，我院參與276公里，占44%；全國(guó)現(xiàn)有公路隧道規(guī)范7部，我院主編6部，占85%；全國(guó)3公里以上特長(zhǎng)公路隧道22座，我院參與11座，占50%；隧道及道路交通工程2300公里；18項(xiàng)隧道及道路機(jī)電工

2、程施工總承包。重慶交通科研設(shè)計(jì)院隧道專業(yè)介紹學(xué)會(huì)及標(biāo)委會(huì)中國(guó)公路學(xué)會(huì)隧道工程學(xué)會(huì)掛靠單位中國(guó)公路標(biāo)委會(huì)隧道專委會(huì)掛靠單位榮譽(yù)全國(guó)青年文明號(hào)重慶市十佳班組全國(guó)百佳班組全國(guó)交通系統(tǒng)勞動(dòng)模范中國(guó)公路學(xué)會(huì)“百名優(yōu)秀工程師”工作重點(diǎn)公路隧道及地下工程研究、設(shè)計(jì)、施工監(jiān)控技術(shù)公路隧道病害診斷與處治技術(shù)水下沉管隧道關(guān)鍵技術(shù)公路智能監(jiān)控技術(shù)交通工程監(jiān)控技術(shù)研究交通工程檢測(cè)與控制設(shè)備開(kāi)發(fā)發(fā)展：50年代，30多座、總長(zhǎng)2.5km； 1979年，370座、總長(zhǎng)52km； 1993年，682座、總長(zhǎng)136km ； 在這以前多為1000m以下的低等級(jí)公路 2000年，1684座、總長(zhǎng)628km ；規(guī)模： 2003年預(yù)計(jì)

3、可達(dá)1800座、總長(zhǎng)可達(dá)750km 。 寬度(1017米，24車道) 向特長(zhǎng)隧道方面發(fā)展（5公里以上的特長(zhǎng) 隧道） 我國(guó)公路隧道發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)公路隧道發(fā)展現(xiàn)狀雙洞、連拱、小凈距) 水下(盾構(gòu)、沉管)水平：發(fā)展較快(新奧法應(yīng)用、建設(shè)規(guī)模、 地質(zhì)條件、機(jī)電系統(tǒng)) 差距較大(設(shè)計(jì)理念、光爆效果、初 支質(zhì)量、機(jī)械化施工、施工管理)新 奧 法第一部分隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.1 新奧法的基本概念 1.2 新奧法的力學(xué)特征 1.3 新奧法的設(shè)計(jì)院原則 1.4 新奧法與噴錨支護(hù)的關(guān)系1.5 新奧法及其技術(shù)特點(diǎn)隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.1 新奧法的基本概念 新奧法是由奧地利的地質(zhì)

4、專家L.V.Rabcewicz教授50年代總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)后所提出來(lái)的一套隧道設(shè)計(jì)、施工的新技術(shù)，1964年獲專利。 是新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱,它的英文名字是 (New Austrian TunnelingMethod) , 簡(jiǎn)寫（NATM）隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.1 新奧法的基本概念 新奧法的核心是最大限度地利用發(fā)揮圍巖的自承能力，圍巖不僅僅是荷載也是結(jié)構(gòu)的一部分而且是結(jié)構(gòu)的主要部分。在整個(gè)工程的設(shè)計(jì)、施工的過(guò)程中，以利用和發(fā)揮圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采取各種工程措施，使圍巖成為隧道承載體系的一部分。隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法 1.2 新奧法的力學(xué)特征 圍巖的

5、力學(xué)特征，根據(jù)巖體力學(xué)理論芬納公式（Fenner） 隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)抗力特征曲線 1、新奧法 1.2 新奧法的力學(xué)特征圍巖所需的抗力是變化的（與巖體本身、結(jié)構(gòu)剛度和支護(hù)時(shí)間有關(guān)）隧道圍巖變形是巖體內(nèi)能量的釋放過(guò)程。隧道圍巖壁面的變位（內(nèi)空變位量的大?。┠芊穹€(wěn)定是新奧法構(gòu)筑隧道是否安全與穩(wěn)定的指標(biāo)。隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法 1.3 新奧法的設(shè)計(jì)原則 最大限度地利用發(fā)揮圍巖的自承能力隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是要解決如何有效地控制變形問(wèn)題。應(yīng)在適宜的時(shí)機(jī)構(gòu)筑適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)，避免在圍巖中出現(xiàn)不利的應(yīng)力狀態(tài)。要早支護(hù)、柔支護(hù)隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.3 新奧法的原則 要

6、允許圍巖有一定的變形（也包括結(jié)構(gòu)的變形），這樣不會(huì)使圍巖和結(jié)構(gòu)承受過(guò)大的壓力。 要求支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖盡早地密貼，共同工作。隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.3 新奧法的設(shè)計(jì)原則 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，掌握圍巖應(yīng)力狀態(tài)和圍巖、支護(hù)變形發(fā)展趨勢(shì)，調(diào)整支護(hù)參數(shù)，力求獲得最適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)。 使圍巖形成力學(xué)上穩(wěn)定的支承環(huán)結(jié)構(gòu)。根據(jù)隧道圍巖力學(xué)概念和原則，進(jìn)行隧道的設(shè)計(jì)和施工，才能有效的充分地利用圍巖天然的自承能力，從保證隧道的安全、節(jié)省工程費(fèi)用。 不能頂著干！隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.4 新奧法與噴錨支護(hù) 1.4.1 噴錨支護(hù)不是新奧法。 1.4.2 噴錨支護(hù)是目前最簡(jiǎn)便、最經(jīng)濟(jì)、最有

7、效的快速柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)。 隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.4.3 噴錨支護(hù)是一種加固圍巖、抑制圍巖變形、利用和發(fā)揮圍巖自承能力的襯砌形式，具有支護(hù)及時(shí)、柔性、緊貼圍巖、與圍巖共同變形等特點(diǎn)，在受力條件上比整體式襯砌優(yōu)越，對(duì)加快施工進(jìn)度，節(jié)約勞力及原材料，降低工程成本等效果顯著，能保證圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定。 隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.5 噴射混凝土的作用機(jī)理 噴射混凝土支護(hù)，具有不需模板、施作速度快、早期強(qiáng)度高、密實(shí)度好、與隧道圍巖緊密粘結(jié)、不留空隙的突出優(yōu)點(diǎn)。隧道開(kāi)挖后及時(shí)施作噴混凝土支護(hù)，可以起到封閉巖面、防止風(fēng)化松動(dòng)、填充坑凹及裂隙、維護(hù)和提高圍巖的整體性、幫助圍巖發(fā)揮自

8、身的結(jié)構(gòu)作用、調(diào)整圍巖應(yīng)力分布，防止應(yīng)力集中，控制圍巖變形，防止掉塊、坍塌作用。 隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.5.1粘接作用 增加了圍巖切向方向的約束力，使圍巖與噴層共同作用。隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.5.2 彎曲壓縮作用 由于向內(nèi)產(chǎn)生徑向變位受到彎曲壓縮，對(duì)圍巖施加了徑向約束力。隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.5.3 抗剪切隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法 1.5.4 楔效應(yīng)，嵌入巖縫。 1.5.6 減少局部集中應(yīng)力。 1.5.7 防止發(fā)生風(fēng)化。隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.6 錨桿的作用機(jī)理 錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀體，錨桿支

9、護(hù)是通過(guò)錨入巖體內(nèi)部的錨桿，與巖體融為一體，達(dá)到改善圍巖的受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)加固圍巖、維護(hù)隧道穩(wěn)定的目的。錨桿對(duì)保持隧道圍巖穩(wěn)定、抑制圍巖變形發(fā)揮很好作用。利用錨桿的懸吊作用、組合拱作用、減跨作用、擠壓加固作用，將圍巖中的節(jié)理、裂隙竄為一體，對(duì)圍巖內(nèi)部位移有很好的約束作用，與噴混凝土連成成整體，從而發(fā)揮圍巖的自承能力。 不僅對(duì)硬質(zhì)圍巖，而且對(duì)軟質(zhì)圍巖也能起到良好的支護(hù)效果。隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.6 錨桿的作用機(jī)理 1.6.1 懸吊作用（可以把可能掉下來(lái)的巖塊固定起來(lái)） 1.6.2 組合梁作用，把水層巖體疊合組成組合梁（錨桿群） 1.6.3 縫綴作用，增加整體性（即增加裂縫之間的

10、摩擦力） 1.6.4 內(nèi)壓作用，向圍巖施加經(jīng)向的約束壓應(yīng)力 隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)成拱效果內(nèi)壓效果接縫效果懸吊作用 1、新奧法1.7新奧法技術(shù)特點(diǎn)1.7.1 光面和預(yù)裂爆破1.7.2 初期支護(hù)及時(shí)密貼1.7.3 軟弱圍巖地段及早閉合1.7.4 二次襯砌時(shí)間效應(yīng)1.7.5 斷面盡量圓順，避免應(yīng)力集中隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.7新奧法技術(shù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)以工程類比為主，必要時(shí)可輔以理論驗(yàn)算，按連續(xù)體計(jì)算并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)確認(rèn)和修改。即“理論導(dǎo)向、測(cè)試定量、經(jīng)驗(yàn)判斷”。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與施工隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.7新奧法技術(shù)特點(diǎn)考慮預(yù)留變形量施工方法與順序現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)1、新奧法1.8 信息反饋修改設(shè)計(jì)的內(nèi)容：施工方法變更的建議施工工序的更改預(yù)留變形量的修正設(shè)計(jì)參數(shù)的修改與確認(rèn)采用輔助施工措施的建議隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)第三部分工程病例隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)格柵拱下基腳懸空隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)格柵拱下基腳懸空隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)格柵拱下基腳懸空隧道新奧法設(shè)計(jì)及施工監(jiān)控量測(cè)格柵拱下基腳懸空格柵拱下基腳懸空格柵拱下基腳懸空初期支護(hù)采用模注混凝土初期