山岭隧道的常规施工方法为矿山法(因最早应用于采矿坑道而得名)。在矿山法施工中,多数要采用钻眼爆破进行开挖,故又称为钻爆法。
矿山法中又分为传统矿山法和新奥法。
(一)传统矿山法
传统矿山法是人们在长期的施工实践中发展起来的。它是以木或钢构件作为临时支撑,待隧道开挖成形后,逐步将临时支撑撤换下来,而代之以整体式厚衬砌为永久支护的施工方法。
木构件支撑目前已经很少使用。钢构件支撑具有较好的耐久性和对隧道形状的适应性等优点,施工中可以不予撤换,也更为安全。
钢构件支撑类似于地上的“荷载-结构”力学体系。它作为一种维持隧道稳定的措施,是很直观和奏效的,也容易被施工人员理解和掌握。
(二)新奥法
随着隧道工程理论及施工工艺的不断发展,人们逐渐深刻地认识到隧道是围岩和支护组成的体系,应充分地保护围岩,发挥围岩自身的承载能力,维护围岩的稳定性。隧道设计和施工与隧道的围岩条件密切相关,只有充分掌握隧道的围岩条件,才能有合理的隧道设计与施工。(www.xing528.com)
于是20世纪50年代,奥地利学者拉勃塞维兹提出了新奥法的概念,即新奥地利隧道施工方法的简称,原文是“New Austrian Tunneling Method”,简写为NATM。
新奥法是以既有的隧道工程经验和岩体力学的理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为支护手段,便于充分发挥围岩的自承能力,通过监测反馈回来的信息对支护参数进行调整,从而更好地控制围岩的变形。这种施工方法经过奥地利、瑞典、意大利等国家大量隧道与地下工程实践和理论研究及科学论证,于20世纪60年代取得专利权并正式命名为新奥法(NATM)。之后新奥法在欧、美和日本等国家隧道与地下工程中获得极为迅速的发展,已成为现代隧道工程新技术标志之一。
目前,新奥法已经成为在软弱破碎岩体中修建隧道的一种基本方法,技术经济效益显著。
新奥法与传统的矿山法相比,不仅仅是手段上的不同,更重要的是对围岩的认识有了更深刻的理解,并且在支护结构设计理念上与传统矿山法有很大的不同,是人们对隧道及地下工程认识和理解的深化。
不能单纯地将新奥法仅仅看成是一种施工方法或是一种支护方法,也不应片面地理解为仅用锚喷支护就是采用新奥法了,事实上喷锚支护并不能完全表达新奥法的含义。新奥法是既包括隧道工程设计、又包括隧道工程施工,贯穿于隧道工程整个过程的基本指导思想和基本原则。
新奥法是应用岩体力学的理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚喷支护为主要支护手段,能及时地进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩亦成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护结构的测量、监控来及时而正确地指导隧道和地下工程设计施工的方法与基本原则。
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