建Ｉ筑Ｉ工ｉ程 科 浅谈隧洞新奥法施工 祝刚－孙远２ （１、鸡西市水务局，黑龙江鸡西１５８１００ ２、牡丹江热电有限公司，黑龙江牡丹江１５７０００） 摘要：随着新奥法在地下工程中应用越来越广泛。人们对新奥法的认识也越来越深入，对新奥法的认识和应用都基于以下两点：一是利用围 岩自身自稳情况指导支护，要求爆破时减少对围岩的扰动，确定合理开挖方式，以确保围延自稳；二是优化支护参数，适时支护；勤观测，知道开挖并 检查支护参数的舍理性。 关键词：新奥法；减少扰动；合理开挖；勤观测 的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全 喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩 的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超 新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可 紧粘在一起共同作用，由于喷锚支护具有一定 前支护（预支护），然后再开挖。 柔性，可以和围岩共同产生变形，在围岩中形 以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以 在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设 利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的 成一定范围的非弹性变形区，并能有效控制允 仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测 变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要 许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能 量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态， 的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土 力得以充分发挥。另一方面，喷锚支护在与围 以及支护抗力与围岩的相适应程度。 的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性 岩共同变形中受到压缩，对围岩产生越来越大 次支护后，在围岩变形趋于稳定时。进 和有效性。 的支护反力，能够抑制围岩产生过大变形，防 行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是 在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护 止围岩发生松动破坏。 补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到 能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降 ２新奥法的主要支护手段与施工顺序 提高安全度和整个支护承载能力增强的作用， 新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要 而此支护时机可以由监测结果得到。低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的 支护手段。因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔 稳定性。 对于底板不稳，底鼓变形严重，必然牵动 １．２封闭性 性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构， 侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底，形成 由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密 允许围岩又一定的协调变形，而不使支护结构 封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。 粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化 承受过大的压力。 ３新奥法适用范围 作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的 施工顺序可以概括为：开挖—＋一次支护一 （１）具有较长自稳时间的中等岩体： 潮解和膨胀，保护原有岩体强度。 二次支护。 （２）弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾 巷道开挖后，围岩由于爆破作用产生新的 ２．１开挖。 岩； 裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有 开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、 （３）强风化的岩石； 可能产生变形或塌落。当喷射混凝土支护以较 爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作 （４）刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩； 高的速度射向岩面，很好的充填围岩的裂隙， 业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能 （５）坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土； 节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。 （提高 力，第一次支护工作应尽快进行。为了冲分利 （６）微裂隙的，但很少粘土的岩体； 围岩的粘聚力ｃ和内摩擦角）。同时喷锚支护 用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破 （７）在很高的初应力场条件下，坚硬的和 起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩 （控制爆破）或机械开挖，并尽量采用全断面 可变坚硬的岩石。 层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使 开挖，地质条件较差时可以采用分块多次开 ４新奥法的缺点 裂隙张开，导致围岩失去稳定。 挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式 （１）实施不仅要求有良好的施工组织和管 １＿３粘结性 确定。岩质条件好时，长度可大一些，岩质条 理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练， 喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结可 件差时长度可小一些，在同等岩质条件下，分 没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每 块多次开挖长度可大一些，全断面开挖长度就 个人的仔细操作有关； 以产生三种作用： ５ （１）联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘 要小一些。一般在中硬岩中长度约为２～２．（２）开挖暴露出的地质会立即改变其状 ８～ｌ米。 态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便 结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠 米，在膨胀性地层中大约为０．落，则引起临近岩块的联锁反应，相继丧失稳 ２．２第一次支护作业包括：一次喷射混凝 发现问题； （３）用能控制的施工最测。往往给施工带 定，从而造成较大范围的冒顶或片帮。开巷后 土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土 如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和 在巷道开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝 来不便； 抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个 土（３～５ｒａｍ），为争取时间在较松散的围岩掘 （４】干喷射带来的灰尘以及由于易受化学 进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行 别威岩活石滑移和坠落，从而保持围岩的稳定 药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防 性。 的，待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混 护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件 下，不如干喷那样有效的支护岩体。 （２）复和作用，即围岩与支护构成一个复 凝土完成后再出渣。 合体（受力体系）共同支护围岩。喷锚支护可 按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在 新奥法施工是从实际经验中总结出来的， 以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力，同时 围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载 又在不断实践经验中得以丰富其内容和进一步 与围岩形成了一个共同工作的力学系统，具有 拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久 发展，新澳法施工在我国推广以来，经过几十 把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用，从根 支护的一部分。复喷后应达到设计厚度（一般 年的发展，取得了较大的成就。不可否认，新 为１０～１５ｍｍ），并要求将锚杆、金属网、钢拱 奥法也存在不少缺点，不过经过工程技术人员 本上改变了支架消极承担的弱点。 （３）增加作用。开巷后及时继进行喷锚支 架等覆裹在喷射混凝土内。 和科技工作者的共同努力一定可以把新奥法不 完成第一次支护的时间非常重要。一般情 断完善，在我国的现代化建设进程中发挥更加 护，一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消 除因岩面不评引起的应力集中现象，避免过大 况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内 重要的作用。 的应力集中所造成的围岩破坏；另一方面，使 完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后 巷道周边围岩由双方向受力状态，提高了围岩 三小时内完成，主要由施工条件决定。 在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层 的粘结力ｃ和内摩擦角，也就是提高了围岩 （如风华花岗岩）中开挖巷道，为了延长围岩 责任编辑：胡明月 的强度。 １新奥法施工特点 】．】及时性 １．４柔性 一一一２４５—