高速公路隧道新奧法施工技術(shù)探討

肖青

摘 要：本文以高速公路隧道施工中廣泛應用的“新奧法”為研究對象，探討該施工技術(shù)的特點及其在高速公路隧道施工中的應用。

關(guān)鍵詞：隧道施工；新奧法；技術(shù)要點

在高速公路的建設中，隧道的施工必不可少。盡管，修建隧道工程浩大，付出成本相對較高，但其卻能夠極大的縮減道路里程。在我國，盡管各種地質(zhì)狀況相當復雜，但伴隨交通事業(yè)的飛速發(fā)展，大規(guī)模，長里程的高速公路建設仍在不斷增加，因而，與公路隧道有關(guān)的建設產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景必將愈加廣闊。從全球范圍來看，幾乎所有國家的發(fā)展都離不開暢通的高速公路網(wǎng)對于經(jīng)濟的支持。高速公路工程建設無論在規(guī)模上還是在技術(shù)上，都顯示了人類隧道施工水平的提升[1]。

1 “新奧法”的原理、優(yōu)點和適用條件

什么是”新奧法“？就是新奧地利隧道施工法的簡稱，早在上世紀中葉，一位名為拉布西維斯的奧地利教授依照多年的隧道施工經(jīng)驗，同時根據(jù)巖體力學的理論支撐，提出了此法。直至當今，此方法仍是隧道施工的最主要方法，特別是針對那些圍巖相對軟弱的地區(qū)。

當開挖隧道之時，圍巖自身的應力都會慢慢加大，進而讓圍巖發(fā)生錯位、變形。不過，當開挖的面積增大，深度加深，圍巖的應力會在某一時間段內(nèi)降低，再往后，圍巖的錯位和變形的區(qū)域面積不斷增大，隨之，應力又逐漸增大?！毙聤W法“也就是根據(jù)圍巖應力變化的過程，在其降低之時做早期的保護支撐，以防圍巖的錯位和變形情況加劇。此方法將圍巖本身的承重能力恰當?shù)膽闷饋?，進而可以極大的減少在施工后期對于圍巖支撐防護的需求，與以往的施工方法相比，“新奧法”的支護成本幾乎減少了三成。

“新奧法”有很多優(yōu)點，總結(jié)起來就是其更為安全經(jīng)濟，能加快施工進度，對于地質(zhì)環(huán)境的適應力也更強。此法更加適用于一些較為堅硬的粘土地質(zhì)、中等巖體、一些膠結(jié)不強的砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r以及高應力環(huán)境下依舊堅硬的巖石，這些地質(zhì)的共同特點就是自穩(wěn)時間相對較長。

2 新奧法在高速公路隧道施工中的應用

2.1 應用新奧法進行隧道圍巖的支護

隧道的圍巖應力會根據(jù)隧道的施工開挖進程而重新分布，因而為保證卸載圍巖之后的強度不減，不斷加固圍巖是十分必要的。不過，在施工中，為了符合結(jié)果承重的要求，允許圍巖發(fā)生一定范圍內(nèi)的錯位以及變形，隨后可以在曲面施工之后構(gòu)成一個拱膜效應，致使最終的受力環(huán)區(qū)的形成。并且，還要對圍巖的錯位移動速度嚴密監(jiān)控，以防因其而導致的大范圍圍巖變形破碎。所以，在隧道支撐防護中務必采用新奧法中的隧道支護。實施支護時，初期先要采用錨噴，第二次支護當用模筑混凝土做襯砌處理。

一般而言，如果圍巖狀況尚可，做支護時當首選噴射混凝土的方法，同時使用錨桿做輔助穩(wěn)固；但是，如果圍巖的穩(wěn)定性不佳，就應當把錨桿固定作為首選方法，同時輔以混凝土噴涂以及加入鋼筋網(wǎng)固定。應用新奧法中的隧道支護技術(shù)，關(guān)鍵就是把圍巖本身當做了承載架構(gòu)的主要構(gòu)成。所以，當進行二次襯砌時，主要就是把它當做后期圍巖的壓力承載體以及飾面來用，因此，做二次支護之前，要先對圍巖的位移變形狀況以及首次的支護和隧道環(huán)境的變化情況進行綜合全面的考量。但是，不論所做的支護時首次的還是永久性的，一般都要使用薄殼結(jié)構(gòu)，其更加柔軟，可以減小襯砌變彎走樣，也減小撓曲斷裂的發(fā)生概率。

采用新奧法對圍巖實施支護的過程中要嚴密關(guān)注隧道巖石的軟硬程度。當?shù)貛r為軟巖覆蓋，說明隧道位于近地表，故而很難承載由于應力重新分布帶來的荷載，同時，由于覆蓋土層自身的重力很大，一般很難把握圍巖的變形。所以，將柔性支護應用于硬巖隧道的施工之中是有很大風險的，一旦發(fā)生了過度釋放會立即引發(fā)大面積坍塌。但對于圍巖屬于軟碎地質(zhì)狀況而言，隧道淺埋其中，也不能使用硬巖隧道里所使用的支護法，也就是不能對圍巖的變形做過于苛刻的控制，同時還要嚴防使用一次性的柔性支撐防護工作，而是應當首先在底層之中做預固定，隨后用剛強度較大的辦法做預支護，如此便可保障其發(fā)揮出更好的自承性能，讓支護效果更為理想[2]。

2.2 應用新奧法加強隧道施工的監(jiān)測

在隧道施工過程中使用新奧法，其中心工作就是實時監(jiān)測。通過監(jiān)測，知曉圍巖的穩(wěn)定情況、支護架構(gòu)的承重狀況以及支護結(jié)構(gòu)的變形以及受力變化，進而可以更為精確的明確實施支護以及襯砌的時機，保障施工符合設計需求，保障隧道工程的施工進度以及質(zhì)量和安全。所以，當隧道施工一旦開始實施，施工方就要從以下兩方面著手開展工作：

（1）針對圍巖的不同性質(zhì)采取不同措施，穩(wěn)定狀況不佳的要及時做支護處理，穩(wěn)定性尚可的當明確做支護的時機，及時噴射混凝土，并不斷加厚涂層，并將錨桿以及鋼筋網(wǎng)即時加入其中。第一次對圍巖做噴涂混凝土處理之后就要實時監(jiān)測噴涂層面的變形狀況。

（2）做好初期的支護施工以后，圍巖的變形會趨于穩(wěn)定，故而要增設模板，做好二次混凝土襯砌施工。對于新奧法而言，其特點就是將力學的計算，過往施工經(jīng)驗以及對于施工過程的嚴密監(jiān)控集于一體，這就讓隧道施工的整個過程都處于不斷地設計、勘察以及施工的步驟循環(huán)之中，這就要在地質(zhì)勘察的基礎上明確開挖實施的方案和進行各項支護的參數(shù)。

2.3 應用新奧法進行隧道的開挖施工

優(yōu)先采用光面爆破隧道開挖的方法很多，如礦山法、盾構(gòu)法，掘進機法等，但爆破手段都是不可缺少的。光面爆破是利用巖石抗劈裂能力低的特點，通過采用縮小周邊眼間距、嚴格控制周邊眼方向、限制裝藥量、正確設置起爆順序等措施，來避免周邊眼以外的圍巖受到破壞，達到預定效果。光面爆破能夠加快施工進度，降低成本。因此對采用新奧法施工的隧道工程而言，光面爆破能減少爆破對圍巖的擾動，同時使開挖輪廓線規(guī)則、平滑，這有利于保護圍巖，發(fā)揮圍巖的自承能力[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，對如何在高速公路隧道工程中加強新奧法施工技術(shù)的應用進行探討具有十分重要的意義。高速公路隧道施工企業(yè)必須緊密結(jié)合時代發(fā)展的需要，充分意識到新奧法在隧道施工中的重要性，結(jié)合工程實際，科學運用新奧法進行隧道圍巖的支護、隧道施工的監(jiān)測以及隧道的開挖施工，確保高速公路隧道工程質(zhì)量。

參考文獻：

[1]易麗萍.現(xiàn)代隧道設計與施工[M].中國鐵道出版社，2007.

[2]代高飛，應松，夏才初等.高速公路隧道新奧法施工監(jiān)控量測[J].重慶大學學報：自然科學版，2004（02）：132-135.

[3]馮忠華.高速公路隧道新奧法施工應用[J].交通世界（建養(yǎng)機械），2012（06）：282-283.