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新奥法施工技术在目前公路隧道建设中得到了广泛应用,是一种先进的技术手段,可以改善以往公路隧道施工技术应用中存在的问题,对提升整体施工质量有着积极的影响,该技术的应用优势较为明显,但是在实际应用的过程中还存在许多问题,需要根据施工需求对技术进行优化和完善,进一步提高新奥法施工技术的应用效果,保证公路隧道的建设质量。
一、新奥法施工技术
上世纪六十年代新奥法开始出现,其全称是新奥地利隧道修建方法,产生于地下建筑物的施工实践。可以说新奥法总结了大量的地下建筑施工经验和教训,以岩体力学理论和隧道工程经验为基础,其主要支护手段结合了喷射混凝土和锚杆,并且对围岩的变形进行严格的变形监测控制,从而充分发挥围岩的自承能力。意大利、瑞典、奥地利等国都对新奥法施工技术进行了理论研究和实践。上世纪六七十年代,日本、美国、欧洲等国的地下工程和隧道工程中都积极应用新奥法,取得了较好的应用效果。
根据新奥法,隧道结构的主要承载部分是围岩。开挖之后应该加固围岩,才能保证开挖卸载之后围岩不会失去原有的强度。在进行隧道围岩支护时,应该尽可能的减少围岩卸载位移的程度。在进行隧道围岩支护时,为了产生受力环区,必须允许围岩产生一定的变形。但是如果围岩出现过大的变形,就可能出现严重松弛卸载,因此要对围岩位移的程度进行严格的控制。初次支护的作用是对围岩的资产状态进行保持,而非对围岩所失去的承载力进行承担,因此初次支护时要避免严重卸载和松弛。应该选择合适的时机来施做初次支护控制围岩的变形和松弛,避免过早或过晚。为了达到较好的支撑效果,应该相应的延迟初次支护的施做时间,使开完之后围岩也能够产生适当的变形,从而形成承力保护区。在评定围岩的自稳时间时,不仅要调查围岩的地质条件,还要结合两侧隧道顶部及周边的位移变形情况。喷射混凝土具有与围岩密贴、受力快、可填平凹凸面的特点,因此在初次支护中被广泛的使用。初次支护之后还可以应用钢拱架、钢筋网和锚杆。喷射混凝土的整体结构效应为薄壳,具有良好的可收缩性能和可塑性 。
二、公路隧道新奥法施工技术的实际应用
1、隧道围岩的支护施工
在进行公路隧道的开挖施工时,隧道围岩承受的作用力和结构应力的分布情况会处于一直变化的情况,想要保证隧道围岩的稳定性,则需要对其进行固定支护操作,确保在施工完成后,围岩可以起到支撑作用。新奥法施工技术在应用的过程中,围岩可以出现一定的位移和变形情况,这样才能将曲面的拱模作用发挥出来。在此期间,需要对围岩的移动进行管理和控制,将移动速度控制在合理的范围内,避免出现移动过快的情况而影响围岩的稳定性。在应用新奥法施工技术时,需要做好围岩构架施工作业,对其进行有效保护。
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在实际开展固定支护施工时,通常都会采用锚喷方法对围岩进行前期支护操作,在使用混凝土材料对围岩进行砌筑,建立一个完善的固定支护结构,同时应用水泥喷射机做好施工材料的搅拌工作,并将材料喷射到围岩表面。围岩支护效果与围岩状况有着密切关系,若围岩状况较好,以上操作就可以完成固定支护施工,若围岩状况较差,则需要以锚杆为主体进行支护施工。在对围岩进行第二次衬砌支护时,使用水泥喷射机来对围岩进行装饰,提高围岩的荷载力。实际施工之前需要对隧道的实际施工情况进行掌握,结合具体情况实现新奥法施工技术的合理应用,选择用薄壳型柔体构件作为围岩支护结构,避免在实际支护施工时出现变形的情况,在外界作用力的影响下也可以避免出现断裂现象。
在进行隧道围岩保护性支护时要对隧道岩石的软硬性能进行密切的关注,以此为依据选择不同的支护方式。如果施工现场属于软岩地层,不能抑制施工形变,为了避免柔性支护模式造成的意外隐患,就不能选择新奥法模式。这是由于软岩地层隧道下部地层与地表距离较近,不能承受二次分布的应力负载,而且上部土层会产生较大的重要压力,不能有效地对施工产生的形变进行抑制。假如使用柔性支护模式,如果卸支过快很容易造成隧道坍塌。因此新奥法主要适用于硬岩隧道施工。
2、 保证隧道开挖作业施工中的规范性
新奥法施工技术在实际应用时,要做公路隧道开挖过程中的监测工作,这是施工中的重要环节,可以保证隧道支护构架应用效果的发挥,提高隧道围岩应用过程中的稳固性,要确定好支护时间,掌握施工要点,保障隧道工程的稳定性和安全性。因此在开挖作业完成之后要做好以下工作。
(1)如果隧道围岩不稳定,要及时对其进行支护。如果围岩稳定性较好,则要保障之后的即时性,并对其进行喷射支护。要逐渐的增加喷射厚度,并实时添加锚杆和钢筋网。在完成初次衬砌混凝土喷射之后,应该在第一时间内监测喷层的变形情况。
(2)在完成初期支护之后,围岩的变形相对稳固,此时可以设置模板,并开始二次混凝土衬砌。新奥法施工技术必须将施工经验、力学计算和施工监测结合起来,将施工、设计和勘察几个环节结合起来。地质的初步勘查为基础,结合数学计算和施工经验进行预设计,对支护参数进行预设定。在施工的过程中要布置严密的监控测试系统,准确的把握围岩的开挖和支护中的各种情况,间接性描述支护的稳定性和作用,并在施工过程中进行反馈 。
结语:新奥法是一种行之有效的现代施工技术,已经在我国的很多公路隧道施工中得到了应用,其施工效果也得到良好的验证。在公路隧道的施工过程中应该根据实际情况来选择合适的施工技术,积极运用新奥法来开展隧道工程的施工检测、隧道围岩支护和开挖施工,进一步提高我国公路隧道工程的施工质量,降低施工成本。
参考文献:
[1]涂颖霞.新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用[J].科技致富向导,2014(30):311.
[2]鞠天祥.新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用[J].交通建设与管理,2014(8):60-61.
[3]李军涛.浅谈公路隧道新奥法施工技术与管理[J].科技资讯,2014,12(7):169-170.
论文作者:李慧
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
标签:围岩论文; 隧道论文; 新奥论文; 施工技术论文; 公路论文; 情况论文; 混凝土论文; 《中国西部科技》2019年第10期论文;