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摘要：新奥法是奥地利人L.v.Rabcewicz 根据本国多年隧道施工经验总结出的一种施工法。六十年代新奥法被介绍到我国，七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今在所有重点难点的地下工程中都离不开新奥法的身影。地下水封洞库是我国正在大力推广实施的战略石油储备重点工程。由于设计和施工的复杂性，建设地下水封洞库多采用新奥法施工。本文结合新奥法在烟台LPG地下水封洞库工程的应用，讨论了大型地下水封洞库开挖、锚喷支护设计、监测等关键问题，论述了新奥法体系在项目中取得的成就、不足之处及前景展望。
关键词：新奥法；地下水封洞库；锚喷支护系统；前景展望
1 工程概述
烟台LPG地下水封洞库设计库容100万m³，按储存介质分为三个洞库，其中液化丙烷库50万m³，液化丁烷库25万m³，LPG库25万m³。丙烷库、液化丁烷库、LPG库各有3条主洞室。LPG、丁烷主洞室截面尺寸18m×26m、丙烷主洞室22m×26m，截面形状为马蹄形，各洞室长度157m—480m不等。主洞室所处岩体主要为中粗粒黑云母二长花岗岩，呈块状结构。主洞室围岩以Ⅱ、Ⅲ级为主，约占主洞室区围岩的80%，Ⅳ级围岩较少。该工程采用新奥法施工。新奥法主要原则为：
（1）充分保护围岩，减少对围岩的扰动。
（2）充分发挥围岩的自承能力。
（3）尽快使支护结构闭合。
（4）加强监测，根据监测数据指导施工。
下面通过烟台LPG地下水封洞库开挖、锚喷支护设计、监测三个方面论述新奥法原则的应用。
2 烟台LPG地下水封洞库开挖方式
烟台LPG地下水封洞库主洞室高度为26m，分顶层、上、中、下共4层进行开挖，第一层高度为8m，下三层为6m，这种开挖方式减小了对围岩的扰动，对爆破洞室成形效果也有较好的控制。
3 烟台LPG地下水封洞库锚喷支护体系工程质量评估
洞库开挖过程中根据不同的围岩等级，分别采用了、系统锚杆－钢纤维喷射混凝土支护、系统描杆－挂网钢纤维喷射混凝土支护和顶拱部加钢筋格构梁－钢纤维喷射混凝土支护等3种支护型式，详情参见表1。
备注：表1为丙烷主洞室系统锚杆参数，LPG、丁烷主洞室系统锚杆长度为5 m。
锚喷支护体系分第一次支护和永久性支护。第一次支护一般情况在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成，作业内容包括：一次喷射混凝土（干喷）、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土。布置系统锚杆后，加固了深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后混凝土层达到设计厚度（一般为10-15cm），并将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。第一次支护后，围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱）。
4 烟台LPG地下水封洞库监测体系质量评估
由于岩体生成条件与地质作用的复杂性，施工条件的复杂性，以及对工程设计参数的精确要求，要通过许多量测手段，在施工过程中对围岩动态和支护结构工作状态和支护结构工作状态进行监测。并用监测结果修改初步设计，指导施工。
烟台万华地下洞库监控量测主要包括以下6种数据：
a.地表沉降
b.围岩收敛
c.围岩内部位移
d.锚杆应力
e.接触应力
f.水位测量
在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量，依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。
这种全方位的量测结果可以作为施工现场分析参数和修改设计的依据，能够预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然提到施工的安全程度。
5烟台LPG地下水封洞库建设需注意的关键问题
（1）安装锚杆时，个别锚杆孔出现渗水现象，水泥砂浆锚杆在有渗水的锚杆孔已失去粘结作用，这为施工质量埋下了隐患。
（2）水封洞库依靠稳定的地下水位形成的密封作用来储藏原料，其渗漏水的控制和防治十分重要。应根据围岩地下水发育情况和渗流特征，采用防堵结合的渗漏水控制方法，新奥法在这一方面没有较多的涉及。
（3）干喷混凝土工艺对工程环境影响较大，如对施工人员眼睛及呼吸系统会带来一定的损害等，湿喷混凝土虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，支护岩体效果较差。
6 结束语
烟台LPG地下水封洞库建设项目建成以后受到了多方的赞扬。该洞库项目是新奥法在众多高难度建设项目使用中取得的成就之一，近20多年来国内外地下工程建设经验表明，新的支护理念主要包含：
（1）应最大限度的利用围岩的自承能力；
（2）应充分发展支护和围岩的共同作用；
（3）应有改造和加强围岩岩体功能强度的功能；
（4）基于监控量测、施工地质调查的信息化设计与施工方法。
烟台LPG地下水封洞库工程实践成功证明新奥法在这几个方面有着很大的优越性。从发展的趋势可以看出，今后的支护技术更能体现上述的4个原则。笔者相信，经过工程技术人员和科技工作者的共同努力，一定可以把新奥法不断完善，在我国的地下工程中发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1] 程良奎.地下水封石洞油库锚喷支护体系的思考与展望 [J].长江科学学院院报，2014，31（01）：103 － 109.
CHENG Liang-kui．Considerations and Prospect of Anchor-Shotcrete Support for Underground Water-sealed Cavern [J].Journal of Yangtze Ｒiver Scientific Ｒesearch Institute，2014，31（01）：103 － 109.
[2] 夏喜林.关于建造LPG地下水封岩洞储库的几个问题 [J].油气储运，1997（7）16，28 一 31.
Xia Xi-lin：Some Problems on the Constr uction of LPG Underground Rock Caverns[J]，Oil & Gas S- torage，1997（7）16，28 一 31.
[3] 程良奎.岩土锚固的现状与发展［J］．土木工程学报，2001，34（3）：7 － 12．
CHENG Liang-kui． State and Development of Ｒock-Soil Anchorage[J].Chinese Journal of Civil Engineering，2001，34（3）：7 － 12．
论文作者:周广纯
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/18
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