[科普中国]-新奥地利隧洞施工法

简介

新奥地利隧洞施工法，简称新奥法（NATM），是奥地利学者L.V.拉布采维茨等人于50年代初期创建，并于1963年正式命名的，涉及隧洞设计、施工以及管理等方面一整套的工程技术方法。掌握最佳支护(见隧洞开挖)时机，在隧洞开挖后岩体松弛前，让围岩产生一定量变形，但又不至发展到有害程度之时，就用喷混凝土等措施加以支护，使围岩形成一层环形柔性薄壁支护结构，如遇过大的围岩压力。则增加锚杆加固，使围岩与支护紧密结合，构成一个整体的承载环。新奥法虽然还没有完整严密的理论叙述，但其主要内容是：

①理论建立在岩石力学基础上，并考虑了围岩在隧洞开挖时的空间和时间效应。

②在设计上把支护与围岩作为整体看待，充分发挥围岩的自身承载能力，并以围岩起主导作用作为选择支护型式的依据。

③在施工中尽量保持围岩原有强度1。

岩体破坏岩体破坏是在岩层应力(压应力、拉应力或剪切应力)超过极限强度后出现的现象。隧洞开挖中围岩应力的大小除与岩性有关外，还受洞线走向、洞室断面、开挖方法、支护措施以及支护时间的影响，只要支护及时，措施得当，多数围岩即使是不良地质构造的破碎地段，也具有一定承载能力2。

新奥法的三个支柱喷混凝土、锚杆支护和现场量测称为新奥法的三大支柱。它除能发挥喷混凝土和锚杆支护的优越性外，又能通过量测手段修改设计、施工和监测围岩应力状况及时预先报警。喷混凝土支护是新奥法最常用的手段，它既有一定刚度，能限制围岩变形的自由发展，又有一定柔性适应围岩一定量变形。喷混凝土与围岩造成的承载环，在受剪力状态下工作，除能充分发挥围岩的承载潜力外，在与围岩同步变形的同时，还可形成一定反力提高围岩强度，有助于维护围岩稳定。锚杆是在围岩力过大时进行的二次加固支护。隧洞开挖后的最佳支护时机和是否需要几次.支护，均需通过现场量测，观察围岩变位的收敛程度后决定1。

新奥法的优点①维护围岩稳定、保证施工安全。

②充分利用围岩的自身承载能力，降低了对支护结构的要求，异锚喷支护适应性强，施工速度快，有利于洞内各工序之间的平行流水作业。

③根据现场量测预报，随时调整设计和施下方案。

④与传统的隧洞设计施工方法相比，节约材料，减少开挖量。降低工程造价2。

总结新奥法是1948年奥地利岩土力学家L.V.拉布采维兹提出的，1962年在萨尔茨堡召开的第八届国际土力学会议上正式通过。1964年11月，拉布采维兹发表第一篇关于新奥法的论文，但它的理论和实践总结还停留在不系统和片断资料状态，直到1975年才提出“新奥法”的综合介绍。当时这个命名还没有成为国际上通用的学术用语。如1978年11月在由法国隧洞技术协会召开的加固隧洞会议上称为“收敛约束法”1979年在美国亚特兰大召开的隧洞快速掘进会议上称为“欧洲隧洞掘进法”。直至20世纪80年代，新奥法的名称在国际上才逐渐统一，并在各国地下工程设计施工中得到迅速发展3。