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摘要：新奥法广泛适用于建造铁路隧道、公路隧道、城市地下铁道、地下贮库、地下厂房及水电站输水隧洞和矿井井巷等。隧道工程是具有耗散结构性质和自组织机能，往往受多层次因素的影响，某些细小的变化便可以引起系统的突变。本文主要探讨新奥法在隧道施工中的应用。
关键词：新奥法；隧道施工；应用
新奥法原理摈弃了传统隧道工程中应用厚壁混凝土结构支护松动围岩的理论，把岩体视为连续介质，在粘、弹、塑性理论指导下，根据在岩体中开挖隧道后从变位产生到岩体破坏要有一个时间效应的性质，适时地构筑柔性、薄壁、能与围岩贴紧的支护结构来保护围岩的天然承载力，变围岩本身为支护结构的重要成分，使围岩与构筑的支护结构共同成为坚固的支承环，共同形成一个长期稳定的洞室。新奥法构筑隧道的主要特点是通过许多量测手段对开挖后隧道围岩的动态进行监测，并以此来指导隧道支护结构的设计和施工[1]。
1新奥法原理与定义
新奥法隧道施工是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工的方法和原则，可以归纳为“少扰动，早喷锚，勤量测，早封闭”。经过多年的实践，这种工艺的理论越来越成熟，但新奥法隧道施工并没有被完全的实施，存在各种问题。通过施工经验的总结，在这里提出一些存在的问题和不足及相应的解决方法，希望能起到参考的作用。
新奥法是新奥地利隧道施工方法（New Austrian Tunneling Method，简写 NATM）的简称。它是奥地利土木工程师 L.V.Rabcewicz 等在长期从事隧道施工实践中，于 20 世纪 60 年代从岩石力学的观点出发并在总结隧道建设实践经验的基础上创立的。当开挖面作为一个整体，应力重新平衡后，就可以很好的支撑起隧道结构[2]。如何使开挖面成为一个整体，新奥法提出了在开挖隧道后，在开挖面通过拱架、锚杆、钢筋网和喷射混凝土等柔性材料与岩石表面紧贴，从而使它成为一个整体，重新分配应力，然后通过监控量测，围岩地质观测对隧道施工进行微调，在完成初期支护围岩重新分配应力达到平衡后施作二次衬砌，二次衬砌并不是作为隧道的直接承载物，而是起到美观的作用。
2 新奥法原理及相对应的标准指导实际施工
1）新奥法首先要做的是地质调查工作，这分为两个阶段。对隧道地层地质情况的了解和掌握是隧道工程建设的关键。由于地质情况复杂多变，并且在隧道施工过程中对岩体造成了破坏，岩石的节理、裂隙很多因素决定岩石的应力变化，这就要求地质调查要严格仔细，并且要贯彻工程整个过程。
a.施工前地质调查阶段是从隧道工程设计阶段开始的，一直到施工方在施工组织设计和现场确认。包括Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩、Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩。在整个隧道的施工中，图纸提供的围岩级别较为准确，未发生围岩与设计不符的情况，很好的避免了地质灾害，未产生设计变更，影响施工计划和施工工期。在隧道施工中还采用了超前地质预报、超前钻探等方法，很好的指导了隧道施工。
b.施工中的地质调查紧跟隧道开挖面进行。隧道施工中地质调查是通过超前小导洞进行的，目的是能提前发现岩石地质情况，为设计变更、工法微调服务。施工中的地质调查是对施工前地质调查结果的检验和补充，这是新奥法的重要一环[3]。
2）施工及监测。使用监控量测信息来指导施工是新奥法的另一重要特点。
新标准对监控量测有了更详细的规定，从设计到施工到监理单位都有了具体的要求，对监控量测的人员、测点布置、监控时间、频率、监控点的埋设、所使用仪器都做了具体要求。根据这些要求，可以更好的做到新奥法中要求的使用监控量测信息指导施工。
在隧道的施工中，由项目部及下属的隧道架子队的测量人员组成监控量测小组，采用围岩收敛仪和全站仪进行量测，根据不同的围岩等级按不同的断面间距进行监控量测，每日量测后数据汇总整理，由量測小组、技术人员和现场管理人员根据量测数据对接下来的施工进行微调，保证监控量测的信息可以及时指导现场施工。
3新奥法隧道施工方法
采用新奥法进行隧道施工，常用方法大致分为三类：
3.1 全断面法
按照设计开挖面通过一次开挖成型，该法可以采用深孔爆破，常选用于ⅳ-ⅵ类硬岩的石质隧道。其开挖顺序是先进行开挖全断面，然后是支护锚喷，最后是灌筑砼衬砌。由于全断面开挖法施工作业空间比较大的，易于进行机械化作业，利用大型配套机械进行施工速度快，工序简单、干扰少，对施工的组织和管理比较方便[4]。缺点是每循环工作量相对较大，围岩相对稳定性由于开挖面积较大而降低，施工单位进行全断面开挖时应具有较强的开挖、出渣与运输及支护能力，且每次深孔爆破震动较大，对围岩的振动次数多，需严格控制爆破作业，进行精心的钻爆设计。
优点：一是采用烛钻爆施工效率高；二是采用深眼爆破提高掘进速度。采用全断面法开挖的施工流程是：首先通过移动式台车对全断面一次钻孔，装荷连线；其次把钻孔台车驾驶到 50m 以外的安全地带，进行引爆一次成型。利用钻孔台车出渣，清理完毕后把钻孔台车移动到开挖面，为下一个钻爆循环施工做准备，同时进行锚喷支护或先墙后拱衬砌。
3.2台阶法
将断面分成上半断面和下半断面两部分通过两次开挖施工成型为台阶法。开挖顺序是上半部开挖后采用拱部锚杆喷射砼支护，进行拱部衬砌；下半部通过对中央部分和边墙进行开挖，边墙开挖时进行锚杆喷射砼支护和衬砌[5]。对于ⅱ、ⅲ类较软而节理发育的围岩中多适用台阶法。超短台阶法：此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，上台阶仅超前 3-5m，断面闭合较快。短台阶法：适用于ⅱ、ⅲ类围岩，上台阶长度 5-50m，可改善初期支护受力条件，缩短仰拱封闭时间，但施工干扰较大，通常应采用辅助开挖措施稳定开挖面。为保证施工安全，当遇到软弱围岩时需慎重考虑。长台阶法：通常上台阶比下台阶超前 50m 以上，对上、下台阶进行施工时可以利用大型机械进行平行式作业，或者利用有限的大机械进行交替式开挖。
当对短隧道施工时，可以把上台阶全部挖通后，再对下台阶进行施工。利用长台阶法进行施工时干扰较少，可通过单工序进行作业。台阶开挖的特点在于：①台阶开挖不宜采用大型凿岩台车，而宜采用轻型凿岩机打眼。②台阶有利于开挖面的稳定性，台阶法开挖具有较快的施工速度和足够的作业空间。尤其是当上部挖通进行支护后，对下部作业起安全支撑作用。③缺点。通过台阶法进行施工时上、下部台阶相互干扰彼此的施工作业，这是台阶法施工的不足之处。台阶开挖会增加对围岩的扰动次数，应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
4 结语
当前的隧道施工技术中，容易看出新奥法给传统的隧道施工方法、施工技术甚至隧道设计理念带来了重大冲击。尽管如此，在过程施工中也不乏失败的案例，我国推行新奥法的情况仍然应该说是不尽如人意。造成失败的原因很多，除了施工管理、质量控制、相关技术掌握等方面的因素外，有时隧道工程师对新奥法的实质缺乏正确的理解也是不可忽视的原因，今后应认真理解应用新奥法施工技术，以便使其更好地为我国的隧道工程项目服务。
参考文献：
[1]李华.谈新奥法在隧道施工中的应用[J].山西建筑，2013，10：177-178.
[2]魏天刚.新奥法隧道施工技术[J].价值工程，2013，05：108-110.
[3]祝德龙.新奥法设计原理在隧道施工中的应用及主要施工工艺[J].四川建材，2013，02：208-211.
[4]陈宝.谈新奥法隧道施工技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013，02：107-108.
[5]蒋良山.新奥法施工技术在岚垭隧道浅埋层段中的应用分析[J].广东科技，2013，14：147-148.
关键词：新奥法；隧道施工；应用
新奥法原理摈弃了传统隧道工程中应用厚壁混凝土结构支护松动围岩的理论，把岩体视为连续介质，在粘、弹、塑性理论指导下，根据在岩体中开挖隧道后从变位产生到岩体破坏要有一个时间效应的性质，适时地构筑柔性、薄壁、能与围岩贴紧的支护结构来保护围岩的天然承载力，变围岩本身为支护结构的重要成分，使围岩与构筑的支护结构共同成为坚固的支承环，共同形成一个长期稳定的洞室。新奥法构筑隧道的主要特点是通过许多量测手段对开挖后隧道围岩的动态进行监测，并以此来指导隧道支护结构的设计和施工[1]。
1新奥法原理与定义
新奥法隧道施工是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工的方法和原则，可以归纳为“少扰动，早喷锚，勤量测，早封闭”。经过多年的实践，这种工艺的理论越来越成熟，但新奥法隧道施工并没有被完全的实施，存在各种问题。通过施工经验的总结，在这里提出一些存在的问题和不足及相应的解决方法，希望能起到参考的作用。
新奥法是新奥地利隧道施工方法（New Austrian Tunneling Method，简写 NATM）的简称。它是奥地利土木工程师 L.V.Rabcewicz 等在长期从事隧道施工实践中，于 20 世纪 60 年代从岩石力学的观点出发并在总结隧道建设实践经验的基础上创立的。当开挖面作为一个整体，应力重新平衡后，就可以很好的支撑起隧道结构[2]。如何使开挖面成为一个整体，新奥法提出了在开挖隧道后，在开挖面通过拱架、锚杆、钢筋网和喷射混凝土等柔性材料与岩石表面紧贴，从而使它成为一个整体，重新分配应力，然后通过监控量测，围岩地质观测对隧道施工进行微调，在完成初期支护围岩重新分配应力达到平衡后施作二次衬砌，二次衬砌并不是作为隧道的直接承载物，而是起到美观的作用。
2 新奥法原理及相对应的标准指导实际施工
1）新奥法首先要做的是地质调查工作，这分为两个阶段。对隧道地层地质情况的了解和掌握是隧道工程建设的关键。由于地质情况复杂多变，并且在隧道施工过程中对岩体造成了破坏，岩石的节理、裂隙很多因素决定岩石的应力变化，这就要求地质调查要严格仔细，并且要贯彻工程整个过程。
a.施工前地质调查阶段是从隧道工程设计阶段开始的，一直到施工方在施工组织设计和现场确认。包括Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩、Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩。在整个隧道的施工中，图纸提供的围岩级别较为准确，未发生围岩与设计不符的情况，很好的避免了地质灾害，未产生设计变更，影响施工计划和施工工期。在隧道施工中还采用了超前地质预报、超前钻探等方法，很好的指导了隧道施工。
b.施工中的地质调查紧跟隧道开挖面进行。隧道施工中地质调查是通过超前小导洞进行的，目的是能提前发现岩石地质情况，为设计变更、工法微调服务。施工中的地质调查是对施工前地质调查结果的检验和补充，这是新奥法的重要一环[3]。
2）施工及监测。使用监控量测信息来指导施工是新奥法的另一重要特点。
新标准对监控量测有了更详细的规定，从设计到施工到监理单位都有了具体的要求，对监控量测的人员、测点布置、监控时间、频率、监控点的埋设、所使用仪器都做了具体要求。根据这些要求，可以更好的做到新奥法中要求的使用监控量测信息指导施工。
在隧道的施工中，由项目部及下属的隧道架子队的测量人员组成监控量测小组，采用围岩收敛仪和全站仪进行量测，根据不同的围岩等级按不同的断面间距进行监控量测，每日量测后数据汇总整理，由量測小组、技术人员和现场管理人员根据量测数据对接下来的施工进行微调，保证监控量测的信息可以及时指导现场施工。
3新奥法隧道施工方法
采用新奥法进行隧道施工，常用方法大致分为三类：
3.1 全断面法
按照设计开挖面通过一次开挖成型，该法可以采用深孔爆破，常选用于ⅳ-ⅵ类硬岩的石质隧道。其开挖顺序是先进行开挖全断面，然后是支护锚喷，最后是灌筑砼衬砌。由于全断面开挖法施工作业空间比较大的，易于进行机械化作业，利用大型配套机械进行施工速度快，工序简单、干扰少，对施工的组织和管理比较方便[4]。缺点是每循环工作量相对较大，围岩相对稳定性由于开挖面积较大而降低，施工单位进行全断面开挖时应具有较强的开挖、出渣与运输及支护能力，且每次深孔爆破震动较大，对围岩的振动次数多，需严格控制爆破作业，进行精心的钻爆设计。
优点：一是采用烛钻爆施工效率高；二是采用深眼爆破提高掘进速度。采用全断面法开挖的施工流程是：首先通过移动式台车对全断面一次钻孔，装荷连线；其次把钻孔台车驾驶到 50m 以外的安全地带，进行引爆一次成型。利用钻孔台车出渣，清理完毕后把钻孔台车移动到开挖面，为下一个钻爆循环施工做准备，同时进行锚喷支护或先墙后拱衬砌。
3.2台阶法
将断面分成上半断面和下半断面两部分通过两次开挖施工成型为台阶法。开挖顺序是上半部开挖后采用拱部锚杆喷射砼支护，进行拱部衬砌；下半部通过对中央部分和边墙进行开挖，边墙开挖时进行锚杆喷射砼支护和衬砌[5]。对于ⅱ、ⅲ类较软而节理发育的围岩中多适用台阶法。超短台阶法：此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，上台阶仅超前 3-5m，断面闭合较快。短台阶法：适用于ⅱ、ⅲ类围岩，上台阶长度 5-50m，可改善初期支护受力条件，缩短仰拱封闭时间，但施工干扰较大，通常应采用辅助开挖措施稳定开挖面。为保证施工安全，当遇到软弱围岩时需慎重考虑。长台阶法：通常上台阶比下台阶超前 50m 以上，对上、下台阶进行施工时可以利用大型机械进行平行式作业，或者利用有限的大机械进行交替式开挖。
当对短隧道施工时，可以把上台阶全部挖通后，再对下台阶进行施工。利用长台阶法进行施工时干扰较少，可通过单工序进行作业。台阶开挖的特点在于：①台阶开挖不宜采用大型凿岩台车，而宜采用轻型凿岩机打眼。②台阶有利于开挖面的稳定性，台阶法开挖具有较快的施工速度和足够的作业空间。尤其是当上部挖通进行支护后，对下部作业起安全支撑作用。③缺点。通过台阶法进行施工时上、下部台阶相互干扰彼此的施工作业，这是台阶法施工的不足之处。台阶开挖会增加对围岩的扰动次数，应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
4 结语
当前的隧道施工技术中，容易看出新奥法给传统的隧道施工方法、施工技术甚至隧道设计理念带来了重大冲击。尽管如此，在过程施工中也不乏失败的案例，我国推行新奥法的情况仍然应该说是不尽如人意。造成失败的原因很多，除了施工管理、质量控制、相关技术掌握等方面的因素外，有时隧道工程师对新奥法的实质缺乏正确的理解也是不可忽视的原因，今后应认真理解应用新奥法施工技术，以便使其更好地为我国的隧道工程项目服务。
参考文献：
[1]李华.谈新奥法在隧道施工中的应用[J].山西建筑，2013，10：177-178.
[2]魏天刚.新奥法隧道施工技术[J].价值工程，2013，05：108-110.
[3]祝德龙.新奥法设计原理在隧道施工中的应用及主要施工工艺[J].四川建材，2013，02：208-211.
[4]陈宝.谈新奥法隧道施工技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013，02：107-108.
[5]蒋良山.新奥法施工技术在岚垭隧道浅埋层段中的应用分析[J].广东科技，2013，14：147-148.