基本介紹
- 中文名：新奧法掘進
- 外文名：The new Austrian tunneling
- 學科：採礦工程
- 領域：能源
- 範圍：地下採礦
- 釋義：一種隧道設計和施工的方法
簡介,發展簡史,基本原理,施工要點,歷史和發展,新奧法的實質,
簡介
新奧法掘進是一種隧道設計和施工的方法。根據奧地利土木學會地下空間專門委員會的定義:“新奧法是以在地下空間周圍岩(土)體中形成圓環狀承載結構體為目的的施工方法”中國把這種方法稱為二次支護法或監控施工法，簡稱新奧法。
發展簡史
奧地利學者臘布希維茨教授於1956-1958年在委內瑞拉首先套用新奧法的基本原理，設計和修建了一條公路隧道。
1964年臘布希維茨將上述施工方法加以總結和公開發表。並命名為新奧地利隧道施工法。70年代新奧法成為歐洲隧道施工的主要方法。日本從1976年以來在鐵路隧道的開工中套用了新奧法，80年代國中國在隧道、捷運和礦山工程中推廣使用了新奧法。
新奧法的基本原理和要素與岩石力學中圍岩和支護相互作用原理相符、新奧法在設計理論上還不不成熟，1978年法國學者提出了“收斂約束(限止)法”，這是對新奧法支護設計方法的重要發展。
基本原理
新奧法主要套用於軟岩隧道施上，重點在支護方面:其基本原理是:圍岩本身具有自承能力。能起承載環作用，因此，正確的設計施工方法是最大限度地發揮圍岩的自承能力，使圍岩成為支護的重要組成部分，便可以使施工得到良好的經濟效益。
施工要點
主要包括：
(1)隧道開挖後要及時進行一次支護。支護應密貼圍岩甲並儘可能封閉圍岩，防止圍岩鬆弛和性質變壞。傳統的支護方法很難滿足要求。因此通常採用錨噴支護作為一次支護。
(2)一次支護後進行位移監測，直到圍岩位移基本穩定為止，測出圍岩自穩時間和最大位移值。
(3)根據實測資料設計二次支護，圍岩基本穩定後架設二次支護，用以增加隧道的安全度和剛度，如果圍岩不自穩或一次支護產生破壞，便要修改原設計。
新奧法創始人之一的謬勒教授根據新奧法的基本原理歸納了新奧法施工的基本原則，其主要內容包括：
(1)支護與圍岩要成為整體的結構物，因此支護要緊貼局岩，不應有很大空隙，最好用噴射混凝土支護。 (2)開挖時避免對岩體過多地破壞和擾動，儘量保持圍岩原有的岩體強度。
(3)應儘量避免圍岩出現單向應力或雙向應力狀態，發揮巷道周圍的岩石承載圈的作用。
(4)正確估計合適的支護時間。進行位移監測，確定自穩時間。
(5)支護要薄，這樣才不會產生很大的彎曲應力。
(6)如果薄的噴射混凝土支護強度不足，應使用金屬網，鋼架和錨桿加強，而不是加厚混凝土。
(7)支護方法和架設時間的確定要以觀測結果作為依據。
(8)設定底拱形成一個閉合環，底板岩石質量好時可以不作底拱。
(9)儘可能全斷面開挖。多次開挖會損壞圍岩。
(10)穩定後，要設定二次支護。
(11)整個支護的尺寸要通過觀測來確定。
(12)要注意排除圍岩內的滲水，避免滲透水壓對支護，特別是對噴射混凝土支護的破壞。
歷史和發展
新奧法主要創始人 L.V. 拉布采維茨在1934年就試圖將噴漿方法用於地下工程。他在1942～1945年建造的洛伊布爾隧道中採用了雙層薄襯砌，即先噴一層混凝土，待變形收斂後再噴一層。1944年，他發表了有關噴混凝土的論文，並指出了圍岩動態隨時間變化的重要性。1948年，又指出了量測工作的重要性1948～1953年噴混凝土在奧地利首次用於卡普倫水力發電站的默爾隧洞。最早在歐洲推廣使用錨桿的是1951～1953年建造的伊澤爾-阿爾克電站的有壓輸水隧洞1953～1955年修建普魯茨-伊姆斯特電站的有壓輸水隧洞時，按照拉布采維茨的建議，充分採用錨桿而獲得成功1957～1965年是著手發展新奧法的時期。拉布采維茨於1963年將這一方法正式命名為新奧地利隧道施工法。1964～1969年又提出了在岩石壓力下隧道穩定性的理論分析，強調採用薄層支護，並及時修築仰拱以閉合襯砌的重要性。根據實驗證實，襯砌應按剪下破壞進行設計計算。奧地利的馬森貝格道路隧道由於地質不良,用比國法失敗後，改用新奧法使閉合隧道襯砌環的經驗取得成功，並在1971年及1974年分別用於地壓很大的陶恩隧道和阿爾貝格隧道。
新奧法的實質
新奧法即新奧地利隧道365JT施工方法的簡稱，原文是 New Austrian Tunnelling Method 簡稱 NATM，新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲(L. V. RABCEW ICZ) 教授於 50 年代提出的，它是以隧道工程經驗和岩體力學的理論為基礎，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法，經過一些國家的許多實踐和理論研究，於60年代取得專利權並正式命名。之後這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發展，已成為現代隧道工程新365JT技術標誌之一。六十年代NATM 被介紹到我國，七十年代末八十年代初得到迅速發展。可以說在所有重點難點的地下工程中都離不開NATM。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍岩地段修築隧道的一種基本方法。
