地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理及要点(新版)

Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.

( 安全管理 )

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编号：AQ-SN-0982

地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原

理及要点(新版)

一、地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理

地铁隧道矿山法施工即新奥法施工。新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，原文是NewAustrianTunnellingMethod，简称为NATM。新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。我国近40年来，铁路、交通、水利与市政等部门通过科研、设计、施工实践，在许多隧道修建中，根据自己的特点成功地应用了新奥法，取得了较多的经验，积累了大量的数据。新奥法在市政地铁建设中起步较晚，但是近年来在许多省市地铁建设的应用正日益广泛，目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，其技术经济效益是明显的。下面结合新奥法施工的原理和

要点，介绍地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理及要点。

新奥法是以隧道工程经验和岩体力学理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的施工方法，已成为现代隧道工程新技术的标志之一。新奥法技术摒弃了以整体式混凝土衬砌被动地支撑洞室围岩的传统做法，改由柔性、薄壁、能与围岩紧密帖合的锚喷网支护保护、加固围岩，从而发挥围岩的自承与自稳能力形成天然承载结构，从而达到省工、省料和降低造价的目的。

新奥法的基本要点可归纳如下：

1．岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

2．为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密帖、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚

喷支护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。

3．为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。

4．通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。

5．为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。

6．二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早锚喷，勤量测、快封闭”。复合柔性支护和基于现场施工监测及信息反馈分析的信息化施工是新奥法的核心和关键。

新奥法施工中尤其要重视初期支护以发挥围岩的自承能力，《公

路隧道设计规范》（JTGD70－2004）（以下简称《设计规范》）中明确规定：“复合式衬砌中的二次衬砌，Ⅰ～Ⅲ级围岩中为安全储备，并按构造要求设计；Ⅳ、Ⅴ级围岩中为承载结构，可采用地层结构法计算内力和变形。”。可见，Ⅰ～Ⅲ级围岩中完全依靠初期支护控制围岩变形，而在Ⅳ、Ⅴ级围岩中更应重视初期支护，必要时采取辅助措施，充分保护和发挥不良地质围岩的自承能力。重视初期支护包括两方面的内容：（1）初期支护要及时，即使Ⅰ、Ⅱ级围岩也要注意，这两级围岩采用光面爆破后也会出现个别地方的岩石松动，如果不及时打上锚杆，也会因后面的爆破扰动，将已松动的岩石震下来。对Ⅳ、Ⅴ级围岩由于本身的自稳能力差，变形时间效应比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩要小得多，不把握初期支护时间，等到岩石松动时才去支护，就失去利用围岩自身承载能力的机会。（2）初期支护要紧帖围岩，用初期支护紧帖围岩并形成整体才能调动围岩自身承载能力共同控制围岩变形，如果初期支护同围岩帖合不紧，形成空隙，使支护与围岩分离，提供了围岩变形的空间条件并不断向围岩深处发展，造成松动破坏区扩大，最后由初期支护单独承担荷载，易使