肖青

摘 要：本文以高速公路隧道施工中廣泛應(yīng)用的“新奧法”為研究對(duì)象，探討該施工技術(shù)的特點(diǎn)及其在高速公路隧道施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：隧道施工；新奧法；技術(shù)要點(diǎn)

在高速公路的建設(shè)中，隧道的施工必不可少。盡管，修建隧道工程浩大，付出成本相對(duì)較高，但其卻能夠極大的縮減道路里程。在我國(guó)，盡管各種地質(zhì)狀況相當(dāng)復(fù)雜，但伴隨交通事業(yè)的飛速發(fā)展，大規(guī)模，長(zhǎng)里程的高速公路建設(shè)仍在不斷增加，因而，與公路隧道有關(guān)的建設(shè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景必將愈加廣闊。從全球范圍來(lái)看，幾乎所有國(guó)家的發(fā)展都離不開暢通的高速公路網(wǎng)對(duì)于經(jīng)濟(jì)的支持。高速公路工程建設(shè)無(wú)論在規(guī)模上還是在技術(shù)上，都顯示了人類隧道施工水平的提升[1]。

1 “新奧法”的原理、優(yōu)點(diǎn)和適用條件

什么是”新奧法“？就是新奧地利隧道施工法的簡(jiǎn)稱，早在上世紀(jì)中葉，一位名為拉布西維斯的奧地利教授依照多年的隧道施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)根據(jù)巖體力學(xué)的理論支撐，提出了此法。直至當(dāng)今，此方法仍是隧道施工的最主要方法，特別是針對(duì)那些圍巖相對(duì)軟弱的地區(qū)。

當(dāng)開挖隧道之時(shí)，圍巖自身的應(yīng)力都會(huì)慢慢加大，進(jìn)而讓圍巖發(fā)生錯(cuò)位、變形。不過(guò)，當(dāng)開挖的面積增大，深度加深，圍巖的應(yīng)力會(huì)在某一時(shí)間段內(nèi)降低，再往后，圍巖的錯(cuò)位和變形的區(qū)域面積不斷增大，隨之，應(yīng)力又逐漸增大?！毙聤W法“也就是根據(jù)圍巖應(yīng)力變化的過(guò)程，在其降低之時(shí)做早期的保護(hù)支撐，以防圍巖的錯(cuò)位和變形情況加劇。此方法將圍巖本身的承重能力恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用起來(lái)，進(jìn)而可以極大的減少在施工后期對(duì)于圍巖支撐防護(hù)的需求，與以往的施工方法相比，“新奧法”的支護(hù)成本幾乎減少了三成。

“新奧法”有很多優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)起來(lái)就是其更為安全經(jīng)濟(jì)，能加快施工進(jìn)度，對(duì)于地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)力也更強(qiáng)。此法更加適用于一些較為堅(jiān)硬的粘土地質(zhì)、中等巖體、一些膠結(jié)不強(qiáng)的砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r以及高應(yīng)力環(huán)境下依舊堅(jiān)硬的巖石，這些地質(zhì)的共同特點(diǎn)就是自穩(wěn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

2 新奧法在高速公路隧道施工中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用新奧法進(jìn)行隧道圍巖的支護(hù)

隧道的圍巖應(yīng)力會(huì)根據(jù)隧道的施工開挖進(jìn)程而重新分布，因而為保證卸載圍巖之后的強(qiáng)度不減，不斷加固圍巖是十分必要的。不過(guò)，在施工中，為了符合結(jié)果承重的要求，允許圍巖發(fā)生一定范圍內(nèi)的錯(cuò)位以及變形，隨后可以在曲面施工之后構(gòu)成一個(gè)拱膜效應(yīng)，致使最終的受力環(huán)區(qū)的形成。并且，還要對(duì)圍巖的錯(cuò)位移動(dòng)速度嚴(yán)密監(jiān)控，以防因其而導(dǎo)致的大范圍圍巖變形破碎。所以，在隧道支撐防護(hù)中務(wù)必采用新奧法中的隧道支護(hù)。實(shí)施支護(hù)時(shí)，初期先要采用錨噴，第二次支護(hù)當(dāng)用模筑混凝土做襯砌處理。

一般而言，如果圍巖狀況尚可，做支護(hù)時(shí)當(dāng)首選噴射混凝土的方法，同時(shí)使用錨桿做輔助穩(wěn)固；但是，如果圍巖的穩(wěn)定性不佳，就應(yīng)當(dāng)把錨桿固定作為首選方法，同時(shí)輔以混凝土噴涂以及加入鋼筋網(wǎng)固定。應(yīng)用新奧法中的隧道支護(hù)技術(shù)，關(guān)鍵就是把圍巖本身當(dāng)做了承載架構(gòu)的主要構(gòu)成。所以，當(dāng)進(jìn)行二次襯砌時(shí)，主要就是把它當(dāng)做后期圍巖的壓力承載體以及飾面來(lái)用，因此，做二次支護(hù)之前，要先對(duì)圍巖的位移變形狀況以及首次的支護(hù)和隧道環(huán)境的變化情況進(jìn)行綜合全面的考量。但是，不論所做的支護(hù)時(shí)首次的還是永久性的，一般都要使用薄殼結(jié)構(gòu)，其更加柔軟，可以減小襯砌變彎走樣，也減小撓曲斷裂的發(fā)生概率。

采用新奧法對(duì)圍巖實(shí)施支護(hù)的過(guò)程中要嚴(yán)密關(guān)注隧道巖石的軟硬程度。當(dāng)?shù)貛r為軟巖覆蓋，說(shuō)明隧道位于近地表，故而很難承載由于應(yīng)力重新分布帶來(lái)的荷載，同時(shí)，由于覆蓋土層自身的重力很大，一般很難把握圍巖的變形。所以，將柔性支護(hù)應(yīng)用于硬巖隧道的施工之中是有很大風(fēng)險(xiǎn)的，一旦發(fā)生了過(guò)度釋放會(huì)立即引發(fā)大面積坍塌。但對(duì)于圍巖屬于軟碎地質(zhì)狀況而言，隧道淺埋其中，也不能使用硬巖隧道里所使用的支護(hù)法，也就是不能對(duì)圍巖的變形做過(guò)于苛刻的控制，同時(shí)還要嚴(yán)防使用一次性的柔性支撐防護(hù)工作，而是應(yīng)當(dāng)首先在底層之中做預(yù)固定，隨后用剛強(qiáng)度較大的辦法做預(yù)支護(hù)，如此便可保障其發(fā)揮出更好的自承性能，讓支護(hù)效果更為理想[2]。

2.2 應(yīng)用新奧法加強(qiáng)隧道施工的監(jiān)測(cè)

在隧道施工過(guò)程中使用新奧法，其中心工作就是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)，知曉圍巖的穩(wěn)定情況、支護(hù)架構(gòu)的承重狀況以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形以及受力變化，進(jìn)而可以更為精確的明確實(shí)施支護(hù)以及襯砌的時(shí)機(jī)，保障施工符合設(shè)計(jì)需求，保障隧道工程的施工進(jìn)度以及質(zhì)量和安全。所以，當(dāng)隧道施工一旦開始實(shí)施，施工方就要從以下兩方面著手開展工作：

（1）針對(duì)圍巖的不同性質(zhì)采取不同措施，穩(wěn)定狀況不佳的要及時(shí)做支護(hù)處理，穩(wěn)定性尚可的當(dāng)明確做支護(hù)的時(shí)機(jī)，及時(shí)噴射混凝土，并不斷加厚涂層，并將錨桿以及鋼筋網(wǎng)即時(shí)加入其中。第一次對(duì)圍巖做噴涂混凝土處理之后就要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)噴涂層面的變形狀況。

（2）做好初期的支護(hù)施工以后，圍巖的變形會(huì)趨于穩(wěn)定，故而要增設(shè)模板，做好二次混凝土襯砌施工。對(duì)于新奧法而言，其特點(diǎn)就是將力學(xué)的計(jì)算，過(guò)往施工經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)于施工過(guò)程的嚴(yán)密監(jiān)控集于一體，這就讓隧道施工的整個(gè)過(guò)程都處于不斷地設(shè)計(jì)、勘察以及施工的步驟循環(huán)之中，這就要在地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上明確開挖實(shí)施的方案和進(jìn)行各項(xiàng)支護(hù)的參數(shù)。

2.3 應(yīng)用新奧法進(jìn)行隧道的開挖施工

優(yōu)先采用光面爆破隧道開挖的方法很多，如礦山法、盾構(gòu)法，掘進(jìn)機(jī)法等，但爆破手段都是不可缺少的。光面爆破是利用巖石抗劈裂能力低的特點(diǎn)，通過(guò)采用縮小周邊眼間距、嚴(yán)格控制周邊眼方向、限制裝藥量、正確設(shè)置起爆順序等措施，來(lái)避免周邊眼以外的圍巖受到破壞，達(dá)到預(yù)定效果。光面爆破能夠加快施工進(jìn)度，降低成本。因此對(duì)采用新奧法施工的隧道工程而言，光面爆破能減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，同時(shí)使開挖輪廓線規(guī)則、平滑，這有利于保護(hù)圍巖，發(fā)揮圍巖的自承能力[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)如何在高速公路隧道工程中加強(qiáng)新奧法施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討具有十分重要的意義。高速公路隧道施工企業(yè)必須緊密結(jié)合時(shí)代發(fā)展的需要，充分意識(shí)到新奧法在隧道施工中的重要性，結(jié)合工程實(shí)際，科學(xué)運(yùn)用新奧法進(jìn)行隧道圍巖的支護(hù)、隧道施工的監(jiān)測(cè)以及隧道的開挖施工，確保高速公路隧道工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]易麗萍.現(xiàn)代隧道設(shè)計(jì)與施工[M].中國(guó)鐵道出版社，2007.

[2]代高飛，應(yīng)松，夏才初等.高速公路隧道新奧法施工監(jiān)控量測(cè)[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004（02）：132-135.

[3]馮忠華.高速公路隧道新奧法施工應(yīng)用[J].交通世界（建養(yǎng)機(jī)械），2012（06）：282-283.