高速公路隧道新奧法施工技術探討

肖青

摘 要：本文以高速公路隧道施工中廣泛應用的“新奧法”為研究對象，探討該施工技術的特點及其在高速公路隧道施工中的應用。

關鍵詞：隧道施工；新奧法；技術要點

在高速公路的建設中，隧道的施工必不可少。盡管，修建隧道工程浩大，付出成本相對較高，但其卻能夠極大的縮減道路里程。在我國，盡管各種地質狀況相當復雜，但伴隨交通事業的飛速發展，大規模，長里程的高速公路建設仍在不斷增加，因而，與公路隧道有關的建設產業發展前景必將愈加廣闊。從全球范圍來看，幾乎所有國家的發展都離不開暢通的高速公路網對于經濟的支持。高速公路工程建設無論在規模上還是在技術上，都顯示了人類隧道施工水平的提升[1]。

1 “新奧法”的原理、優點和適用條件

什么是”新奧法“？就是新奧地利隧道施工法的簡稱，早在上世紀中葉，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驗，同時根據巖體力學的理論支撐，提出了此法。直至當今，此方法仍是隧道施工的最主要方法，特別是針對那些圍巖相對軟弱的地區。

當開挖隧道之時，圍巖自身的應力都會慢慢加大，進而讓圍巖發生錯位、變形。不過，當開挖的面積增大，深度加深，圍巖的應力會在某一時間段內降低，再往后，圍巖的錯位和變形的區域面積不斷增大，隨之，應力又逐漸增大。”新奧法“也就是根據圍巖應力變化的過程，在其降低之時做早期的保護支撐，以防圍巖的錯位和變形情況加劇。此方法將圍巖本身的承重能力恰當的應用起來，進而可以極大的減少在施工后期對于圍巖支撐防護的需求，與以往的施工方法相比，“新奧法”的支護成本幾乎減少了三成。

“新奧法”有很多優點，總結起來就是其更為安全經濟，能加快施工進度，對于地質環境的適應力也更強。此法更加適用于一些較為堅硬的粘土地質、中等巖體、一些膠結不強的砂巖、泥質灰巖以及高應力環境下依舊堅硬的巖石，這些地質的共同特點就是自穩時間相對較長。

2 新奧法在高速公路隧道施工中的應用

2.1 應用新奧法進行隧道圍巖的支護

隧道的圍巖應力會根據隧道的施工開挖進程而重新分布，因而為保證卸載圍巖之后的強度不減，不斷加固圍巖是十分必要的。不過，在施工中，為了符合結果承重的要求，允許圍巖發生一定范圍內的錯位以及變形，隨后可以在曲面施工之后構成一個拱膜效應，致使最終的受力環區的形成。并且，還要對圍巖的錯位移動速度嚴密監控，以防因其而導致的大范圍圍巖變形破碎。所以，在隧道支撐防護中務必采用新奧法中的隧道支護。實施支護時，初期先要采用錨噴，第二次支護當用模筑混凝土做襯砌處理。

一般而言，如果圍巖狀況尚可，做支護時當首選噴射混凝土的方法，同時使用錨桿做輔助穩固；但是，如果圍巖的穩定性不佳，就應當把錨桿固定作為首選方法，同時輔以混凝土噴涂以及加入鋼筋網固定。應用新奧法中的隧道支護技術，關鍵就是把圍巖本身當做了承載架構的主要構成。所以，當進行二次襯砌時，主要就是把它當做后期圍巖的壓力承載體以及飾面來用，因此，做二次支護之前，要先對圍巖的位移變形狀況以及首次的支護和隧道環境的變化情況進行綜合全面的考量。但是，不論所做的支護時首次的還是永久性的，一般都要使用薄殼結構，其更加柔軟，可以減小襯砌變彎走樣，也減小撓曲斷裂的發生概率。

采用新奧法對圍巖實施支護的過程中要嚴密關注隧道巖石的軟硬程度。當地巖為軟巖覆蓋，說明隧道位于近地表，故而很難承載由于應力重新分布帶來的荷載，同時，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，將柔性支護應用于硬巖隧道的施工之中是有很大風險的，一旦發生了過度釋放會立即引發大面積坍塌。但對于圍巖屬于軟碎地質狀況而言，隧道淺埋其中，也不能使用硬巖隧道里所使用的支護法，也就是不能對圍巖的變形做過于苛刻的控制，同時還要嚴防使用一次性的柔性支撐防護工作，而是應當首先在底層之中做預固定，隨后用剛強度較大的辦法做預支護，如此便可保障其發揮出更好的自承性能，讓支護效果更為理想[2]。

2.2 應用新奧法加強隧道施工的監測

在隧道施工過程中使用新奧法，其中心工作就是實時監測。通過監測，知曉圍巖的穩定情況、支護架構的承重狀況以及支護結構的變形以及受力變化，進而可以更為精確的明確實施支護以及襯砌的時機，保障施工符合設計需求，保障隧道工程的施工進度以及質量和安全。所以，當隧道施工一旦開始實施，施工方就要從以下兩方面著手開展工作：

（1）針對圍巖的不同性質采取不同措施，穩定狀況不佳的要及時做支護處理，穩定性尚可的當明確做支護的時機，及時噴射混凝土，并不斷加厚涂層，并將錨桿以及鋼筋網即時加入其中。第一次對圍巖做噴涂混凝土處理之后就要實時監測噴涂層面的變形狀況。

（2）做好初期的支護施工以后，圍巖的變形會趨于穩定，故而要增設模板，做好二次混凝土襯砌施工。對于新奧法而言，其特點就是將力學的計算，過往施工經驗以及對于施工過程的嚴密監控集于一體，這就讓隧道施工的整個過程都處于不斷地設計、勘察以及施工的步驟循環之中，這就要在地質勘察的基礎上明確開挖實施的方案和進行各項支護的參數。

2.3 應用新奧法進行隧道的開挖施工

優先采用光面爆破隧道開挖的方法很多，如礦山法、盾構法，掘進機法等，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，通過采用縮小周邊眼間距、嚴格控制周邊眼方向、限制裝藥量、正確設置起爆順序等措施，來避免周邊眼以外的圍巖受到破壞，達到預定效果。光面爆破能夠加快施工進度，降低成本。因此對采用新奧法施工的隧道工程而言，光面爆破能減少爆破對圍巖的擾動，同時使開挖輪廓線規則、平滑，這有利于保護圍巖，發揮圍巖的自承能力[3]。

3 結語

綜上所述，對如何在高速公路隧道工程中加強新奧法施工技術的應用進行探討具有十分重要的意義。高速公路隧道施工企業必須緊密結合時代發展的需要，充分意識到新奧法在隧道施工中的重要性，結合工程實際，科學運用新奧法進行隧道圍巖的支護、隧道施工的監測以及隧道的開挖施工，確保高速公路隧道工程質量。

參考文獻：

[1]易麗萍.現代隧道設計與施工[M].中國鐵道出版社，2007.

[2]代高飛，應松，夏才初等.高速公路隧道新奧法施工監控量測[J].重慶大學學報：自然科學版，2004（02）：132-135.

[3]馮忠華.高速公路隧道新奧法施工應用[J].交通世界（建養機械），2012（06）：282-283.