隧道工程中新奥法施工技术的应用

董 鹏

（山西辰润交通科技有限公司,山西 晋中 030600）

0 引言

目前交通基础设施建设的速度越来越快，项目建设数量也一直在不断增加，技术也得到了改革和创新，新奥法在隧道工程中的应用具有实质性意义。新奥法施工技术对隧道工程建设质量会产生直接性的影响，必须要加强对技术的管理和控制。同时还要根据工程项目的建设要求，着重分析各类技术的应用要点、重点，以此来实现对施工质量的合理控制。

1 新奥法施工技术的特点

新奥法施工技术有以下特点：

1.1 及时性

新奥法施工技术主要是通过喷锚支护施工技术，将其作为主要的支护方法，最大限度满足开挖工作面的要求。通过锚杆限制支护前围岩的变形发展，以有效处治围岩松动问题[1]。如果整个环境比较复杂，可以对其展开超前性的支护处理，通过喷射混凝土可以对岩层的变形进行限制，有利于提升围岩稳定性。

1.2 封闭性

隧道内喷射混凝土与锚杆是全面黏结在一起的，这样能够避免风化对围岩造成严重的影响，避免其出现严重的破碎等问题，缓解膨胀岩体的膨胀效应。在隧道开挖施工处理之后，爆破对岩层会产生全新的裂缝，进而引起变形或者塌落等问题。通过新奥法技术的合理利用，可以直接喷射混凝土，混凝土以非常高的速度直接射向岩层，对围岩之间的裂缝以及凹穴等进行适当的填补处理。喷锚支护技术在应用时，有利于隔绝水和空气与围岩之间的接触，以保护岩层避免其受到严重的侵蚀。

1.3 黏结性

隧道工程项目在建设过程中，喷锚支护结构可以实现与围岩之间的有效黏结，起到良好的连锁性效果，将被分割的碎石围岩全部都黏结在一起，减少碎石滑移的危险[2]。与此同时，喷锚结构与围岩之间的抗滑移强度与其黏聚力能够抵抗围岩的局部破坏性影响，对隧道内的稳定性可以起到一定维持效果。在新奥法中，喷射混凝土与锚杆的复合作用，可以将围岩层与支护形成整体，有利于避免岩体破裂等问题，保证围岩的稳定性以及承载力得到提升，有利于打破单一承载荷载的问题。开挖施工之后，需要立即在围岩表面喷射混凝土，避免出现应力集中等问题，促使岩层处于单向受力的状态，以此来保证围岩强度得到提升。

2 新奥法施工技术在隧道工程中的应用

2.1 项目概况

该文以某隧道工程建设为分析对象，工程具体情况如表1所示。结合隧道建设现状，洞线整体在上元古界变质的岩片岩当中，岩体以层状结构为主，同时岩体呈现出破碎性的特征，层面以及其他的结构很容易出现块体，地下水的活动为水平[3]。由于岩层的整个走向以及洞线的方向存在小角度相切的情况，所以开挖作业时很容易导致其出现洞顶坍塌等问题。应根据实际情况采取合理的支护措施，保证新奥法施工技术在其中的合理利用。

表1 工程概况

2.2 新奥法关键技术在隧道工程中的应用

新奥法施工技术在应用时分为台阶法、分部开挖法等，可以根据施工现场的实际情况，比如岩层的类型、断面情况等，合理的选择不同的施工技术。新奥法施工技术在应用时的范围比较广，具有比较强的适用性，包括风化的岩体或者细小裂缝中都可以实现合理利用，即便是黏土含量比较少的岩体中也可以得到合理利用。我国在20世纪60年代将新奥法施工技术应用在隧道工程中，其不仅能够对隧道工程中围岩变形区段等进行妥善处理，而且对隧道工程的建设和发展可以起到良好的推动效果，有利于提高隧道工程的建设质量和效率。

2.2.1 施工方案的编制和落实

新奥法施工技术应用时，在少扰动的基本原则下，编制和落实短进尺、强支护的方案，通过超前锚杆、超前小导管等施工技术的合理利用，结合钢筋网片、系统锚杆等，促使相互之间的配合作用得以发挥。其中锚杆的型号是Ф22，小导管的型号是Ф42，壁厚度为3.5 mm，钢支撑的型号是I20，混凝土的型号是C30。在施工过程中，直接将围岩作为承载体，实现对柔性、紧贴围岩的隧道支护结构的合理构建，有利于更好地承受压力，为围岩的整体稳定性提供基本保证，尽量减少松动破坏的问题[4]。通过新奥法施工技术的合理利用，可以直接将锚杆、钢筋网片等组合在一起，进而形成强大的维护支护系统，为围岩承载力提升提供保证。

2.2.2 隧道开挖技术

结合该工程项目的建设现状，采用光面爆破技术来进行施工，保证隧道开挖作业的有序开展。结合岩石抗劈裂能力低的特点，对整个间距进行适当缩减，确定开挖的方向，对装药量进行合理控制。结合目前提出的一系列要求，严格按照规范化流程，保证起爆顺序的合理性，为爆破效果提供基本保证。以光面爆破施工技术为基础，能够减少超欠挖的情况，减少出渣量，对于施工材料可以起到一定节约效果，同时保证隧道施工质量和效率得到提升，实现对作业成本的有效管控。通过隧道开挖技术的合理利用，能减少对围岩带来的扰动影响，保证开挖的轮廓线可以维持相对良好的平滑状态，将保护围岩以及其自身承载性的作用发挥出来。在施工作业开展时，对其进行合理的管理和控制，如果隧道周边轮廓出现不规则等情况，无法设置格栅拱架或者钢拱架，对于整个支护系统的运行效果也会带来不良影响。

2.2.3 支护施工技术

开挖作业展开时，对于隧道围岩的应力会重新分布，所以在支护作业开展时必须对围岩加固处理，保证承载结构可以稳定运行，进而避免出现位移或者变形等问题。

首先，利用素喷或者组合喷射混凝土的方式将其应用在Ⅱ、Ⅲ围岩当中，喷射作业开展前期，通过高压风水枪的合理利用，可以针对喷射面展开冲洗处理，保证作业区域范围内具有良好的通风效果。一般喷射作业在实施过程中，应用分块、分段以及分部的方式开展，按照从下到上、先墙体后拱的顺序来进行处理。在分层喷射作业实施过程中，保证前层混凝土可以实现全部的终凝处理，同时还要提前做好喷层厚度的控制，在终凝之后才能够展开喷射作业。

其次，结合钢筋网片组合成作业模式，通过锚杆的合理利用，结合排距的基本要求，对锚杆合理设计与布局。系统锚杆在施工时，需要从前期设计环节着手，确定施工的时间以及排距，同时还要合理布置钢筋网，将其直接紧贴在岩面上，与锚杆的端头形成有效的连接[5]。在混凝土喷射施工时，可以将喷护的厚度控制在8～10 cm的范围之内。除此之外，围岩支护作业一般都会选择利用柔性结构的形式，这样有利于避免挠曲断裂等因素的影响。基于此，利用新奥法施工技术，结合柔性结构，可以促使围岩的韧性得到提升，在软硬岩石隧道施工时的作业方法具有明显的差异性，软岩的隧道施工更加接近于地表，荷载承受力并不是很高，覆盖土的重力势必会导致围岩变形控制难度有所增加。所以借助布置柔性结构等方式，可以避免过度释放，以此来规避坍塌等事故。

对称焊接格栅钢架，焊接的长度不能低于4 cm，同时还要对安装部位的杂物彻底清理。回填超挖的部分，利用人工方式组装钢架，同时还要使用螺栓促使钢架形成有效连接，格栅相互之间利用拉杆进行连接。在钢架安装时，需要注意将钢架与围岩之间的距离控制在5 cm，促使混凝土的厚度可以超过4 cm。另外，锚杆、格栅安装之后，需要复喷混凝土，复喷的时间在首喷混凝土终凝1 h之后。在复喷之前需要对受喷面进行清洗，避免杂质留在上面，对锚杆以及格栅空隙的实际距离进行检测，保证复喷的密实度、厚度满足设计标准。

2.2.4 衬砌施工

在隧道工程施工时，可以利用衬砌台车的方式，在二次衬砌施工前期提前做好防水层，这样有利于避免衬砌渗水。混凝土浇筑施工时则需要按照从下到上的顺序施工，先从边墙浇筑施工一直到拱顶为止，整体式完成衬砌混凝土施工。需要注意的是整个施工过程中不能留下任何的工作缝，避免出现渗漏问题。在混凝土浇筑施工到拱脚位置，可以适当中断浇筑，一直到墙上的混凝土下沉稳定之后，可以暂时停止1～2 h之后继续浇筑混凝土。对初期支护以及二次衬砌的空隙进行控制，同时还可以在空隙位置处压入水泥砂浆，以便为施工质量提供基本保证。

2.2.5 监测技术

结合新奥法施工技术的应用现状，要想保证施工作业的质量和效果得到提升，就必须加强对整个施工过程的管理和控制。通过监测技术的应用，有利于为隧道的稳定性、安全性提供保证。如果围岩出现不稳定的问题，可以积极采取有效的支护措施，即便是具有良好的稳定性，也要提前做好预防。比如可以利用喷射支护方法，适当增加喷射的厚度，同时还可以添加锚杆以及钢筋网，以此来强化加固效果。初次喷射作业完成之后，需要对喷层的变形情况进行监测。除此之外，在初期支护作业完成之后，由于围岩的整个变形比较稳定，可以对模板进行合理的设置，同时还可以展开二次衬砌施工作业。新奥法施工技术可以结合过去的作业经验以及力学计算研究结果，详细分析地质勘察结果，提前做好一系列的预防设计，设定支护参数。对监测系统进行合理的设置，有利于对围岩开挖以及支护环节进行合理控制，将支护的作用发挥出来，以此来提高隧道工程施工质量。

3 新奥法施工技术在隧道工程中的应用策略

3.1 编制完善的技术方案

在方案编制之前，需要提前收集相关数据信息和资料，根据公路隧道的建设特点以及实际要求，按照新奥法提出的施工标准和规范要求，编制和落实符合要求的技术方案，为后续各环节作业的开展打下良好基础。在新奥法施工作业开展之前，积极主动参与到施工作业人员的专项技术培训活动中，深入了解和掌握新奥法的应用要点，有利于将该技术的应用优势特点体现出来，达到施工作业的基本标准要求。另外，加大对工作人员的安全教育力度，保证人员的安全作业意识得到强化，为隧道施工的安全性提供基本保证。

3.2 加强对施工全过程的技术质量控制

为保证新奥法施工技术在隧道工程中的合理利用，应当贯彻落实全过程的质量控制理念，加强对各环节的技术应用的控制力度。比如在爆破作业开展之前，要确定相关参数爆破，为参数设计的科学性、合理性提供基本保证，避免引起严重的事故。结合目前爆破作业在开展时的个性化需求，从中可以筛选出符合要求的测量仪器设备、炸药等材料，保证后续爆破作业的有序开展。作业人员需要精准定位炮眼位置，提前检查钻眼，在爆破作业开展过程中，按照规定的作业规范体系和基本要求，积极组织装药以及爆破作业的开展。新奥法施工作业在具体实施过程中，必须严格按照现有的规定要求来进行文明作业，为隧道施工的质量提供基本保证。

3.3 注意事项

新奥法施工技术在隧道工程中的应用，必须要进行良好的施工组织以及管理，技术人员以及管理人员都要提高各自的专业水平，为隧道工程施工质量提升提供保证。在目前隧道开挖施工过程中，原本的围岩性质难免会受到影响，工作人员需要对围岩变形动态进行实时监测和分析，尽可能避免出现巷道塌落的情况。通过新奥法施工技术的合理利用，可以监测和控制整个施工现场环境，及时疏通地下排水沟，避免出现积水等问题。作业人员还要配备齐全的安全设施，避免出现塌方或爆炸等危险性事故。新奥法施工技术在应用时，在干喷射施工时会产生比较多的粉尘，威胁人体健康，必须要做好安全防护，特别是在眼睛、鼻子上。由于施工现场环境具有明显的不同，所以要根据现场的实际情况，选择适合的施工技术手段，保证隧道工程的有序开展。

4 结语

新奥法施工技术在隧道工程中的应用，有利于将该技术的应用优势发挥出来。严格按照各施工技术的应用流程和要求，进行规范化作业，同时还要保证施工作业的有序开展，加强对施工质量、施工安全的管理和控制，这样才能够将新奥法施工技术的作用体现出来，为隧道工程项目的建设质量提供保证。