新奥法设计原理在施工组织中的应用

新奥法设计原理在施工组织中的应用

收稿日期:2003209214

作者简介:赵才顺(19672),男,2000年毕业于西北建筑工程学院建筑工程专业,工程师,临汾市建设工程质量安全监督站,山西临汾　041000

赵才顺

摘　要:阐述了对新奥法的认识,围绕新奥法施工的三要素介绍了如何组织工程建设,提出了二次混凝土衬砌后封底和

人工封拱后回填灌浆的重要性,以达到高效优质地搞好工程建设的目的。关键词:新奥法设计原理,组织施工,二次衬砌中图分类号:T U721+.3

文献标识码:A

1　对新奥法的认识

新奥法概念是19年奥地利学者拉布西维兹教授将本国多年隧道施工经验总结发表,称为“新奥地利隧道施工法”,从而简称为“新奥法”。它是隧洞施工科学方法的总结,其原理是应用岩体力学的理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,主要针对软岩施工,重点在支护方面,特点是实行光面爆破,用锚杆和喷射混凝土作为第一支护,及时地控制围岩的变形和松弛,根据监测信息,设计合理的二次支护结构型式,二次支护的型式是“先让后顶”,它是科研、设计、施工的有机结合,将光面爆破、喷锚支护和信息反馈作为其三要素,真正反映了其施工的全过程。

新奥法施工原理与岩体力学、岩石力学是息息相关的,掌握其施工技术必须充分了解岩体力学、岩石力学、工程地质学和相应的监测技术,在此基础上,组织实施光面爆破,确定支护参数和衬砌型式,从而使岩体和支护体系融为一体。其施工要点大体可归纳为以下几点:

1)在充分掌握岩石特性的前提下,依岩设爆,搞好光面爆破;2)初期支护要紧跟开挖掌子面,及时封闭裸露岩面,防止岩石软化、风化、松弛,最大限度地提高围岩的自承能力;

3)第一次支护后,用仪器不断实测支护压力、应力、隧洞表面位移及岩体内部位移;

4)根据监测结果及理论分析,合理地选用和设计第二次支护

用材料、结构型式及规格尺寸,待隧道收敛变形达国标范围内时,应立即进行第二次支护;

5)认为底不稳必牵动整体不稳,特别强调二次支护时封底的关键作用;

6)二次支护后继续监测支护压力与岩体位移,必要时再进行改进。

2　坚持按新奥法设计原理组织施工

临汾草峪岭引水隧洞是按照新奥法原理设计的,该隧洞全长19.4km ,横断面型式采用圆拱直墙式,二次衬砌净宽为3.4m ,净高为4.0m 。通过的岩性为二叠系上统石合子组和千峰组的砂岩、砂质泥岩和泥岩等,以砂岩和砂质泥岩互层为其基本特征。设计平均线型超挖值只有10cm ,按照围岩类别,喷混凝土厚度为6cm ～15cm ,二次混凝土衬砌厚度只有20cm ～30cm 。

刚开工时,一些施工单位不明确设计意图,受传统观念的影响,一味地追求进尺而没有按新奥法设计原理组织施工,存在着不加强地质工作,不超前预报,钻孔不定位,深浅随意变,装药不控制,连线不规范,初支跟不上,围岩暴露长,监测不重视等现象,片帮、塌方不断发生,有时还会出现“冒顶”现象,严重地制约了工程的进展,为了更好地实现设计意图,加快工程进展,现将具体做　　暗室作为处理已摄底片的工作场所,应充分避光、通风,使温度、湿度保持在一定范围内。

由于自动洗片机有特定的显影、定影、水洗及干燥时间和温度及其固定的传递速度,如果个别底片因曝光参数选取不当,就很难冲洗出合格的底片,因此选择半自动人工洗片,将显影液温度控制在20℃～22℃之间,显影时间控制在4.5min ～7.5min 之间,随时调拉底片黑度以达到规范要求。

在取片过程中,严格遵守操作规程,避免胶片与增感屏发生摩擦,引起胶片划伤,禁止挤压、弯折胶片,使胶片远离热源、辐射源等。

底片质量符合要求后,按标准进行评级,并对不合格片下返修通知后到现场划定缺陷位置,监督返修。

4　结语

通过几个大型工地施工证明:周向X 射线机适用于大口径管道的焊缝检测工作,它具有拍片速度快,检测效率高,底片效果好等优点。

在工期紧张时,一道焊缝从拍片到可以评定仅需50min 就可获得评定结果,单天可拍片达300张以上,且底片质量均符合JB 4730294标准的要求,是大型管道施工中一种比较经济实用的探伤方法。

The application of circum ferential X 2ray generator

in large diameter pipeline inspection

CHEN Sheng 　FAN Cheng 2jian

(Taiyuan Installation Engineering Co.Ltd.,Taiyuan 030012,China )

Abstract :In X 2ray test of central heat supply pipeline according to welding seam features of large diameter pipeline related exposure parameters and specifications are proposed for X 2ray generator under various pipe diameters in order to control welding quality.K ey w ords :X 2ray test ,heat supply pipeline ,circum ferential exposure

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第29卷第17期2003年12月　　　　　　　　　　　　　　山西建

筑SH ANXI 　ARCHITECT URE

　　　　　　　　　　　　　V

ol.29N o.17Dec.　2003

法介绍如下:

2.1　强化管理,转变观念,坚持技术交底,开展岗位培

训,在实践中提高参建人员的技术技能

施工期间,明显感到只有几个工程技术人员掌握新奥法是远远不够的,必须将其变为全体参建人员的自觉行动,这样才能使良好的愿望转变为理想的现实。为了达到这个目的,施工以来,举办了多期各种类型的讲习班,请工程专家和学者授课讲学,从讲工程概况入手,让所有参建人员首先了解工程概况,接着讲设计意图,即新奥法施工原理,讲质量要求,规范规程,操作技术以及安全等。

同时走出去参观同类型工程,现场观摩学习,在实际施工操作中不断探索和改进,使大家真正认识到新奥法是隧洞施工的一次技术,从而使参建人员从盲目服从或随意施工转变为自觉、主动的行动。

2.2　充分发挥地质人员的作用,搞好光面爆破

开挖是隧洞施工的第一道工序,也是新奥法施工的三要素之一,开挖的好坏不仅影响着工程进度、质量和安全,而且影响着生产成本,因此,在开挖前,就要求充分发挥地质人员的作用,广泛地收集地质资料,组织技术攻关小组依岩设爆,重复试验,在不断修正的基础上,制订出一套适合于草峪岭隧洞岩性特征的光面爆破方法及爆破参数,即砂泥岩互层采用“掏心修边”,砂质泥岩夹砂岩洞段采用“全断面一次性爆破”,断层、断层破碎带以及节理密集带采用“正台阶、弱爆破、强支护”的施工方法,在实际操作过程中,派专人负责,严把布孔、钻眼、装药、联线等关键工序质量关,从而达到了预期的目的,光爆残痕率达80%以上,斜井运输、主洞施工单面进尺达90m 以上。

2.3　加强喷锚支护,控制围岩松弛

喷锚支护是新奥法施工的第二大要素,喷锚支护既表现了一定的让压性,又发挥了它的抗压性。

从支护体系来看,认为其他支护不易密贴围岩,自身刚度高而对围岩变形缺乏让压性,而喷混凝土最能密贴围岩;喷层开裂并非坏事,而是表现出一定的让压性,再加上锚杆、钢筋网和钢拱架等支护型式,既能防止围岩风化、软化,又能对围岩应力重新分布起到调整作用。

在施工中,紧紧抓住“喷锚支护”这个环节,在完善管理的同时,加大了处罚力度,要求喷锚工序及各项指标必须符合规范要求,若初期支护不及时,要处以重罚,并通报批评;若达不到设计要求则不予验工计价,用重罚和停止计价的经济手段加强了支护力度,有效地控制了围岩的变形和松弛,提高了围岩的自承能力,从而避免了片帮、塌方等现象。

2.4　坚持施工监测,搞好信息服务

地下洞室围岩监测及信息反馈是新奥法施工的第三大要素,

在施工中起着非常重要的作用。

监测成果对施工安全、预报、修改设计和选择施工工序等方面都很必要,工程一开始就委托省水利勘测设计研究院开展了这项工作,组织开展了周边收敛监测、岩体内部位移监测、锚杆应力监测、围岩与支护间的接触应力监测,岩体及混凝土内部温度监测、围岩松动范围监测、混凝土衬砌应变监测以及裂缝监测等项目。

共布置了收敛监测断面100多个,岩体内部位移监测断面8个,锚杆应力监测断面8个,接触压力和混凝土应变监测设计断面8个,获得各种监测数据30000多个。

为了解隧洞区域的初始应力场和围岩的变形模量,还有选择地对收敛监测结果进行了位移反分析,从而得出了草峪岭隧洞区域的岩体初始应力场应以自重应力为主,岩体地质条件较好的区域,反分析的综合弹性模量较高,反之,则较低。根据监测与反分析结果,及时发现预报了险情,为立即制定和实施加固措施提供了信息;分析了围岩的变形规律,为正确指导施工提供了服务;评价了喷锚支护体系是否科学、经济、合理,为随时修改支护参数提供了依据,从而为设计合理的二次混凝土支护型式和最佳的衬砌时间提供了科学的依据;用监测资料验证建筑物的稳定性,为工程运行管理提供了保障。

2.5　掌握监测信息,搞好二次衬砌

从大量的监测资料分析中得出,岩性是影响变形的主要因素之一。砂岩断面的变形规律是以弹性为主,变形趋于稳定的时间较短,时间大约10d 左右,空间效应十分明显,一般在开挖2倍半洞径后,变形速率显著减小;泥岩断面围岩变形呈塑性,变形曲线没有明显拐点,变形较大,稳定时间较长,一般在30d 或更长时间,砂泥岩互层的变形规律较杂乱,这是泥岩发生塑性变形的结果。充分掌握了岩石的变形规律,就可以设计二次支护的断面规格和支护型式,当隧洞收敛变形达到国标允许的范围内,应立即实施二次支护,且不可拖延,因为从长期监测的结果来看,由于地下水的影响,原已支护后稳定的洞段随着时间的延长,收敛变形值有所增加,在选择二次支护型式时,地下水发育洞段的支护规格要提高一个档次,要能起到对残余的岩体变形的“硬顶”作用。为了加强二次衬砌的“硬顶”作用,要认识到底不稳必牵动整体不稳,特别要加强二次支护后封底的关键作用和人工封拱后回填灌浆的重要性。

3　严格要求,持之以恒,认真总结,不断完善,搞好工程

建设

新奥法是隧洞施工的一次技术,不能单纯地将它看成一

个施工方法或支护方法,而是施工的全过程与岩体力学的辩证统一,只要严格要求,持之以恒,在认真总结的基础上,不断地完善,充分领会设计意图,调整好各关键工序,紧紧围绕新奥法设计原理组织施工,这样才能高效优质地搞好工程建设。

Organizing construction with N e w Austrian Tunneling Method

ZH AO C ai 2shun

(Linfen Qinshui Diver sion Project Management Bureau ,Linfen 041000,China )

Abstract :The understanding on the New Austrian Tunneling Method is elaborated and based upon the three key factors in New Austrian Tunneling Method construction the importance of bottom sealing after secondary lining and back fill grouting are proposed in order to effectively complete the con 2struction duty with high quality.

K ey w ords :New Austrian Tunneling Method ,construction organization ,secondary lining

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44・第29卷第17期2003年12月

山西建筑