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新奥法与锚喷支护工程简介（500字左右）

新奥法（NewAustrianTunnelingMethod，简称NATM）是一种现代隧道施工方法，强调“利用围岩自身承载能力”的理念，通过灵活支护体系实现安全、经济的隧道开挖。其核心思想是：将围岩视为结构的一部分，通过适时、适量的支护手段，控制围岩变形，防止坍塌，同时充分发挥围岩的自稳能力。

锚喷支护作为新奥法的关键技术之一，主要包括喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢拱架等支护措施。喷射混凝土能迅速封闭围岩表面，防止风化和松动；锚杆则深入岩体内部，增强整体稳定性；必要时配合钢筋网和钢拱架，提高支护结构的强度和韧性。

该方法具有施工灵活、适应性强、成本较低、工期短等优点，广泛应用于铁路、公路、水利及地下工程等领域。在实际应用中，需根据地质条件动态调整支护参数，实施信息化施工管理，确保工程安全与质量。

总之，新奥法与锚喷支护相结合，代表了现代隧道工程向科学化、系统化发展的方向db3607／t 004-2022 普通建筑用砂石粘土绿色矿山建设规范，是我国乃至全球地下空间开发的重要技术支撑。

节省、加快施工进度；符合岩体力学原理的积极支护方法；柔性好，它能与围岩变形一致，从而与之构成一个共同工作的承载体系；锚喷支护技术不再把围岩仅仅视作荷载（松散压力），同时还把它视为承载结构的组成部分。锚喷支护结构承受荷载的性质为围岩的形变压力。

2）锚喷支护的适用条件及要求

配合光面爆破等控制爆破技术，使开挖断面轮廓平整、准确，便于锚喷成型，并减少回弹量；减轻爆破对围岩的松动破坏，维持围岩强度和自承能力。

4.1.3新奥法与锚喷支护

不能将新奥法等同于锚喷支护；既有密切联系又有原则区别；锚喷支护的快速有效的支护施工手段，才有可能使新奥法的基本原则得以实现。不把围岩看成自承结构，不充分发挥围岩本身的作用，即使大量采用锚喷支护，也不能认为是应用了新奥法。

4.2隧道围岩压力的确定

4.2.1围岩压力开挖隧道使围岩原有的平衡状态破坏了，对隧道周围一定范围内的围岩产生了不同程度的扰动。支护结构要阻止围岩的移动、变形，支护结构就必然要受到围岩所施加的力，即围岩压力。

平衡状态下的三向应力：

硬岩及软岩在隧道开挖后应力重新分布范围的大小与地质条件有关，一般为隧道开挖跨度的0.5~2.5倍。

在坚硬、完整岩体中，由于岩体强度高，影响范围小，岩体能承受周边急剧增大的应力，可使隧道保持稳定，一般只有弹性变形而不会破坏；而在松软、破碎岩体中，由于岩体不能承受增大的应力，在一定范围内的岩石就要松动、破坏并向隧道内坍塌。围岩压力类型有垂直压力、侧压力和底压力，

4.2.2隧道围岩压力的确定

1）深埋隧道围岩压力的确定i——为每增减1m时的围岩压力增减率。以B＝5.0m的围岩垂直均布压力为准，当B<5.0m时，取i＝0.2；当B＝5.0—15.0m时，取i＝0.1。

VI:呈巨块状整体结构硬质岩石,Rb>60MPaV:呈大块状砌体结构硬质岩石,Rb>30MPaIV:呈块（石）碎（石）状镶嵌结构III:略具压密或成岩作用的粘性土、砂性土II:湿的一般碎、卵石土，圆砾、角砾土及黄土I：软塑状粘性土及潮湿的粉细砂等

注：对Ⅲ类围岩的老黄土采用16.7~17.6kN/m3；对Ⅱ类围岩的新黄土采用14.7kN/m3。

必须同时具备下列条件：

（1）H/B<1.7，H为隧道开挖高度，B为隧道开挖宽度。（2）不产生膨胀力的围岩及偏压不显著的隧道；（3）采用钻爆法施工的隧道。

2）浅埋隧道围岩压力的确定

按荷载等效高度的判定式为：在新奥法施工的条件下，Ⅰ~Ⅲ类围岩取，Ⅳ~Ⅵ类围岩。

（1）埋深H小于或等于荷载等效高度hq

围岩压力完全由上覆岩（土）柱的重力产生，视为均布时，垂直压力和水平压力为：

（2）埋深H大于hq、小于Hp

在这种情况下，隧道上覆土体下滑时要考虑滑面阻力的影响，否则计算出的压力值过大。

理解新奥法和喷锚支护的实质与联系；掌握深埋和浅埋隧道围岩压力的计算。

（2）埋深H大于hq、小于Hp

EFHG岩（土）体下沉，带动两侧三棱土体（如图中FDB及ECA）下沉受到阻力T，整个土体ABDC下沉时，又要受到未扰动岩（土）体的阻力F；AC或BD表示假定的破裂面与水平成角；

T未知三棱体ECA中，受到三个力：TFW运用正弦定理：

极限状态下可以求得破裂面的夹角

竖向均布荷载和水平侧压力

4.3.1锚喷支护的设计步骤5个步骤进行：（1）调查地质和水文地质情况，分析围岩的稳定条件；（2）用工程类比方法选择支护类型及设计参数，对锚喷支护进行受力分析和结构计算，并提出施工注意事项；（3）支护施工中，严密监测地质情况的变化，及时修改设计参数，变更施工工序；（4）支护完成后，分析隧道的稳定状况，对其长期稳定性作出评价。必要时，可对支护变形和应力进行量测，包括施工阶段的监测；（5）总结经验，改进设计与施工。掌握岩体变形、坍塌的规律之后，在恰当的时间，采用适当的办法进行支护。

4.3.2锚喷支护的受力分析和结构计算

影响因素比较复杂,多种计算方法,尚处于半经验半理论阶段.锚杆支护结构；喷射混凝土支护；

①全长粘结型锚杆：普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆和水泥卷锚杆；②端头锚固型锚杆；机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆、快硬水泥卷锚固锚杆；③摩擦型锚杆；缝管锚杆、楔管锚杆、水胀锚杆；④预应力锚杆；⑤自钻式锚杆。

①锚杆的轴向拉力标准值、设计值

锚杆抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；

③锚杆锚固体与地层的锚固长度

④锚杆钢筋与锚固砂浆之间的锚固长度

锚杆支护可以根据不同围岩的岩层产状和稳定状况灵活进行。其作用原理主要有联结作用、组合作用和整体加固作用。

用锚杆将它们联合起来，并将锚杆尽可能深入到稳定的岩层中，考虑锚杆承担全部不稳定岩块的重量。①锚杆承载力计算

《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）规定：

用锚杆加固局部不稳定块体时，锚杆抗力应满足下列要求：a.加固受拉破坏的不稳定危岩块体，锚杆抗拉承载力应满足：b.加固受剪破坏的不稳定危岩块体，锚杆抗剪承载力应满足：

土层锚杆的锚固段长度不应小于4m，且不宜大于10m；岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m，且不宜大于45D（D为锚固体直径）和6.5m，或55D和8m（对预应力锚索）；

锚杆的组合作用是依靠锚杆将数层薄层的岩层组合在一起，形成组合拱或组合梁，以提高岩层整体的抗剪、抗弯的能力。

锚杆提供的抗剪力、抗拉力，以及锚杆的锚固力使将要滑动的岩块得以稳定，阻止层面的互相错动。锚杆应按与岩层层面垂直的方向设置。如对锚杆施加预应力，可提高其支护效果。

（4）锚杆的整体加固作用

通过有规律布置的一系列锚杆，将邻近的岩体联结在一起，能阻止不稳定岩石的滑移，促使岩石之间的间隙面压紧，同时使隧道四周一定范围内的围岩组成一个承载环。

由于锚杆支护力的作用，压缩带获得径向支护力，使压缩带中的岩体处在三向受压状态。

砂浆锚杆的承载力可用下式表示

当围岩产生位移时，锚杆单位长度上的承载力Ps/L1与的合力阻止围岩位移的发展，产生支护力，并使在锚杆间的围岩产生压缩和成拱作用，提高了围岩强度并缩小了围岩的承载跨度（等于锚杆间距），从而达到稳定和加固围岩的目的。

掌握围岩压力的计算方法；理解喷锚支护的概念；掌握锚杆支护的作用与计算方法；

2）喷射混凝土支护结构

两个方面起支护作用：（1）局部稳定原理（2）整体稳定原理喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20；喷射混凝土1d龄期的抗压强度不应低于5MPa。

喷射混凝土支护结构及时封闭岩层表面的节理、裂隙，填平或缓和表面的凹凸不平，使隧道内的轮廓较为平顺，从而提高围岩节理、裂隙间的粘结力、摩阻力和抗剪强度，并减少应力集中现象。喷射混凝土关键是控制冠石，此时，喷射混凝土需能承受冠石的重量。

喷层对局部不稳定危岩块体的抗拉承载力应按下式验算（冲切）

——喷层工作条件系数，取0.6；ft——喷射混凝土抗拉强度设计值（kPa）；h——喷层厚度ur——不稳定危岩块体出露面的周边长度

a）按冲切破坏计算；b）按撕开破坏计算

喷射混凝土与围岩表面紧密贴合，形成组合结构共同工作。一方面在与围岩共同承载和变形过程中对围岩提供支护力，使围岩变形得到控制，应力得以调整；另一方面承受来自围岩变形引起的形变压力，从而使围岩保持稳定。

3）新奥法中锚喷联合支护的应用（1）新奥法与锚喷支护

较好的围岩（如Ⅳ类以上围岩），可以喷射混凝土为主，锚杆加固以辅；较差的围岩，则以锚杆，尤其是预应力锚杆作为主要的岩体加固手段，并与喷射混凝土、钢筋网喷射混凝土或加钢拱的钢筋网喷射混凝土配合使用。

新奥法以及时的锚喷作为临时支护某小区会所钢结构工程施工组织设计，称为第一次衬砌。第一次衬砌可以起到稳定围岩，控制围岩应力和变形，防止围岩松驰、坍塌等作用。待其基本稳定后，再加做模注混凝土二次衬砌。原来的临时支护（锚喷支护）成为永久衬砌的一个组成部分。二次衬砌基本上不承受荷载或承受很小的荷载，主要是为了满足隧道结构物的安全、耐久、防水和饰面等的需要。

（2）新奥法中支护与围岩共同作用的力学原理

支护结构的设计原理是围岩和柔性支护共同变形、破坏的弹塑性理论。①围岩为均质、各向同性的连续弹塑性体，岩体在塑性变形、剪切破坏后仍有残余强度；②隧道初始应力场为自重应力场，侧压力系数1；③隧道断面形状为圆形；④在一定的埋深条件下，将隧道看作无限体中的孔洞问题。

1—弹塑性状态应力分布曲线；2—弹性状态应力分布曲线

弹性区中任一点的应力为

——弹性区中任一点的径向应力；——弹性区中任一点的切向应力；r——弹性区中任一点到隧道中心的径向距离。P0－－原岩应力

塑性区中任一点的应力公式为

塑性区中靠近隧道内缘的应力xx水利堤防工程施工组织设计，因满足塑性条件而相对减小，成为“应力降低区”，而最大的应力发生在围岩中塑性区与弹性区的交界面上。

在弹性区与塑性区的交界面上（r=R处）