摘要：從隧道開挖方法、支護(hù)設(shè)計(jì)與施工、隧道防水設(shè)計(jì)與施工、輔助施工技術(shù)、信息化設(shè)計(jì)與施工、環(huán)境保護(hù)等方面，簡(jiǎn)單總結(jié)了新奧法在我國城市地鐵中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以期大家能對(duì)目前的情況有較全面的認(rèn)識(shí)。

　　關(guān)鍵詞：新奧法；開挖方法；支護(hù)形式；信息化；設(shè)計(jì)與施工

　　1、概述

　　新奧法[NATM]是新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱，它是應(yīng)用巖體力學(xué)原理，以維護(hù)和利用圍巖的自穩(wěn)能力為基點(diǎn)，以錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，并在隧道施工過程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)獲取圍巖變動(dòng)的動(dòng)態(tài)信息，并反饋于修正支護(hù)參數(shù)與施工措施，充分發(fā)揮圍巖的自承能力。新奧法廣泛應(yīng)用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。

　　當(dāng)前，世界范圍內(nèi)應(yīng)用新奧法設(shè)計(jì)與施工城市地鐵工程取得了相當(dāng)大的發(fā)展。如智利的圣地亞哥新地鐵線采用新奧法施工地鐵車站，車站位于城市道路下7m～9m，開挖面積150m²，相當(dāng)于17m（寬）×14m（高）；我國自1987年在北京地鐵首次采用新奧法設(shè)計(jì)施工復(fù)興門車站及折返線工程，車站跨度達(dá)26m。針對(duì)我國城市地下工程的特點(diǎn)和地質(zhì)條件，新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展，又開發(fā)了“淺埋暗挖法”這一新方法，與明挖法、盾構(gòu)法相比較，由于它可以避免明挖法對(duì)地表的干擾性，而又較盾構(gòu)法具有對(duì)地層較強(qiáng)的適應(yīng)性和高度靈活性，因此目前廣泛應(yīng)用于城市地鐵區(qū)間隧道、車站、地下過街道、地下停車場(chǎng)等工程，如根據(jù)新奧法的基本原理，采用“群洞”方案修建的廣州地鐵二號(hào)線越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車站站，斷面復(fù)雜多變的折返線工程、聯(lián)絡(luò)線工程也多采用新奧法。

　　在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法。尤其在施工場(chǎng)地受限制、地層條件復(fù)雜多變、地下工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等情況下用新奧法施工尤為重要。

　　2、隧道開挖方法

　　采用新奧法設(shè)計(jì)和施工地鐵隧道時(shí)，其開挖方法主要根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小及周邊環(huán)境條件等因素選擇，開挖方法主要采用類比法，并結(jié)合數(shù)值分析確定。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，主要開挖方法的特點(diǎn)和適用范圍見表1.目前國內(nèi)對(duì)于斷面較小的區(qū)間隧道，主要采用臺(tái)階法，地質(zhì)條件較差或地表沉降控制要求嚴(yán)格時(shí)，可考慮采用CD法，并根據(jù)需要采用輔助施工

　　措施解決，以提高施工速度；而對(duì)于斷面較大的地鐵車站和折返線，考慮工程安全和保護(hù)周邊環(huán)境，多采用CRD工法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑工法（眼鏡工法）。

　　3、支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

　　我國采用新奧法修建的地鐵工程，大多采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)為噴錨支護(hù)，二次襯砌采用現(xiàn)澆混凝土，初期支護(hù)承擔(dān)主要地層荷載，二次襯砌作為安全儲(chǔ)備、飾面及防水層。

　　3.1 初期支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

　　根據(jù)隧道不同開挖順序引起的圍巖“松弛”階段，采用“圍巖松弛”理論進(jìn)行分析，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)類比確定支護(hù)類型進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)。在施工過程中監(jiān)測(cè)圍巖及初期支護(hù)變形，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果修正預(yù)設(shè)計(jì)，即實(shí)施信息化設(shè)計(jì)與施工。

　　經(jīng)過多年的施工實(shí)踐，對(duì)初期支護(hù)的認(rèn)識(shí)逐漸深刻，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　a.噴射混凝土

　　為吸收軟弱圍巖的變形，通過采用鋼纖維噴射混凝土及增加鋼纖維含量或鋼纖維質(zhì)量提高噴射混凝土強(qiáng)度，對(duì)于高應(yīng)力區(qū)，可采用強(qiáng)度高、耐久性好的玻璃纖維，而不是盲目增加噴射混凝土厚度，經(jīng)計(jì)算分析，當(dāng)噴射混凝土層H≤D/40時(shí)，噴射混凝土無彎矩狀態(tài)，有利于發(fā)揮噴射混凝土的支護(hù)作用。目前，提高噴射混凝土強(qiáng)度，發(fā)展鋼纖維噴射混凝土成為一種趨勢(shì)。

　　b.鋼拱架

　　由于鋼拱架不僅承受其上部圍巖荷載，而且要承受鋼拱架之間的圍巖荷載，所以采用鋼拱架可以控制隧道發(fā)生大的變形。為了更好發(fā)揮鋼拱架作用，必須提高隧道成型質(zhì)量，保證鋼拱架與隧道開挖輪廓線密貼。

　　c.錨桿

　　實(shí)踐證明，采用噴射混凝土+錨桿+鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，錨桿具有重要作用，特別是在隧道拱部，有利于在發(fā)生大變形時(shí)，可以防止剪切失穩(wěn)；在沒有仰拱時(shí)，在拱腳處應(yīng)安裝鎖腳錨桿，可以控制墻底部發(fā)生大變形和坍塌。

　　3.2 二次襯砌設(shè)計(jì)與施工

　　二次襯砌作為結(jié)構(gòu)安全的長期儲(chǔ)備、飾面和防水層，在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后施做，施工時(shí)應(yīng)特別注意現(xiàn)澆混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性、耐久性以及施工縫的防水。隨著噴射混凝土技術(shù)的發(fā)展，國外已有采用噴射混凝土作為二次襯砌的實(shí)例，這樣可以大大減小襯砌厚度，提高施工速度，降低工程造價(jià)；采用高性能混凝土提高混凝土強(qiáng)度、密實(shí)性、耐久性，特別是提高混凝土的早期強(qiáng)度，以減少脫模時(shí)間，提高二次襯砌施工速度。

　　4、隧道防水設(shè)計(jì)與施工

　　初期我國城市新奧法施工地鐵隧道的防水原則為“以防為主”，經(jīng)過多年實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在地下水位較高的地區(qū)防水層承受很大的水壓力，往往易在防水層薄弱的地方漏水�；�于以上認(rèn)識(shí)，確定防水設(shè)計(jì)原則為：

　　“以防為主，防排結(jié)合，綜合治水”，防水結(jié)構(gòu)的基本形式為：復(fù)合式襯砌+防水層+排水盲管，在初期支護(hù)和二次襯砌之間鋪設(shè)防水層，在初期支護(hù)表面鋪設(shè)排水盲管，在墻腳處設(shè)排水盲溝，這種防水方法較好解決了隧道防水問題。

　　5、輔助施工措施

　　輔助施工措施推動(dòng)了新奧法在城市地鐵中的應(yīng)用和發(fā)展，在采用新奧法修建的城市地鐵區(qū)間隧道及暗挖車站中具有重要作用。選擇輔助施工措施的原則是：在滿足工程安全的條件下，優(yōu)先選擇簡(jiǎn)單易行、有效、經(jīng)濟(jì)的輔助措施。

　　目前常用的輔助施工措施有：

　　①超前錨桿和超前小導(dǎo)管支護(hù)（或小導(dǎo)管注漿加固地層）；

　　②噴射混凝土封閉掌子面；

　　③玻璃鋼纖維管注漿加固掌子面；

　�、荛L管棚超前支護(hù)注漿加固地層；

　�、萆羁鬃�漿加固地層；

　　⑥凍結(jié)法加固地層；

　　⑦水平旋噴樁超前支護(hù)；

　�、嗟乇礤^桿或高壓旋噴加固地層；

　　⑨降低地下水位。

　　不同的輔助施工措施具有不同的適用條件，應(yīng)綜合分析各種輔助施工措施對(duì)地質(zhì)條件的適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和工期等，慎重選擇。

　　6、信息化設(shè)計(jì)與施工

　　目前，由于對(duì)地下工程設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行理論分析牽涉問題很多，比較困難，其主要原因是圍巖的復(fù)雜性，施工方法難以模擬性，圍巖與支護(hù)相互作用的復(fù)雜性。而用于隧道的信息化設(shè)計(jì)的方法，還基本停留在經(jīng)驗(yàn)類比的基礎(chǔ)上。因此施工過程中的監(jiān)控量測(cè)具有重要作用，通過信息反饋能及時(shí)地修正、完善預(yù)設(shè)計(jì)。噴錨支護(hù)是新奧法的基礎(chǔ)，圍巖變形量測(cè)是新奧法的靈魂，沒有圍巖變形量測(cè)的噴錨支護(hù)不是新奧法。在隧道施工過程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)獲取圍巖的動(dòng)態(tài)信息，并反饋于修正支護(hù)參數(shù)與施工措施，充分利用并發(fā)揮圍巖的自承能力、支護(hù)的強(qiáng)度和變形，保持圍巖的穩(wěn)定性，以期達(dá)到安全與經(jīng)濟(jì)合理的目的，這就是信息化設(shè)計(jì)與施工的實(shí)質(zhì)。但目前大多數(shù)施工技術(shù)人員沒能深刻領(lǐng)會(huì)和掌握信息化新奧法設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，真正做到信息化設(shè)計(jì)與施工的工程并不多。

　　7、環(huán)境保護(hù)

　　采用新奧法修建的地下工程，一般所處的周邊環(huán)境比較復(fù)雜，周圍對(duì)沉降敏感的建筑物多等特點(diǎn)，對(duì)周邊環(huán)境的影響已成為設(shè)計(jì)方案可行性評(píng)估的重要內(nèi)容；施工過程中采取有效的保護(hù)措施，將施工對(duì)環(huán)境的影響減到最小程度。但是目前施工對(duì)周邊環(huán)境影響的評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)還缺乏合理性，如地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一采用30mm，建筑物沉降和傾斜沒有相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)，而不加分析地均采用建筑規(guī)范規(guī)定值，顯然是不合理的，因此有必要就地下工程施工對(duì)周圍環(huán)境影響的評(píng)估程序、評(píng)估方法以及控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究。

　　8、結(jié)束語

　　不可否認(rèn)，我國采用新奧法修建城市地鐵已積累了豐富的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了我國地鐵建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。但目前還存在一些不足和薄弱環(huán)節(jié)，如隧道信息化設(shè)計(jì)與施工方面還有待深入研究，新材料、新工藝、新設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用推廣力度不夠，施工對(duì)周邊環(huán)境影響的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)缺乏合理性，輔助施工技術(shù)與環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究還比較薄弱等�？梢灶A(yù)料，隨著我國綜合國力的提高，21世紀(jì)必將是我國城市地鐵建設(shè)的高峰期，由于經(jīng)濟(jì)性、地層條件復(fù)雜多變以及特殊的環(huán)境條件，新奧法在城市地鐵建設(shè)中還需不斷完善，以上幾個(gè)方面的問題都是亟待解決的課題。