摘要：從隧道開(kāi)挖方法、支護設計與施工、隧道防水設計與施工、輔助施工技術(shù)、信息化設計與施工、環(huán)境保護等方面，簡(jiǎn)單總結了新奧法在我國城市地鐵中的應用現狀，以期大家能對目前的情況有較全面的認識。

　　關(guān)鍵詞：新奧法；開(kāi)挖方法；支護形式；信息化；設計與施工

　　1、概述

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

　　當前，世界范圍內應用新奧法設計與施工城市地鐵工程取得了相當大的發(fā)展。如智利的圣地亞哥新地鐵線(xiàn)采用新奧法施工地鐵車(chē)站，車(chē)站位于城市道路下7m～9m，開(kāi)挖面積150m²，相當于17m（寬）×14m（高）；我國自1987年在北京地鐵首次采用新奧法設計施工復興門(mén)車(chē)站及折返線(xiàn)工程，車(chē)站跨度達26m。針對我國城市地下工程的特點(diǎn)和地質(zhì)條件，新奧法經(jīng)過(guò)多年的完善與發(fā)展，又開(kāi)發(fā)了“淺埋暗挖法”這一新方法，與明挖法、盾構法相比較，由于它可以避免明挖法對地表的干擾性，而又較盾構法具有對地層較強的適應性和高度靈活性，因此目前廣泛應用于城市地鐵區間隧道、車(chē)站、地下過(guò)街道、地下停車(chē)場(chǎng)等工程，如根據新奧法的基本原理，采用“群洞”方案修建的廣州地鐵二號線(xiàn)越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車(chē)站站，斷面復雜多變的折返線(xiàn)工程、聯(lián)絡(luò )線(xiàn)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、地層條件復雜多變、地下工程結構形式復雜等情況下用新奧法施工尤為重要。

　　2、隧道開(kāi)挖方法

　　采用新奧法設計和施工地鐵隧道時(shí)，其開(kāi)挖方法主要根據地質(zhì)條件、斷面大小及周邊環(huán)境條件等因素選擇，開(kāi)挖方法主要采用類(lèi)比法，并結合數值分析確定。根據國內外的經(jīng)驗，主要開(kāi)挖方法的特點(diǎn)和適用范圍見(jiàn)表1.目前國內對于斷面較小的區間隧道，主要采用臺階法，地質(zhì)條件較差或地表沉降控制要求嚴格時(shí)，可考慮采用CD法，并根據需要采用輔助施工

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

　　3、支護設計與施工

　　我國采用新奧法修建的地鐵工程，大多采用復合式襯砌，初期支護為噴錨支護，二次襯砌采用現澆混凝土，初期支護承擔主要地層荷載，二次襯砌作為安全儲備、飾面及防水層。

　　3.1 初期支護設計與施工

　　根據隧道不同開(kāi)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，并結合工程經(jīng)驗類(lèi)比確定支護類(lèi)型進(jìn)行預設計。在施工過(guò)程中監測圍巖及初期支護變形，根據監測結果修正預設計，即實(shí)施信息化設計與施工。

　　經(jīng)過(guò)多年的施工實(shí)踐，對初期支護的認識逐漸深刻，主要體現在以下幾個(gè)方面：

　　a.噴射混凝土

　　為吸收軟弱圍巖的變形，通過(guò)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度，對于高應力區，可采用強度高、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)計算分析，當噴射混凝土層H≤D/40時(shí)，噴射混凝土無(wú)彎矩狀態(tài)，有利于發(fā)揮噴射混凝土的支護作用。目前，提高噴射混凝土強度，發(fā)展鋼纖維噴射混凝土成為一種趨勢。

　　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(kāi)挖輪廓線(xiàn)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，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；在沒(méi)有仰拱時(shí)，在拱腳處應安裝鎖腳錨桿，可以控制墻底部發(fā)生大變形和坍塌。

　　3.2 二次襯砌設計與施工

　　二次襯砌作為結構安全的長(cháng)期儲備、飾面和防水層，在初期支護變形基本穩定后施做，施工時(shí)應特別注意現澆混凝土的強度、密實(shí)性、耐久性以及施工縫的防水。隨著(zhù)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度、密實(shí)性、耐久性，特別是提高混凝土的早期強度，以減少脫模時(shí)間，提高二次襯砌施工速度。

　　4、隧道防水設計與施工

　　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(guò)多年實(shí)踐發(fā)現，在地下水位較高的地區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�；�于以上認識，確定防水設計原則為：

　　“以防為主，防排結合，綜合治水”，防水結構的基本形式為：復合式襯砌+防水層+排水盲管，在初期支護和二次襯砌之間鋪設防水層，在初期支護表面鋪設排水盲管，在墻腳處設排水盲溝，這種防水方法較好解決了隧道防水問(wèn)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用和發(fā)展，在采用新奧法修建的城市地鐵區間隧道及暗挖車(chē)站中具有重要作用。選擇輔助施工措施的原則是：在滿(mǎn)足工程安全的條件下，優(yōu)先選擇簡(jiǎn)單易行、有效、經(jīng)濟的輔助措施。

　　目前常用的輔助施工措施有：

　�、俪�前錨桿和超前小導管支護（或小導管注漿加固地層）；

　�、趪娚浠炷�土封閉掌子面；

　�、鄄Ａт摾w維管注漿加固掌子面；

　�、荛L(cháng)管棚超前支護注漿加固地層；

　�、萆羁鬃�漿加固地層；

　�、迌鼋Y法加固地層；

　�、咚�平旋噴樁超前支護；

　�、嗟乇礤^桿或高壓旋噴加固地層；

　�、峤档偷叵滤�位。

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

　　6、信息化設計與施工

　　目前，由于對地下工程設計的合理性進(jìn)行理論分析牽涉問(wèn)題很多，比較困難，其主要原因是圍巖的復雜性，施工方法難以模擬性，圍巖與支護相互作用的復雜性。而用于隧道的信息化設計的方法，還基本停留在經(jīng)驗類(lèi)比的基礎上。因此施工過(guò)程中的監控量測具有重要作用，通過(guò)信息反饋能及時(shí)地修正、完善預設計。噴錨支護是新奧法的基礎，圍巖變形量測是新奧法的靈魂，沒(méi)有圍巖變形量測的噴錨支護不是新奧法。在隧道施工過(guò)程中進(jìn)行現場(chǎng)監控量測，及時(shí)獲取圍巖的動(dòng)態(tài)信息，并反饋于修正支護參數與施工措施，充分利用并發(fā)揮圍巖的自承能力、支護的強度和變形，保持圍巖的穩定性，以期達到安全與經(jīng)濟合理的目的，這就是信息化設計與施工的實(shí)質(zhì)。但目前大多數施工技術(shù)人員沒(méi)能深刻領(lǐng)會(huì )和掌握信息化新奧法設計與施工技術(shù)，真正做到信息化設計與施工的工程并不多。

　　7、環(huán)境保護

　　采用新奧法修建的地下工程，一般所處的周邊環(huán)境比較復雜，周?chē)鷮Τ两得舾械慕ㄖ�物多等特點(diǎn)，對周邊環(huán)境的影響已成為設計方案可行性評估的重要內容；施工過(guò)程中采取有效的保護措施，將施工對環(huán)境的影響減到最小程度。但是目前施工對周邊環(huán)境影響的評估的標準還缺乏合理性，如地表沉降控制標準統一采用30mm，建筑物沉降和傾斜沒(méi)有相應控制標準，而不加分析地均采用建筑規范規定值，顯然是不合理的，因此有必要就地下工程施工對周?chē)�環(huán)境影響的評估程序、評估方法以及控制標準進(jìn)行研究。

　　8、結束語(yǔ)

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