新奥法隧道施工中的水害治理方法研究
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作者: 梁丹
本文从新奥法的内涵出发，分析了新奥法施工的特点，并谈论了衬砌水害的种类及原因，最后在此基础上着重讲解了衬砌水害治理方法。
1.新奥法内涵
新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，其英文为New Austrian Tunnelling Method，英文的简称为NATM。奥地利学者拉布西维兹（L. V. RABCEW ICZ）教授50年代提出了新奥法概念，隧道工程经验和岩体力学是新奥法概念的理论基础，锚杆和喷射混凝土组合在一起来作为主要的支护手段，是一种常用的施工方法，多国家的实践和理论研究后，60年代正式命名，并取得专利。西欧、北欧、美国和日本等多国采用这种方法作为地下工程的主要施工方法，已成为隧道建设的标志性技术之一。我国六十年代引入了NATM，之后的十几年中迅速发展。到目前，NATM新奥法已成为过我解决地下工程难点的基本方法，几乎所有的软弱破碎围岩地段修筑隧道都采用该方法。
2.新奥法施工特点
2.1及时性
喷锚支护是新奥法施工的主要手段，通过这种方法可以最大限度的紧跟开挖作业面施工，开挖施工面的时空效应可以得到很好的利用，从而阻止支护前的变形，防止围岩出现松动，可以采取超前支护措施，加之喷射混凝土的早强和全面粘接性，这样就可以保证支护的及时性和有效性。
立即喷射混凝土支护，在巷道爆破后，这样可以有效地制止岩层形状的变化，还可以控制应力减弱去的伸展，进而减轻支护的承载，加强了岩层的稳定性。
2.2封闭性
全面密粘的支护，喷锚支护及时施工，避免水和风化作用损坏围岩，有效的防止膨胀岩体的潮解和膨胀，使原有岩体强度不变。
开挖巷道后，爆破作用造成围岩产生新裂缝，原有的地质构造也有裂缝，两者混在一起随时有可能产生变形或塌落。喷射混凝土支护可以较高的速度向岩石面喷射，能把围岩的裂缝、节理和凹穴充填，可以提高围岩的强度。喷锚支护还能够封闭围岩，是水和空气与岩层隔绝，不能够想接触，以至于防止裂隙填充物软化、解体，防止裂隙张开。保护围岩的稳定性。
2.3粘结性
喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生3种作用：1）联锁作用。可以将被裂隙分割开的岩块粘再一起，如果围岩其中的一块发生滑移或者坠落时，临近岩块会产生联锁反应，稳定性被破坏，较大范围的出现冒顶或片帮；2）复和作用。喷锚支护可以使围岩构成一个受力体系，共同支护围岩，提高围岩的稳定性和自身的支撑能力，形成一个同时工作的受力系统，改善岩石承载结构，从根本上改变了支架消极承担的缺点；3）增加作用。及时进行喷锚支护，可以消除围岩表面的凸凹不平，消除岩石表面的应力集中现象，避免因应力集中造成的围岩破坏。可以改善巷道周边的双方向受力状态，提高围岩的强度。
2.4柔性
喷锚支护能够和围岩粘再一起，喷锚支护是一种柔性薄性支护，具有一定的柔性，可以使围岩共同产生变形。围岩中有一定范围的非弹性变形区，可以有效的控制围岩塑性去，充分发挥围岩的自承能力。喷锚支护在与围岩共同变形受到压缩，产生支护反力，抑制围岩产生过大的变形。
3.衬砌水害分类及原因
衬砌水害主要为衬砌渗漏，包括：渗润、滴水、流水、漏水、喷水、淋瀑等现象。衬砌水害除受水文地质环境因素的影响外，衬砌施工原因主要有：1）忽视质量砼级配差浇注捣固不实，造成砼蜂窝、麻面、空洞；2）水灰比过大，造成表面整洁，内部不紧密，产生泌水管路；3）施工缝、伸缩缝等缝隙产生漏水缝隙；4）由于地基不均匀、坍塌导致裂缝漏水。消除衬砌水害的首要任务是加强隧道的衬砌渗漏预防和整治。
4.衬砌水害治理方法分析
通过对以上衬砌水害原因的分析，得出了如下衬砌水害治理的方法：
4.1将地表水流入坑道的通道截断
该办法要从以下3点着手：1）为防止冲刷洞口仰坡，实施作洞顶天沟；2）对洞顶的水池，水塘，水槽等等进行整治，以防止渗水和积水；3）在泄水洞的地方进行地下水拦截。
4.2对洞内衬砌背后防排水进行设施
该方法主要通过设置专用防排水设施（如防水板，止水条，透水软管等等），将洞壁周围喷出来的地下水加以汇积引导，排除洞外。实践证明，该放放对于水害防治具有非常明显的效果。具体做法如下：
（1）盲沟网的铺设。根据出水点、缝的分布和出水量大小，在喷锚支护或初期衬砌表面，设置环向、纵向相连，互通的盲沟网，然后由上至下，在边墙下部穿过衬砌引入侧沟、排出洞外；
（2）塑料防水板的铺设。为提高隧道衬砌质量的整体水平，在有水隧道设计中无论是整体式衬砌还是复合式衬砌大都设有防水板。防水板的规范化施工对水害防治具有非常重要的作用，其施作要素包括如下：①防水板搭接缝的粘合采用合成树脂粘合剂粘结法和热熔焊接法；②防水板的挂设必须按照从外向内的顺序进行，先在贴围岩一面焊设定量的PVC吊带，同时用钢钉钉在设置好的胀塞、木桩上。然后在其背面安装无纺布的防水板。
（3）衬砌三缝的防水。①无止水条设计而出现围岩漏水时，衬砌环间施工缝以简单的L 形企口、钢刷打毛、高压水冲洗等措施加以防渗，可以收到较好效果；②为了进行止水遇水必须钉设止水条。该过程可用钢钉直接将胶条钉在衬砌外边缘或超挖回填混凝上表面，使胶条与混凝土面密贴；③堵头模板的拼装、加固与混凝土振捣等工序，必须与洞身混凝土同样重视、同样对待、才能收到良好的防水效果。
参考文献：
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[3]赵国刚，袁春花，吴育忠. 省道S212线峰山隧道塌方处理[J]安徽建筑， 2006（4）.
（作者单位：中国水电十五局路桥工程公司陕西西安710006）
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