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

　　關鍵詞：新奧法；開挖方法；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稱，它是應用巖體力學原理，以維護和利用圍巖的自穩(wěn)能力為基點，以錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，并在隧道施工過程中進行現(xiàn)場監(jiān)控量測，及時獲取圍巖變動的動態(tài)信息，并反饋于修正支護參數(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。

　　當前，世界范圍內(nèi)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車站及折返線工程，車站跨度達26m。針對我國城市地下工程的特點和地質(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(qū)間隧道、車站、地下過街道、地下停車場等工程，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線越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車站站，斷面復雜多變的折返線工程、聯(lián)絡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、隧道開挖方法

　　采用新奧法設計和施工地鐵隧道時，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，并結合數(shù)值分析確定。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗，主要開挖方法的特點和適用范圍見表1.目前國內(nèi)對于斷面較小的區(qū)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，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；而對于斷面較大的地鐵車站和折返線，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(xiàn)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(jù)隧道不同開挖順序引起的圍巖“松弛”階段，采用“圍巖松弛”理論進行分析，并結合工程經(jīng)驗類比確定支護類型進行預設計。在施工過程中監(jiān)測圍巖及初期支護變形，根據(jù)監(jiān)測結果修正預設計，即實施信息化設計與施工。

　　經(jīng)過多年的施工實踐，對初期支護的認識逐漸深刻，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　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度，對于高應力區(qū)，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，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挖輪廓線密貼。

　　c.錨桿

　　實踐證明，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，可以防止剪切失穩(wěn)；在沒有仰拱時，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期儲備、飾面和防水層，在初期支護變形基本穩(wěn)定后施做，施工時應特別注意現(xiàn)澆混凝土的強度、密實性、耐久性以及施工縫的防水。隨著噴射混凝土技術的發(fā)展，國外已有采用噴射混凝土作為二次襯砌的實例，這樣可以大大減小襯砌厚度，提高施工速度，降低工程造價；采用高性能混凝土提高混凝土強度、密實性、耐久性，特別是提高混凝土的早期強度，以減少脫模時間，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)過多年實踐發(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。基于以上認識，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題。

　　5、輔助施工措施

　　輔助施工措施推動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(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：

　　①超前錨桿和超前小導管支護（或小導管注漿加固地層）；

　　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；

　　④長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；

　　⑧地表錨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)驗類比的基礎上。因此施工過程中的監(jiān)控量測具有重要作用，通過信息反饋能及時地修正、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，沒有圍巖變形量測的噴錨支護不是新奧法。在隧道施工過程中進行現(xiàn)場監(jiān)控量測，及時獲取圍巖的動態(tài)信息，并反饋于修正支護參數(shù)與施工措施，充分利用并發(fā)揮圍巖的自承能力、支護的強度和變形，保持圍巖的穩(wěn)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質(zhì)。但目前大多數(shù)施工技術人員沒能深刻領會和掌握信息化新奧法設計與施工技術，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，周圍對沉降敏感的建筑物多等特點，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(nèi)容；施工過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(tǒng)一采用30mm，建筑物沉降和傾斜沒有相應控制標準，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周圍環(huán)境影響的評估程序、評估方法以及控制標準進行研究。

　　8、結束語

　　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(jié)，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，輔助施工技術與環(huán)境保護技術研究還比較薄弱等。可以預料，隨著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，以上幾個方面的問題都是亟待解決的課題。