NATM發(fā)展歷史

1934年，新奧法主要創(chuàng)始人 L.V. 拉布采維茨在就試圖將噴漿方法用于地下工程。

他在1942～1945年建造的洛伊布爾隧道中采用了雙層薄襯砌，即先噴一層混凝土，待變形收斂后再噴一層。

1944年，他發(fā)表了有關噴混凝土的論文，并指出了圍巖動態(tài)隨時間變化的重要性。

1948年，又指出了量測工作的重要性。又公布了新噴敷方法。

1948～1953年噴混凝土在奧地利首次用于卡普倫水力發(fā)電站的默爾隧洞。

最早在歐洲推廣使用錨桿的是1951～1953年建造的伊澤爾-阿爾克電站的有壓輸水隧洞。

1953～1955年修建普魯茨-伊姆斯特電站的有壓輸水隧洞時，按照拉布采維茨的建議，充分采用錨桿而獲得成功。

1957～1965年是著手發(fā)展新奧法的時期。拉布采維茨于1963年將這一方法正式命名為新奧地利隧道施工法。

1964～1969年又提出了在巖石壓力下隧道穩(wěn)定性的理論分析，強調(diào)采用薄層支護，并及時修筑仰拱以閉合襯砌的重要性。根據(jù)實驗證實，襯砌應按剪切破壞進行設計計算。

奧地利的馬森貝格道路隧道由于地質不良，用比國法失敗后，改用新奧法使閉合隧道襯砌環(huán)的經(jīng)驗取得成功，并在1971年及1974年分別用于地壓很大的陶恩隧道和阿爾貝格隧道。

新奧法的英文簡稱，及new austrian tunnelling method。新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲(L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的, 它是以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學的理論為基礎, 將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法,經(jīng)過一些國家的許多實踐和理論研究,于60年代取得專利權并正式命名。之后這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā) 展, 已成為現(xiàn)代隧道工程新365JT技術標志之一。六十年代NATM 被介紹到我國,七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展?？梢哉f在所有重點難點的地下工程中都離不開NATM。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法。

新奧法施工采用噴錨支護為主要手段，可以最大限度地緊跟開挖作業(yè)面施工，因此可以利用開挖施工面的時空效應，以限制支護前的變形發(fā)展，阻止圍巖進入松動的狀態(tài)，在必要的情況下可以進行超前支護，加之噴射混凝土的早強和全面粘結性因而保證了支護的及時性和有效性。

NATM及時性

新奧法施工采用噴錨支護為主要手段，可以最大限度地緊跟開挖作業(yè)面施工，因此可以利用開挖施工面的時空效應，以限制支護前的變形發(fā)展，阻止圍巖進入松動的狀態(tài)，在必要的情況下可以進行超前支護，加之噴射混凝土的早強和全面粘結性因而保證了支護的及時性和有效性。??

在巷道爆破后立即施工以噴射混凝土支護能有效地制止巖層變形的發(fā)展，并控制應力降低區(qū)的伸展而減輕支護的承載，增強了巖層的穩(wěn)定性。????

NATM封閉性

由于噴錨支護能及時施工，而且是全面密粘的支護，因此能及時有效地防止因水和風化作用造成圍巖的破壞和剝落，制止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護原有巖體強度。??

巷道開挖后，圍巖由于爆破作用產(chǎn)生新的裂縫，加上原有地質構造上的裂縫，隨時都有可能產(chǎn)生變形或塌落。當噴射混凝土支護以較高的速度射向巖面，很好的充填圍巖的裂隙，節(jié)理和凹穴，大大提高了圍巖的強度。（提高圍巖的粘聚力C和內(nèi)摩擦角）。同時噴錨支護起到了封閉圍巖的作用，隔絕了水和空氣同巖層的接觸，使裂隙充填物不致軟化、解體而使裂隙張開，導致圍巖失去穩(wěn)定。????

NATM粘結性

?噴錨支護同圍巖能全面粘結，這種粘結作用可以產(chǎn)生三種作用：??

①?聯(lián)鎖作用，即將被裂隙分割的巖塊粘結在一起若圍巖的某塊危巖活石發(fā)生滑移墜落，則引起臨近巖塊的聯(lián)鎖反應，相繼喪失穩(wěn)定，從而造成較大范圍的冒頂或片幫。開巷后如能及時進行噴錨支護，噴錨支護的粘結力和抗剪強度是可以抵抗圍巖的局部破壞，防止個別威巖活石滑移和墜落，從而保持圍巖的穩(wěn)定性。??

②復和作用，即圍巖與支護構成一個復合體（受力體系）共同支護圍巖。噴錨支護可以提高圍巖的穩(wěn)定性和自身的支撐能力，同時與圍巖形成了一個共同工作的力學系統(tǒng)，具有把巖石荷載轉化為巖石承載結構的作用，從根本上改變了支架消極承擔的弱點。??

③增加作用。開巷后及時繼進行噴錨支護，一方面將圍巖表面的凹凸不平處填平，消除因巖面不評引起的應力集中現(xiàn)象，避免過大的應力集中所造成的圍巖破壞；另一方面，使巷道周邊圍巖由雙方向受力狀態(tài)，提高了圍巖的粘結力C和內(nèi)摩擦角，也就是提高了圍巖的強度。????

NATM柔性

噴錨支護屬于柔性薄性支護，能夠和圍巖緊粘在一起共同作用，由于噴錨支護具有一定柔性，可以和圍巖共同產(chǎn)生變形，在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū)，并能有效控制允許圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，使圍巖的自承能力得以充分發(fā)揮。另一方面，噴錨支護在與圍巖共同變形中受到壓縮，對圍巖產(chǎn)生越來越大的支護反力，能夠抑制圍巖產(chǎn)生過大變形，防止圍巖發(fā)生松動破壞。

①洞室開挖后，應使圍巖自身承擔主要的支護作用，而襯砌只是對圍巖進行加固，使成為一個整體而共同發(fā)生作用。因此，須最大限度地保持圍巖的固有強度，以發(fā)揮圍巖的自承能力。如及時噴混凝土封閉巖壁，就能有效地防止圍巖松弛，而不使其強度大幅度降低，同時也不存在因頂替支撐而使圍巖變形松弛?？傊畱箛鷰r經(jīng)常處于三軸應力約束狀態(tài)，最為理想。

②預計圍巖有較大變形和松弛時，應對開挖面施作保護層，而且應在恰當?shù)臅r候敷設，過早或過遲均不利。其剛度不能太大或太小，又必須是能與圍巖密貼，而要做成薄層柔性，允許有一定變形，以使圍巖釋放應力時起卸載作用，盡量不使其有彎矩破壞的可能。這種支護和傳統(tǒng)的支護不同，不是因受彎矩而是受壓剪作用破壞的。由于混凝土的抗壓和抗剪強度比抗拉和抗彎強度大得多，從而具有更高的承載能力。一次支護的位移收斂后，可在其光滑的表面上敷設高質量的防水層，并修筑為提高安全度的二次支護。前后兩次支護與圍巖之間都只有徑向力作用。

③襯砌需要加強的區(qū)段,不是增大混凝土的厚度，而是加鋼筋網(wǎng)、鋼支撐和錨桿，使隧道全長范圍采用大致相同的開挖斷面。此外，因為新奧法不在坑道內(nèi)架設桿件支撐，空間寬敞，從而提高了安全性和作業(yè)效率。

④為正確掌握和評價圍巖與支護的時間特性，可在進行室內(nèi)試驗的同時，在現(xiàn)場進行量測。量測內(nèi)容為襯砌內(nèi)的應力、圍巖與襯砌間的接觸應力以及圍巖的變位，據(jù)以確定圍巖的穩(wěn)定時間、變形速度和圍巖分類等最重要的參數(shù)，以便適應地質情況的變化，及時變更設計和施工。量測監(jiān)控是新奧法的基本特征，量測的重點是圍巖和支護的力學特征隨時間的變化動態(tài)。襯砌的做法和施作時間是依據(jù)圍巖變位量測決定的。

⑤隧道支護在力學上可看作厚壁圓筒。它是由圍巖支承環(huán)和襯砌環(huán)組成的結構，且兩者存在共同作用。圓筒只有在閉合后才能在力學上起圓筒作用，所以除在堅硬巖層之外，敷設仰拱使襯砌閉合是特別重要的。

圍巖的動態(tài)主要取決于襯砌環(huán)的閉合時間。當上半斷面超前掘進過多時,就相應地推遲了它的閉合時間,在隧道縱方向形成懸臂梁的狀態(tài)而產(chǎn)生大彎曲的不良影響。另外，為防止引起圍巖破壞的應力集中，斷面應做到無角隅，最好采用圓形斷面。

⑥圍巖的時間因素還受開挖和襯砌等施工方法的影響，它對結構的安全性起著決定的作用?？紤]掘進循環(huán)周期、襯砌中仰拱的閉合時間、拱部導坑的長度以及襯砌強度等變化因素，把圍巖和支護作為一個整體來謀求穩(wěn)定。從應力重分布角度去考慮，全斷面一次開挖是最有利的；分部開挖會使應力反復分布而造成圍巖受損。

⑦巖層內(nèi)的滲透水壓力，必須采取排水措施來降低。

新奧法的支護結構仍處于經(jīng)驗設計的階段，它的前提是要科學地進行圍巖分類，并根據(jù)已經(jīng)修建的類似工程的經(jīng)驗，提出支護設計參數(shù)或標準設計模式。這種工程類比法還只考慮了巖體結構、巖塊單軸抗壓強度、弱面特性等工程地質性質、坑道的跨度以及圍巖自穩(wěn)時間等主要因素，需在各種設計與施工規(guī)程的實施過程中，依據(jù)量測數(shù)據(jù)加以修正?，F(xiàn)場監(jiān)控設計，一般分成預先設計階段和最后設計階段，后者是根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，經(jīng)分析比較或計算后，最后提出設計。理論解析和有限元數(shù)值計算，還不能得出充分可靠和滿意的結果，必須由上述兩種方法即經(jīng)驗和量測加以驗證。 2100433B

錨噴網(wǎng)法國外起源

一是20世紀50年代形成的新奧地利隧道開挖方法（New Austrian Tunnelling Method），簡稱新奧法（NATM）；二是20世紀60年代初期最早在法國發(fā)展起來的加筋土技術。70 年代，德國、法國、美國、西班牙、巴西、匈牙利、日本等國家?guī)缀踉谕粫r期各自獨立開始了現(xiàn)代土釘墻技術的研究與應用 。

國際上有詳細記載的第一個土釘墻工程是1972 年法國在凡爾塞附近的一處鐵路路塹的邊坡支護工程，德國1979 年在斯圖加特建造了第一個永久性土釘墻工程，美國有詳細記載的一個工程是1976 年在俄勒岡州波特蘭市一所醫(yī)院擴建工程的基礎開挖。1979 年巴黎地基加固國際會議之后，由于各國信息交流，改變了以前各自獨立研究狀態(tài)，使得土釘墻技術得到迅速發(fā)展和應用，1990 年在美國召開的擋土結構國際學術會議上，土釘墻作為一個獨立的專題與其它支擋形式并列，成為了一個獨立的地基加固學科分支。

錨噴網(wǎng)法國內(nèi)起源

一是國外的土釘墻技術，二是在國內(nèi)地下工程中應用廣泛的噴錨技術。有記載的首例工程是山西太原煤礦設計院王步云1980 年將土釘墻用于山西柳灣煤礦的邊坡支護。

90 年代以后國內(nèi)深基坑工程大規(guī)模興起，有學者嘗試著將土釘墻技術用于基坑，了解到的首例工程為1991 年胡建林等人完成的金安大廈基坑，位于深圳市羅湖區(qū)文錦南路，周長約100m，開挖深度6~7m。半年后（1992 年）開挖深度達12.5m的深圳發(fā)展銀行大廈基坑采用土釘墻獲得成功，引起了巖土工程界的極大興趣與廣泛重視。之后土釘墻技術異軍突起，得到了廣泛而迅猛的應用與研究。90 年代中期以后，多個國家、行業(yè)及地方規(guī)范標準的相繼出臺，使土釘墻技術得到了進一步的普及與提高 。

土釘墻國外起源

一是20世紀50年代形成的新奧地利隧道開挖方法（New Austrian Tunnelling Method），簡稱新奧法（NATM）；二是20世紀60年代初期最早在法國發(fā)展起來的加筋土技術。70 年代，德國、法國、美國、西班牙、巴西、匈牙利、日本等國家?guī)缀踉谕粫r期各自獨立開始了現(xiàn)代土釘墻技術的研究與應用 。

國際上有詳細記載的第一個土釘墻工程是1972 年法國在凡爾塞附近的一處鐵路路塹的邊坡支護工程，德國1979 年在斯圖加特建造了第一個永久性土釘墻工程，美國有詳細記載的一個工程是1976 年在俄勒岡州波特蘭市一所醫(yī)院擴建工程的基礎開挖。1979 年巴黎地基加固國際會議之后，由于各國信息交流，改變了以前各自獨立研究狀態(tài)，使得土釘墻技術得到迅速發(fā)展和應用，1990 年在美國召開的擋土結構國際學術會議上，土釘墻作為一個獨立的專題與其它支擋形式并列，成為了一個獨立的地基加固學科分支。

土釘墻國內(nèi)起源

一是國外的土釘墻技術，二是在國內(nèi)地下工程中應用廣泛的噴錨技術。有記載的首例工程是山西太原煤礦設計院王步云1980 年將土釘墻用于山西柳灣煤礦的邊坡支護。

90 年代以后國內(nèi)深基坑工程大規(guī)模興起，有學者嘗試著將土釘墻技術用于基坑，了解到的首例工程為1991 年胡建林等人完成的金安大廈基坑，位于深圳市羅湖區(qū)文錦南路，周長約100m，開挖深度6~7m。半年后（1992 年）開挖深度達12.5m的深圳發(fā)展銀行大廈基坑采用土釘墻獲得成功，引起了巖土工程界的極大興趣與廣泛重視。之后土釘墻技術異軍突起，得到了廣泛而迅猛的應用與研究。90 年代中期以后，多個國家、行業(yè)及地方規(guī)范標準的相繼出臺，使土釘墻技術得到了進一步的普及與提高。

新奧法即新奧地利隧道365JT施工方法的簡稱，原文是 New Austrian Tunnelling Method 簡稱 NATM，新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲(L. V. RABCEW ICZ) 教授于 50 年代提出的，它是以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學的理論為基礎，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法，經(jīng)過一些國家的許多實踐和理論研究，于60年代取得專利權并正式命名。之后這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代隧道工程新365JT技術標志之一。六十年代NATM 被介紹到我國，七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展?？梢哉f在所有重點難點的地下工程中都離不開NATM。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法 。2100433B