根据隧道开挖过程中将遇到的不同地质类型，设计了3 种不同的隧道断面并采用了不同的超前支护措施，见图3。
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(3)设计调整
通过监测结果的分析和解释，施工主管决 定是否继续按设计的断面和施工方案进行施 工，或对某些措施进行调整，以保证开挖面 和洞周围岩之间的稳定平衡，确保隧道建成。 隧道完工后，必须继续进行系统的监测， 以保证隧道在整个寿命期的安全。
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新意法简介 三、与新奥法的比较
1、地层变形反应的分析方式不同 新奥法对地层变形反应的分析仅限于掌子面的后方，仅对隧道 收敛进行分析；新意法不仅对掌子面后方的地层变形反应 (收敛) 进行分析，而且更注重对掌子面及掌子面前方地层的变形反应 (掌子面挤出变形和预收敛)进行分析。
施工阶段
监测 反馈
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1.设计阶段
(1)勘察阶段
依据获取的信息，将隧道各地段围岩进行分 级(A、B、C三级24个亚级)，每一分级条件 下围岩具有相似的地质及地质力学特性。
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(2)诊断阶段
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(3)处治阶段
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在不采用隧道掘进机（ TBM ）开挖的情 况下，可以依据下述原则：
3、隧道预收敛：是隧道掌子面前方的理论轮廓线的收敛变形， 完全取决于超前核心土的强度及变形特性与其原始应力状态间 的关系。
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开挖介质变形反应研究的三个阶段
第一阶段：确定了隧道三种变形类型 (掌子面挤出变形、预 收敛变形及收敛变形)及相应的隧道不稳定的表现形式(围岩脱 落、剥落、掌子面坍塌及隧道塌方)。 第二阶段：试验证实所有变形及变形引起的不稳定现象均直 接或间接与掌子面前方超前核心土的强度有关。
第三阶段：进行了人为调节和改良超前核心土强度以调节隧 道变形的试验，研究了如何将超前核心土作为稳定围岩的工具。
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第 一 阶 段
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第 二 阶 段
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第 三 阶 段
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开挖介质变形反应研究成果
1、开挖介质对隧道开挖作业的变形反应预示着是否能够形成 成拱效应及成拱效应的位置，即预示着隧道所能达到的稳定等 级。 2、变形反应从掌子面前方的超前核心土开始，逐步沿隧道向 后发展；变形反应不仅包括收敛变形，而是由挤出变形、预收 敛变形和收敛变形组成。收敛变形只是错综复杂的应力-应变 过程的最后阶段。
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工程实例
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工程实例
在Vasto隧道中，除了洞口附近很短区段外，运用上述 2种方法均预测到可能会发生相当大的挤出变形，导致掌 子面不稳定，并最终导致巨大的预收敛及收敛变形(径向 收敛超过 100cm) 。预测的变形值很高，可能会导致严重 的失稳现象，如掌子面坍塌，并最终导致隧道坍方。
决定采取复合防护技术，即既在超前核心土的周围形 成超前约束效应(保护作用)，并对超前核心土进行直接加 固(加固作用)，之后进行全断面开挖。
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工程实例
该隧道原设计情况为台阶法开挖，开挖后立即进 行喷射混凝土、钢拱架和钢筋网初期支护；二次衬 砌采用 1m 厚的钢筋混凝土，二次衬砌紧跟掌子面， 并在保留核心土的情况下进行浇筑，随后浇筑隧道 边墙混凝土，最后浇筑仰拱混凝土。 隧道第 1 次发生严重变形后，施工单位采取了 许多措施，企图恢复隧道掘进，但是这些措施最终 都没有发挥作用，最终在km38+075里程处(覆盖层 厚度为 38m) 发生了严重坍方，波及隧道掌子面及 其后方大约40m范围。同时，隧道二次衬砌结构产 生严重变形(大于1m) ，致使无法继续施工。
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新意法简介 一、基本原理
隧道掘进时对隧道周边及前方一定范围 的围岩产生扰动，改变了围岩原始应力状 态。在开挖面周边区域内，围岩由三轴应 力逐渐转变为平面应力状态，开挖面及前 方一定范围内围岩应力重分布。开挖后围 岩变形也在扰动区域内提前发生。
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当开挖面前方围岩的应力状态处于弹性范围 内时，在开挖轮廓线附近产生弹性变形，称为“ 拱部效应”，这时开挖面处于稳定状态。
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2006年7月，铁道部有关领导考察了意大利高速铁路 隧道施工现场。 2006 年 10 月，意大利特莱维集团 (Trevi Group)组团来中国，考察了郑西客运专线黄土隧道施工 现场，并与中国同行进行了学术交流。同年11月，在北 京召开的“中国高速铁路隧道国际学术研讨会”上，意 大利特莱维集团对 “新意法”作了专题报告。 在武广客运专线浏阳河隧道中，相关施工单位对 “新意法”的部分要素进行了尝试性应用。截止目前， “新意法”还没有在我国得到真正的应用。
设计
施工
注：（*）变形现象是指，开挖面挤压及在 岩层体内部一定的变化距离内的收敛。
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二、实施要点
该工法分为两个实施阶段：在设计阶段完成地质 勘察、诊断及处理措施设计；施工阶段则边实施作 业边监控量测，然后优化调整，使开挖面和洞身结 构体系形成平衡，保持稳定。 勘察 实施
设计阶段
诊断 处治
无拱部效应
图 6-4-1 隧道开挖面失稳三种情况
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基本术语
1、超前核心土：是隧道掌子面前方一定体积的土体，呈圆柱形， 圆柱体的高度和直径大致等于隧道直径。
2、掌子面挤出变形：是开挖介质对隧道开挖产生的变形反应的 主要表现形式，主要发生在超前核心土内；挤出变形的大小取 决于超前核心土的强度、变形特性及其所处的原始应力场；挤 出变形发生在掌子面表面，沿隧道水平轴线方向发展，其几何 形状大概呈轴对称 ( 掌子面鼓出 )，或在掌子面形成螺旋状突出。
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工程实例
Vasto隧道全长约6200 m，最大埋深约135 m，直径约12 m， 位于意大利Ancona-Bari铁路线上。除靠近洞口段外，Vasto隧道 全部穿越黏土地层。在隧道深度处，地层饱水且对断层极为敏 感。1984年，从北洞口开始 Vasto隧道的开挖作业。开挖作业一 直接续到1990年，期间不断发生严重事故，进度缓慢。
拱部效应 拱部效应
拱部效应
拱部效应
自然拱部效应
自然拱部效应
转移拱部效应
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拱部效应
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拱部效应
如果开挖后围岩处于弹塑性状况，开挖轮廓四周及 开挖面将朝隧道内产生塑性变形，“拱部效应”将从 开挖轮廓周围往外移到地层中，但此“转移”只能通 自然拱部效应 过足够的支护措施来实现和控制。
转移拱部效应
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目录
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工程实例 工程图片
工程实例
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工程实例
意大利罗马--那不勒斯高速铁路隧道工程
意大利罗马 -- 那不勒斯高速铁路线上共有 隧道22座，总长为21.8 km，均采用“新意法” 进行设计和施工。隧道工程采用“一揽子”承 包合同。该工程于1994年开工,全断面机械化开 挖，施工进度很快 ( 达到每工作面约 100 m/ 月 ) ， 且持续、稳定。施工工期、造价、安全、质量 等都得到了很好的控制。“新意法”在该工程 中的应用取得了成功。
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工程实例
Vasto隧道出现上述问题后，Pietro Lunardi教授应 邀为该工程提供解决方案，使隧道恢复施工，并完成 隧道剩余工作量。Pietro Lunardi教授遂对该隧道提出 了基于“新意法”原理的设计、施工方案，其基本原 则是对掌子面前方的超前核心土进行超前约束和加固， 以控制其变形。 采用特性线法和三维挤出试验法这 2 种方法对隧道 线路的应力一应变特性进行预测 ( 见图 2) 。这 2 种方法 对低、中、高应力状态都有效。特性线法较为直接， 以特性线理论为基础，根据实际情况运用分析法或数 值法进行计算；三维挤出试验法相对较为繁琐，以三 维挤出试验为基础。
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工程实例
意大利博洛尼亚一佛罗伦萨高速铁路隧道工程
意大利博洛尼亚一佛罗伦萨高速铁路全长约92km， 其中隧道总长84.5 km。隧道穿越复杂多变的、极差的 地层，断面面积约140 m2 。该项目采用“新意法” 编 制设计规范，并以此为基础进行工程招标和施工设计。 该工程地质条件虽很差，但是，由于按“新意法” 进 行设计和施工，把风险降到了最低，因此仍以“交钥 匙”合同方式发包。该工程于 1998 年开工，全断面开 挖，机械化程度很高。工程进展顺利，每个工作面平 均月成洞 50m 。“新意法”在该工程中的应用取得了 巨大成功。
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如果开挖后围岩产生破坏 -滑移的应力状态，围岩 大变形随之产生，围岩极不稳定，“拱部效应”难以 形成，极易引起坍塌。这时必须采取人工支护措施协 转移拱部效应 助围岩形成“拱部效应”。
无拱部效应
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自然拱部效应
因此，隧道“拱部 转移拱部效应 效应”的形成及其 位置取决于开挖后 围岩的变形特性及 其大小。
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(2)监控量测
监控和施工同时进行，目的是监测地层对开 挖和稳定措施的真正反应。反应以变形现象表现 出来。为此，在开挖面前方、开挖面上及后方安 装合适的监测点。
掌子面前方预收敛—分层沉降监测仪 挤出变形—滑动式纵向测微计 地表及地层收敛—杆式分层径向变形仪 收敛变形—特制条带式变形计
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工程实例 工程图片
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Pietro Lunardi. Design and Construction of Tunnels, Analysis of controlled deformation in rocks and soils (ADECO-RS),2008
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