“新奥法”与现代隧道工程理论之我见.doc

1、陈 小 雄（陕 西 西 安 铁 路 工 程 职 工 大 学 ）摘 要 “施 工 方 法 ”与 “工 程 理 论 ”是 两 个 不 同 的 概 念 。“新 奥 法 ”应 定 义 为 一 种 “施 工 方 法 ”。它 肯 定 是 存在 的 ,而 且 应 当 给 与 这 种 施 工 方 法 相 对 应 的 现 代 隧 道 工 程 理 论 一 个 明 确 且 恰 当 的 名 称 ,即 可 以 称 之 为 “围岩 承 载 理 论 ”。关 键 词 新 奥 法 现 代 隧 道 工 程 理 论 围 岩 承 载 理 论德 国 隧 道 学 家 Kovari 教 授 在 1993 年 萨 尔 茨 堡 地 质 力 学

2、 讨 论 会 上 发 表 了 题 为 新 奥 法 是否 存 在 ？ 新 奥 法 的 错 误 原 理 的 文 章 。该 文 在 隧 道 及 地 下 工 程 界 引 起 了 一 场 不 大 不 小 的争 议 。为 此 ,德 国 交 通 与 道 路 工 程 研 究 协 会 隧 道 工 作 组 在 德 国 Tunnel杂 志 1994 年 第 二 期 上发 表 文 章 ,对 Kovari 教 授 的 观 点 进 行 了 辩 驳 。对 于 该 辩 驳 文 章 所 阐 述 的 基 本 观 点 ,相 信 大 多 数 隧 道 工 作 者 是 赞 同 的 ,但 是 本 文 作 者 对 这两 篇 文 章 中 所

3、提 出 的 某 些 问 题 另 有 看 法 。故 就 这 些 有 争 议 的 问 题 发 表 个 人 看 法 。本 文 的 基 本 观 点 是 ：作 为 一 种 施 工 方 法 ,“新 奥 法 ”肯 定 存 在 ,但 是 ,与 这 种 施 工 方 法 相 对 应的 工 程 理 论 还 没 有 一 个 明 确 且 恰 当 的 名 称 。笔 者 认 为 ：a. 应 将 隧 道 及 地 下 工 程 的 “施 工 方 法 ”与 “工 程 理 论 ”作 为 两 个 概 念 加 以 明 确 区 分 。b. 还 应 给 以 锚 杆 喷 射 混 凝 土 作 为 基 本 支 护 手 段 的 现 代 隧 道 工

4、程 理 论 提 出 一 个 明 确 且 恰当 的 命 名 。1 两 个 不 同 的 概 念开 挖 和 支 护 是 隧 道 及 地 下 工 程 施 工 的 两 个 基 本 工 序 ,也 是 关 键 工 序 。其 关 键 在 于 二 者 的对 立 统 一 关 系 ,即 ：如 何 开 挖 才 能 更 有 利 于 保 持 围 岩 稳 定 和 便 于 支 护 ；又 如 何 支 护 才 能 更 有 效地 保 证 围 岩 稳 定 和 便 于 开 挖 。围 绕 着 开 挖 和 支 护 的 实 践 和 研 究 ,在 不 同 的 时 期 ,人 们 提 出 了 不 同 的 工 程 理 论 ,并 逐 步 建立 了 不

5、 同 的 理 论 体 系 。每 一 种 理 论 体 系 都 包 含 和 解 决 了 （或 正 在 研 究 解 决 ）从 工 程 认 识 到 力 学原 理 ,从 工 程 措 施 到 施 工 原 则 等 一 系 列 工 程 问 题 ,并 且 得 到 了 广 泛 的 应 用 和 发 展 。在 多 种 理 论 并 存 的 条 件 下 ,常 难 以 避 免 地 存 在 着 概 念 乃 至 于 方 法 上 的 混 淆 不 清 等 问 题 。目 前 ,在 隧 道 及 地 下 工 程 领 域 就 一 定 程 度 地 存 在 着 “施 工 方 法 ”和 “工 程 理 论 ”概 念 不 清 的 问 题 。就 概

6、念 而 言 ,“施 工 方 法 ”与 “工 程 理 论 ”是 两 个 不 同 的 概 念 。这 两 个 不 同 的 概 念 可 以 表 述 如下 ：“施 工 方 法 ”是 开 挖 和 支 护 等 工 序 的 组 合 ,或 者 定 义 为 各 工 程 措 施 的 实 施 过 程 及 手 段 。“工 程 理 论 ”是 人 们 对 工 程 问 题 的 认 识 （即 概 念 ）、力 学 模 型 的 建 立 、工 程 措 施 的 选 择 原 则及 工 艺 流 程 的 设 计 思 想 的 总 和 或 核 心 表 述 。明 确 了 这 两 个 概 念 以 后 ,就 可 以 用 逻 辑 学 的 方 法 来 得

7、 出 推 论 ：设 “施 工 方 法 ”=A,“工 程 理 论 ”=B,显 然 ,A 不 等 于 B。Kovari 教 授 指 出 “新 奥 法 不 存 在 ”的 理 由 是 ：有 些 文 献 将 “新 奥 法 ”解 释 为 一 种 施 工 方 法 ,而 另 一 些 文 献 将 它 解 释 为 一 个 概 念 或 一 种 理 论 。因 此 他 得 出 了 这 样 的 结 论 。这 个 结 论 在 逻 辑上 是 正 确 的 ,因 为 “新 奥 法 ”不 可 能 既 是 A,又 是 B。然 而 在 实 际 工 程 中 ,“新 奥 法 ”不 论 是 作 为 一 种 施 工 方 法 ,还 是 作 为

8、一 种 工 程 理 论 都 已 被 广泛 应 用 着 ,可 见 它 是 存 在 的 。之 所 以 出 现 这 样 的 状 况 ,这 既 不 是 逻 辑 学 的 错 误 ,也 不 是 “新 奥 法 ”本 身 的 错 误 ,而 是 长 期 以 来 没 有 给 它 一 个 明 确 的 定 义 所 带 来 的 误 解 。自 从 “新 奥 法 ”与 “锚 喷 支 护 和 量 测 ”一 起 被 引 介 到 中 国 后 ,“新 奥 法 ”这 个 名 词 就 很 快 被 众多 的 隧 道 工 作 者 所 接 受 。而 且 也 曾 经 有 人 给 它 下 过 定 义 ,即 试 图 确 认 它 究 竟 是 一 种

9、 “施 工 方 法 ”抑 或 是 一 种 “工 程 理 论 ”。但 遗 憾 的 是 至 今 还 没 有 一 个 明 确 的 和 有 权 威 的 定 义 。那 么 ,“新 奥 法 ”究 竟 是 一 种 “施 工 方 法 ”,还 是 一 种 “工 程 理 论 ”呢 ？ 目 前 ,我 国 已 经 有 更 多的 隧 道 工 作 者 偏 向 于 将 其 解 释 为 一 种 “施 工 方 法 ”。但 在 包 括 教 科 书 、技 术 总 结 甚 至 技 术 规 范在 内 的 许 多 有 关 文 献 中 ,有 的 干 脆 不 提 “新 奥 法 ”而 只 提 “锚 喷 支 护 ”；或 者 只 言 “隧 道 新

10、 奥 法 ”而不 解 释 其 含 义 ；或 者 将 其 解 释 为 既 是 一 种 “施 工 方 法 ”,又 是 一 系 列 指 导 设 计 和 施 工 的 原 则 （意为 一 种 理 论 ）。这 种 状 况 ,或 许 是 我 国 隧 道 工 作 者 对 前 述 问 题 作 了 一 个 高 明 的 回 避 吧 。也 难 怪kovari 教 授 会 得 出 那 样 的 结 论 ,大 概 他 也 是 遇 到 了 同 样 的 问 题 。这 种 似 A 似 B 而 又 非 A 非 B 的 状 况 ,不 仅 给 科 研 、教 学 、设 计 和 施 工 人 员 之 间 的 交 流 带 来一 些 不 便 ,

11、而 且 造 成 概 念 的 混 淆 ,也 在 一 定 程 度 上 影 响 了 它 的 推 广 应 用 和 发 展 。尤 其 是 在 教 师教 授 学 生 的 时 候 ,更 存 在 双 重 困 难 ,即 教 师 讲 解 困 难 和 学 生 理 解 困 难 。教 师 对 “新 奥 法 ”的 解 释要 么 似 是 而 非 ,要 么 避 而 不 谈 ,总 不 能 自 圆 其 说 。学 生 要 理 解 一 个 似 是 而 非 的 东 西 ,也 总 抓 不住 要 领 ,仿 佛 是 理 解 一 个 看 得 见 摸 不 着 的 UFO。而 要 到 工 作 中 去 真 正 透 彻 地 理 解 它 ,大 概 还需

12、 要 不 短 的 时 间 。因 此 ,建 议 将 “新 奥 法 ”定 义 为 一 种 “施 工 方 法 ”,以 区 别 于 “工 程 理 论 ”。那 么 勿 容 置 疑 地 ,“新 奥 法 ”肯 定 是 存 在 的 了 。而 且 如 果 奥 地 利 真 地 为 它 申 请 了 专 利 权 的 话 ,作 为 一 种 “施 工 方 法 ”而 获 得 专 利 权 是 可 以 理 解 的 ,但 作 为 一 种 “工 程 理 论 ”而 申 请 并 获 得 专 利 则 是 令 人 难 以 理 解 和接 受 的 。 围 岩 承 载 理 论目 前 ,在 隧 道 及 地 下 工 程 领 域 中 被 广 泛 应

13、用 的 “工 程 理 论 ”主 要 有 两 种 理 论 。一 种 是 20 世 纪 20 年 代 提 出 的 “松 弛 荷 载 理 论 ”。其 核 心 内 容 是 ：稳 定 围 岩 显 然 有 自 稳 能力 ,因 而 不 产 生 荷 载 ；不 稳 定 围 岩 可 能 发 生 坍 塌 ,因 而 要 用 支 护 结 构 来 承 载 。作 用 在 支 护 结 构上 的 荷 载 是 围 岩 在 一 定 范 围 内 的 松 弛 并 可 能 坍 塌 的 岩 体 重 量 。代 表 性 的 人 物 有 泰 沙 基（K.Terzaghi）和 普 氏 （.）等 人 。这 是 一 种 传 统 的 理 论 ,它 考

14、虑 问 题 的 思 路 类似 于 地 上 工 程 ,并 且 已 发 展 到 了 一 个 相 当 的 水 平 ,至 今 仍 被 广 泛 应 用 着 。另 一 种 是 20 世 纪 60 年 代 提 出 的 以 锚 杆 喷 射 混 凝 土 作 为 基 本 支 护 手 段 的 现 代 隧 道 工 程 理论 ,或 称 为 “围 岩 承 载 理 论 ”（简 称 “岩 承 理 论 ”）。其 核 心 内 容 是 ：围 岩 稳 定 显 然 是 其 自 身 有 承 载自 稳 能 力 ；不 稳 定 围 岩 丧 失 稳 定 却 是 有 一 个 过 程 的 ,如 果 在 这 个 过 程 中 提 供 必 要 的 帮 助

15、 或 限制 ,则 围 岩 仍 然 能 进 入 稳 定 状 态 。代 表 性 的 人 物 有 腊 布 希 维 兹 （K.V.Rabcewicz）、米 勒 -菲 切 尔（Miller-Fecher）、芬 纳 -塔 罗 勃 （Fenner-Talobre）和 卡 斯 特 耐 （H.Kastener）等 人 。这 是 一 种比 较 现 代 的 理 论 ,它 已 经 脱 离 了 地 上 工 程 考 虑 问 题 的 思 路 ,而 更 接 近 于 隧 道 及 地 下 工 程 实 际 。近 半 个 世 纪 以 来 已 被 广 泛 接 受 和 推 广 应 用 ,并 且 表 现 出 了 广 阔 的 发 展 前 景

16、 。由 上 不 难 看 出 ,在 解 决 隧 道 及 地 下 工 程 问 题 时 ,前 一 种 理 论 更 注 意 结 果 和 对 结 果 的 处 理 ,即 被 动 地 接 受 了 开 挖 坑 道 后 围 岩 的 任 何 变 化 结 果 。而 后 一 种 理 论 更 注 意 过 程 和 对 过 程 的 控 制 ,即主 动 地 对 围 岩 自 承 能 力 加 以 充 分 利 用 和 弥 补 （加 固 处 理 ）。经 过 长 期 的 应 用 、研 究 和 充 实 ,这 两种 理 论 已 逐 步 形 成 两 大 理 论 体 系 ,并 且 在 原 理 、措 施 和 方 法 上 表 现 出 不 同 的

17、特 点 。两 大 理 论 体系 的 比 较 说 明 见 附 表 1。表 1 两 大 理 论 体 系 的 比 较 说 明松 弛 荷 载 理 论 围 岩 承 载 理 论认识围 岩 虽 然 有 一 定 的 承 载 能 力 ，但 极有 可 能 因 松 弛 的 发 展 而 致 失 稳 ，结 果 是对 支 护 结 构 产 生 荷 载 作 用 。即 视 围 岩 为荷 载 的 来 源 。围 岩 虽 然 可 能 产 生 松 驰 破 坏 而 致 失 稳 ，但在 松 驰 的 过 程 中 围 岩 仍 有 一 定 的 承 载 能 力 ，具有 三 位 一 体 特 性 。对 其 承 载 能 力 不 仅 要 尽 可 能地 利

18、 用 ，而 且 应 当 保 护 和 增 强 。即 视 围 岩 为 承 载的 主 体 。 支护根 据 以 往 工 程 对 围 岩 稳 定 性 的 经 验判 断 ，进 行 工 程 类 比 ，确 定 临 时 支 撑 参数 。考 虑 到 隧 道 开 挖 后 ，围 岩 很 可 能 松驰 坍 塌 ，常 用 型 钢 或 木 构 件 等 刚 度 较 大的 构 件 进 行 临 时 支 撑 ，盾 构 是 临 时 支 撑的 最 佳 形 式 。待 隧 道 开 挖 成 型 后 ，逐 步将 临 时 支 撑 撤 换 下 来 ，而 用 整 体 式 衬 砌作 为 永 久 性 衬 砌 。根 据 量 测 数 据 提 示 的 围 岩

19、 动 态 发 展 趋 势 ，确 定 初 期 支 护 参 数 。为 了 控 制 围 岩 松 弛 变 形 的过 程 ，维 护 和 增 强 围 岩 的 自 承 载 能 力 ，常 用 锚 杆和 喷 射 混 凝 土 等 柔 性 构 件 组 合 起 来 对 围 岩 进 行加 固 （称 为 喷 锚 支 护 ）。这 是 初 期 支 护 常 用 的 组合 形 式 ，必 要 时 可 增 加 超 前 锚 杆 或 钢 筋 网 甚 至钢 拱 架 。初 期 支 护 与 围 岩 共 同 构 成 隧 道 的 复 合式 承 载 结 构 体 系 。工程措施开挖常 用 分 部 开 挖 ，以 便 于 构 件 支 撑 的施 作 。钻

20、爆 法 或 中 小 型 机 械 掘 进 。常 用 大 断 面 开 挖 ，以 减 少 对 围 岩 的 扰 动 。钻爆 法 或 大 中 型 机 械 掘 进 。续表 1松 弛 荷 载 理 论 围 岩 承 载 理 论优缺点a. 构 件 临 时 支 撑 直 观 、有 效 ，容 易理 解 ，工 艺 简 单 ，易 于 操 作 ；b. 当 围 岩 松 散 破 碎 甚 至 有 水 时 ，需满 铺 背 材 ，也 能 奏 效 ；c. 临 时 支 撑 的 拆 除 既 麻 烦 又 不 安 全 ，不 能 拆 除 时 ，既 浪 费 又 使 衬 砌 受 力 条 件不 好 ；d. 一 般 必 须 在 开 挖 后 再 支 撑 ，

21、故一 次 开 挖 断 面 的 大 小 受 围 岩 稳 定 性 好 坏的 限 制 ，因 而 开 挖 与 支 护 之 间 的 相 互 干扰 较 大 ，施 工 速 度 较 慢 。a. 锚 喷 初 期 支 护 按 需 设 置 ，适 应 性 强 ，工 艺较 复 杂 ，对 围 岩 的 动 态 量 测 要 求 较 高 ；b. 当 围 岩 松 散 破 碎 甚 至 有 水 时 ，需 采 用 辅助 方 法 （如 注 浆 ）来 支 持 ，才 能 继 续 施 工 ；c. 初 期 支 护 无 须 拆 除 ，施 工 较 安 全 ，支 护 结构 受 力 状 态 较 好 ；d. 由 于 采 用 了 锚 喷 支 护 ，且 可

22、以 超 前 支 护 ，故 一 次 开 挖 断 面 可 以 加 大 ，因 而 减 少 了 开 挖 与支 护 之 间 相 互 制 约 的 程 度 ，给 快 速 掘 进 提 供 了较 为 便 利 和 安 全 的 条 件 ，施 工 速 度 较 快 。工程措施方法 传 统 矿 山 法 ；日 本 称 之 为 “背 板 法 ”。 新 奥 法 ；我 国 隧 道 规 范 现 改 称 为 “喷 锚 构 筑 法 ”。力学原理土 力 学 。视 围 岩 为 散 粒 体 ，计 算 其 对支 撑 或 衬 砌 产 生 荷 载 的 大 小 和 分 布 状 态 。结 构 力 学 。视 支 撑 和 衬 砌 为 承 载 结构 ，检

23、算 其 内 力 ，并 使 之 受 力 合 理 。建 立 的 是 “荷 载 结 构 ”力 学 体 系 ，以 最 不 利 荷 载 作 为 衬 砌 结 构 的 设 计 荷 载 。但 衬 砌 实 际 工 作 状 态 很 难 接 近 其 设 计 工作 状 态 。以 往 据 此 所 作 的 大 比 例 隧 道 结 构 荷 载 模 型 试 验 ，并 无 多 大 参 考 价 值 。岩 体 力 学 。视 围 岩 为 具 有 弹 塑 性 的 应 力岩 体 ，分 析 计 算 围 岩 在 开 挖 坑 道 前 后 的 应 力 应 变 状 态 及 变 化 过 程 。并 视 支 护 为 应 力 岩 体 的 边 界 条 件

24、，起 调 节和 控 制 围 岩 的 应 力 应 变 的 作 用 ，检 验 作 用 的效 果 并 使 之 优 化 。建 立 的 是 “围 岩 支 护 ”力 学 体 系 ，以 实 际 的应 力 应 变 状 态 作 为 支 护 的 设 计 状 态 。实 际 工作 状 态 较 易 接 近 设 计 工 作 状 态 。理论要点a. 开 挖 隧 道 后 ，围 岩 产 生 松 弛 是 必然 的 ，但 产 生 坍 塌 却 是 偶 然 的 ，故 应 准确 判 断 各 类 围 岩 产 生 坍 塌 的 可 能 性 大 小 ；b. 围 岩 的 松 弛 和 坍 塌 都 向 支 撑 或 衬砌 施 加 压 力 ，故 应 准

25、确 判 断 压 力 的 大 小和 分 布 ；(但 以 上 两 种 判 断 的 准 确 程 度 在实 际 中 很 难 把 握 。)c. 为 保 证 围 岩 稳 定 ，应 根 据 荷 载 的大 小 和 分 布 ，设 计 临 时 支 撑 和 永 久 衬 砌作 为 承 载 结 构 ，并 使 承 载 结 构 受 力 合 理 ；(但 实 际 上 只 能 以 最 不 利 荷 载 作 为 设 计荷 载 。)d. 尽 管 承 载 结 构 是 按 承 受 最 不 利 荷载 来 设 计 的 ，但 它 是 在 开 挖 后 才 施 作 的 ，故 为 保 证 施 工 的 顺 利 进 行 ，应 尽 可 能 地防 止 围 岩

26、 的 松 动 和 坍 塌 。a. 围 岩 是 主 要 承 载 部 分 ，故 在 施 工 中 应 尽可 能 地 减 少 对 围 岩 的 扰 动 ，以 保 护 其 固 有 承 载能 力 ；b. 初 期 支 护 主 要 用 来 加 固 围 岩 ，它 应 既 允许 围 岩 承 载 能 力 的 充 分 发 挥 ，又 能 防 止 围 岩 因变 形 过 度 而 产 生 失 稳 。故 初 期 支 护 应 先 柔 后 刚 ，适 时 、按 需 提 供 ；c. 围 岩 的 应 力 变 形 动 态 预 示 着 它 是 否 能进 入 稳 定 状 态 ，因 此 以 量 测 作 为 手 段 掌 握 围 岩动 态 ，进 行

27、施 工 监 控 ，或 据 此 修 改 支 护 参 数 ；d. 整 体 失 稳 通 常 是 由 局 部 破 坏 发 展 所 致 ，故 支 护 应 该 能 够 既 加 固 局 部 以 防 止 局 部 破 坏 ，又 全 面 约 束 围 岩 以 防 止 整 体 失 稳 ，从 而 使 支 护与 围 岩 共 同 构 成 一 个 封 闭 且 稳 定 的 承 载 环 。以 上 出 现 了 一 个 新 名 词 “围 岩 承 载 理 论 ”。它 确 实 是 一 个 新 名 词 。这 正 是 本 文 想 要 说 明 的问 题 之 二 。在 隧 道 及 地 下 工 程 领 域 ,传 统 工 程 理 论 名 为 “松

28、弛 荷 载 理 论 ”。这 是 众 所 周 知 的 。那 么 ,以 锚杆 喷 射 混 凝 土 作 为 基 本 支 护 手 段 的 现 代 隧 道 工 程 理 论 叫 什 么 名 称 呢 ？ 这 实 际 上 是 提 出 了 现 代隧 道 工 程 理 论 的 命 名 问 题 。就 工 程 理 论 而 言 ,通 常 人 们 讲 “传 统 ”或 “现 代 ”,是 表 明 提 出 该 理 论 的 相 对 时 间 。前 述 第 二种 理 论 的 提 出 时 间 较 晚 。但 若 仅 仅 称 之 为 “现 代 ”隧 道 工 程 理 论 ,显 然 还 不 能 确 切 地 表 明 其 真正 内 涵 。因 此 ,

29、给 这 个 现 代 隧 道 工 程 理 论 一 个 更 为 明 确 和 恰 当 的 名 称 就 显 得 非 常 必 要 。这 种 必要 性 主 要 表 现 在 以 下 两 个 方 面 。2.1 现 代 工 程 理 论 的 需 要一 般 而 言 ,工 程 理 论 的 名 称 应 该 是 对 其 核 心 内 容 和 思 想 实 质 的 高 度 概 括 并 能 充 分 体 现 人们 对 工 程 问 题 的 基 本 认 识 。“松 弛 荷 载 理 论 ”作 为 传 统 工 程 理 论 的 名 称 ,就 基 本 符 合 了 这 些 要求 。但 是 ,对 于 现 代 隧 道 工 程 理 论 的 命 名 就

30、 没 有 那 么 明 确 和 恰 当 了 。有 人 称 之 为 “新 奥 法 理 论 ”,也 有 人 称 之 为 “现 代 支 护 理 论 ”。这 些 名 称 都 不 确 切 。前 者 是 以 方 法 给 理 论 命 名 ,它 很 容 易 造成 概 念 上 的 混 淆 不 清 并 导 致 理 解 困 难 。后 者 虽 然 表 明 了 提 出 该 理 论 的 相 对 时 间 ,但 如 果 以 后再 出 现 新 理 论 ,将 如 何 称 呼 呢 ？ 难 道 要 称 之 为 “新 现 代 理 论 ”吗 ？ 即 使 有 “支 护 ”一 词 ,也 只 表 明了 解 决 问 题 的 基 本 手 段 之 一

31、 ,而 不 是 对 该 理 论 的 核 心 内 容 和 思 想 实 质 的 高 度 概 括 ,也 不 能 体现 人 们 对 隧 道 及 地 下 工 程 问 题 的 基 本 认 识 。更 何 况 现 代 隧 道 及 地 下 工 程 所 采 用 的 支 护 手 段 已不 只 是 锚 杆 喷 射 混 凝 土 ,而 是 包 括 一 切 能 够 经 济 、有 效 地 加 固 围 岩 和 增 强 围 岩 承 载 能 力 的 手段 及 其 组 合 。此 外 ,众 所 周 知 ：米 勒 (Miller)总 结 的 22 条 ,应 该 是 对 现 代 隧 道 工 程 理 论 的 核 心 内 容 和思 想 实 质

32、 的 高 度 概 括 ,并 能 充 分 体 现 人 们 对 工 程 问 题 的 基 本 认 识 。但 我 们 大 概 不 能 将 其 称 为“22 条 理 论 ”吧 。至 于 何 以 有 人 将 现 代 隧 道 工 程 理 论 称 为 “新 奥 法 理 论 ”,分 析 起 来 ,原 因 有 二 ：其 一 ,是 从 腊布 希 维 兹 教 授 提 出 “新 奥 法 ”至 今 的 所 有 研 究 者 ,都 没 有 重 视 “施 工 方 法 ”与 “工 程 理 论 ”在 概 念上 的 区 别 ,因 此 ,没 有 给 这 个 理 论 提 出 一 个 明 确 的 名 称 。其 二 ,该 理 论 确 实 是

33、 以 “新 奥 法 ”作 为“施 工 方 法 ”的 。或 者 说 ,它 是 在 锚 喷 支 护 技 术 的 成 功 应 用 的 基 础 上 逐 步 总 结 提 出 的 ,它 与 “新奥 法 ”有 着 必 然 的 联 系 ,因 此 ,人 们 在 不 经 意 中 就 称 之 为 “新 奥 法 理 论 ”。但 ,这 个 名 称 是 不 恰 当的 。2.2 现 代 工 程 实 践 的 需 要自 从 腊 布 希 维 兹 教 授 正 式 提 出 “新 奥 法 ”至 今 ,由 于 众 多 的 隧 道 工 作 者 的 不 断 应 用 和 努 力探 索 ,不 仅 使 “新 奥 法 ”作 为 施 工 方 法 得

34、以 推 广 应 用 ,而 且 使 与 这 种 施 工 方 法 相 应 的 隧 道 工 程 理论 也 发 展 成 为 一 个 较 为 完 整 的 理 论 体 系 。它 不 仅 已 初 步 解 决 了 从 工 程 概 念 和 力 学 原 理 到 工 程措 施 和 施 工 原 则 中 的 主 要 问 题 ；也 较 好 地 解 决 了 设 计 工 作 状 态 与 实 际 工 作 状 态 的 一 致 性 问 题 ,或者 已 明 确 了 解 决 问 题 的 方 向 ；并 且 采 用 了 地 质 力 学 、岩 体 力 学 、弹 塑 性 力 学 等 多 学 科 的 研 究 方法 和 成 果 来 解 决 隧 道

35、 及 地 下 工 程 实 际 问 题 。因 此 ,有 必 要 用 一 个 明 确 且 恰 当 的 名 称 来 称 呼 它 。这 样 ,不 仅 能 清 晰 地 界 定 其 内 涵 ,而 且能 指 明 其 研 究 方 向 和 启 发 研 究 问 题 的 新 思 路 、新 方 法 ,从 而 更 有 利 于 其 进 一 步 的 发 展 和 广 泛传 播 。分 析 了 以 上 两 个 方 面 的 必 要 性 以 后 ,主 张 将 以 锚 杆 喷 射 混 凝 土 作 为 基 本 支 护 手 段 的 现 代隧 道 工 程 理 论 称 之 为 “围 岩 承 载 理 论 ”,简 称 “岩 承 理 论 ”。这 个

36、 名 称 也 是 恰 当 的 。因 为 该 理 论 正 是 在 充 分 认 识 了 围 岩 的 “三 位 一 体 特 性 ”后 才 提 出 来的 。所 谓 “三 位 一 体 ”是 指 围 岩 既 是 产 生 围 岩 压 力 的 原 因 （岩 体 处 于 应 力 场 中 ）,又 是 承 受 压 力的 结 构 （应 力 岩 体 的 自 承 载 作 用 ）,而 且 是 构 成 这 个 结 构 的 天 然 材 料 （非 人 工 材 料 ）。并 提 出 了解 决 问 题 的 基 本 原 则 ,即 “围 岩 承 载 ,支 护 帮 助 ”（或 者 说 围 岩 是 工 程 加 固 的 对 象 ,支 护 是 加

37、 固 的手 段 ）。这 就 确 立 了 “围 岩 ”作 为 隧 道 承 载 结 构 体 系 的 基 本 承 载 部 分 且 不 可 替 代 的 主 体 地 位 ,同时 也 确 立 了 “支 护 ”作 为 隧 道 结 构 体 系 的 辅 助 承 载 部 分 且 可 以 选 择 的 次 要 地 位 。这 正 是 它 与 传统 松 弛 荷 载 理 论 的 根 本 性 区 别 。根 据 这 一 原 则 ,对 于 稳 定 围 岩 ,显 然 无 须 支 护 ,完 全 由 围 岩 承 载 自 稳 。对 于 不 稳 定 围 岩 ,则须 提 供 支 护 以 帮 助 围 岩 进 入 稳 定 状 态 。提 供 帮

38、助 的 多 少 （支 护 的 强 弱 ）主 要 地 取 决 于 围 岩 稳 定性 的 好 坏 。对 稳 定 性 好 的 围 岩 可 提 供 少 一 些 、弱 一 些 的 支 护 ；而 对 稳 定 性 差 的 围 岩 则 应 提 供 多一 些 、强 一 些 的 支 护 。但 ,这 些 都 只 是 一 个 程 度 问 题 ,都 不 能 否 定 “围 岩 ”作 为 隧 道 结 构 体 系 的基 本 承 载 部 分 。因 为 对 于 埋 深 较 大 的 隧 道 ,采 用 “明 挖 法 ”施 工 将 是 难 以 想 象 和 不 能 接 受 的 ,或者 是 我 们 不 便 于 将 围 岩 挖 除 而 代

39、之 以 人 工 结 构 。所 以 说 围 岩 的 这 种 存 在 状 态 也 是 不 可 替 代 的 。因 此 ,用 “围 岩 承 载 理 论 ”一 词 不 仅 表 明 了 人 们 对 隧 道 及 地 下 工 程 问 题 的 基 本 认 识 ,也 高 度概 括 了 现 代 隧 道 工 程 理 论 的 核 心 内 容 和 思 想 实 质 。Kovari 教 授 在 其 文 章 中 还 指 出 了 ：不 同 文 献 对 围 岩 承 载 理 论 的 有 关 问 题 的 不 同 解 释 ,甚至 相 互 矛 盾 之 处 。如 对 “承 载 环 ”的 描 述 。对 此 ,人 们 并 不 感 到 奇 怪 。

40、站 在 历 史 的 角 度 来 看 ,人 们在 探 索 真 理 的 过 程 中 ,都 不 可 避 免 地 会 出 现 这 样 或 那 样 的 理 解 、解 释 ,甚 至 是 错 误 。但 有 道 是 ：“大 浪 淘 沙 真 金 在 ”。随 着 研 究 的 深 入 ,正 确 的 认 识 终 究 会 被 保 留 下 来 ,而 误 解 也 终 究 会 被 摒 弃 。人 们 对 工 程 理 论 的 探 索 也 同 样 如 此 。至 此 ,可 以 说 ：不 仅 “新 奥 法 ”作 为 “施 工 方 法 ”是 客 观 存 在 的 ,而 且 “现 代 隧 道 工 程 理 论 ”既有 其 实 ,也 有 其 名

41、 。参 考 文 献1 kovari. 新 奥 法 是 否 存 在 ,新 奥 法 的 错 误 原 理 . 隧 道 译 丛 . 1996,33（5）.2 易 萍 丽 编 著 . 现 代 隧 道 设 计 与 施 工 . 北 京 中 国 铁 道 出 版 社 . 1997 年 。3 GBJ86-85. 锚 杆 喷 射 混 凝 土 支 护 技 术 规 范 . 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 .4 郑 颖 人 主 编 . 地 下 工 程 锚 喷 支 护 设 计 指 南 . 中 国 铁 道 出 版 社 . 1988 年 .5 于 书 翰 、杜 谟 远 主 编 . 隧 道 施 工 . 人 民 交 通 出 版 社 . 1999 年 .作 者 简 介 :陈 小 雄 ,男 ,1963 年 10 月 出 生 ,讲 师 ,大 学 本 科 1985 年 毕 业 于 长 沙 铁 道 学 院 ,主 要 从 事 隧 道工 程 施 工 研 究 及 教 学 工 作 。