NATM 건축 NATM 은 신오파 터널 공사의 약칭이다. 원문은 NATM 이고, NATM 의 개념은 오스트리아 학자 ICZ 교수가 1950 년대에 제기한 것이다. 터널 공학 경험과 암석 역학 이론을 바탕으로 합니다. 닻과 스프레이 콘크리트의 결합은 주요 지지 수단인 시공 방법으로 일부 국가에서 여러 차례의 실천과 이론 연구를 거쳐 1960 년대에 특허를 획득하고 정식으로 이름을 지었다. 이후 이 방법은 서유럽, 북유럽, 미국, 일본의 많은 지하 공사에서 급속히 발전하여 현대 터널 공사의 새로운 기술 표지 중 하나가 되었다. NATM 은 1960 년대에 중국에 소개되었고, 70 년대 말 80 년대 초에 급속히 발전했다. 지금까지 NATM 은 모든 중점적이고 어려운 지하 공사에 없어서는 안 된다고 할 수 있다. NATM 은 거의 연약하고 부서진 주변암 지역에 터널을 건설하는 기본적인 방법이 되었다. 다음은 NATM 작업에 대한 간략한 설명입니다. 1 NATM 시공 특징: 1. 1 시효성 NATM 시공은 스프레이 콘크리트와 앵커 지지를 주요 수단으로 하여 굴착면을 최대한 바짝 따라갈 수 있습니다. 따라서 굴착면의 시공효과를 이용하여 지지 전의 변형 발전을 제한하고, 주변암이 느슨한 상태로 들어가는 것을 방지하며, 필요한 경우 선진지지를 할 수 있다. 또한 스프레이 콘크리트의 초기 강도와 종합 접착성은 지지의 적시성을 보장합니다. 갱도가 폭파된 직후 스프레이 콘크리트 지지 시공을 진행하면 암석 변형의 발전을 효과적으로 막고, 응력 감소 구역의 확장을 제어하고, 지지의 운반 능력을 낮추고, 암층의 안정성을 높일 수 있다. 1.2 폐쇄는 스프레이 콘크리트와 볼트지지가 제때에 시공될 수 있기 때문에 물과 풍화에 의한 주변암의 파괴와 박리를 효과적으로 방지하고 팽창암체의 조해와 팽창을 방지하며 원암강도를 보호하는 포괄적이고 치밀한 지지입니다. 갱도가 파낸 후 폭파로 인한 새로운 균열과 원래 지질구조의 균열로 인해 주변암이 수시로 변형되거나 붕괴될 수 있다. 스프레이 콘크리트가 고속으로 암석면에 쏘일 때, 주변암의 균열, 절리, 구멍이 잘 채워져 주변암의 강도가 크게 높아졌다. (주변 암석의 응집력 c 와 내부 마찰각을 증가시킨다.) 동시에 앵커 스프레이 지지대는 물과 공기가 암층과의 접촉을 차단하여 균열 충전재가 부드러워지지 않도록 하여 균열을 열어 주변암이 불안정해지게 하는 역할을 합니다. 1.3 접착식 스프레이 콘크리트와 앵커 지지대는 주변암과 충분히 접착될 수 있으며, 이 결합 효과는 세 가지 작용을 할 수 있다. ① 연쇄 효과, 즉 균열에 의해 분할된 암석이 함께 붙는다. 주변 암석의 위험한 활암이 미끄러 져 떨어지는 경우, 인접한 암석 덩어리의 연쇄 반응이 일어나 연속적으로 불안정해져 넓은 범위의 지붕 또는 파편이 생길 수 있습니다. 항로가 열렸을 때 제때에 닻을 내릴 수 있다면, 닻을 뿌리는 접착력과 전단 강도는 주변암의 국부 파괴에 저항하여 개별 활석 슬라이딩과 미끄러짐을 방지하여 주변암의 안정을 유지할 수 있다. (2) 복합작용, 즉 주변암과 지지가 하나의 복합체 (응력 시스템) * * * 스프레이 닻지지는 주변암의 안정성과 자체지지 능력을 높이는 동시에 주변암과 함께 작동하는 역학체계를 형성하며, 암석 하중을 암석 운반 구조로 변환하는 역할을 하며 수동적 지지의 약점을 근본적으로 바꿀 수 있다. ③ 효과를 증가시킨다. 갱도가 열린 후에는 제때에 스프레이와 앵커 지지대를 실시해야 한다. 한편, 암석 표면의 울퉁불퉁한 울퉁불퉁함을 평평하게 메워 암석 표면 평가가 좋지 않아 발생하는 응력 집중을 없애고, 응력 집중이 너무 커서 주변암에 대한 파괴를 방지해야 한다. 한편, 항로 주변암은 두 방향에서 힘을 받아 주변암의 점착력 C 와 내부 마찰각, 즉 주변암의 강도를 높였다. 1.4 유연성 있는 스프레이 앵커 지지는 유연성 있는 얇은 지지로 주변 암석과 밀접하게 조화를 이룹니다. 닻살포 지지는 어느 정도의 유연성을 가지고 있기 때문에, 주변암과 함께 변형될 수 있으며, 주변암에서 일정 범위의 비탄성 변형 영역을 형성하여, 주변암의 가소성 영역을 효과적으로 통제하고 허용하여 주변암의 자승능력을 충분히 발휘할 수 있게 한다. 한편 닻살포 지지는 주변암과 같은 변형에서 압축되어 주변암에 대한 지지반력이 커지면서 주변암의 과도한 변형을 억제하여 느슨해지고 파괴되는 것을 막을 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 윈드서머, 희망명언) (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 닻명언) 2 NATM 의 이론적 요점과 시공 요점: 2. 1 NATM 과 전통적인 시공 방법의 차이점 NATM 은 주변 암석이 얇은 벽, 유연성, 밀착된 지지 구조 (주로 닻과 닻을 통해) 를 구축하고, 주변 암석과 지지 구조를 하나의 지지 고리로 만들어 압력을 견디고, 주변 암석을 느슨하게 하지 않고 안정적으로 유지하는 베어링 메커니즘이라고 생각합니다. NATM 은 주변 암석을 도로 내 하중 부재의 일부로 간주합니다. 따라서 공사 시 도로 주변의 주변 암석 응력의 교란을 줄이고 매끄러운 폭파, 미차 폭파 등의 조치를 취하기 위해 가능한 한 전면 절단해야 한다. 주변 암석의 진동을 줄여 무결성을 유지하다. 동시에, 항로 표면이 가능한 매끄럽고 국부 응력 집중을 피하도록 주의해라. NATM 은 닻과 스프레이 콘크리트를 적절히 결합하여 비교적 얇은 라이닝층을 형성합니다. 즉, 닻과 스프레이 콘크리트를 이용하여 주변암을 지탱하고, 스프레이 콘크리트 층과 주변암을 밀접하게 결합시켜 주변암-지지 체계를 형성하고, 두 가지의 변형을 유지하여 주변암 자체의 운반 능력을 극대화합니다. 2.2 도로 주변의 암석 운반 능력을 보호하기 위해 NATM 건설은 도로 굴착 후 일련의 포괄적 인 조치를 취했다: 방수층 건설, 주변 암석 도로 배수 합리적인 단면 모양과 크기를 선택하십시오. 지지를 위해 변형 여유를 남기다. 항로가 열린 후 제때에 주변암을 지지하고 폐쇄하는 것은 모두 항로 주변암의 운반 능력을 보호하고, 주변암의 교란의 영향을 최소한도 이내로 조절하고, 주변암을 강화하고, 주변암의 강도를 높이기 위해서이다. 인공지지 구조로 도로 압력을 견디게 하다. 2.3 은 주변암에 일정한 변형량을 허용하여 주변암의 고유 강도를 충분히 발휘할 수 있도록 한다. 동시에, 갱도의 지지 구조에도 예정된 수축량이 있어야 도로 압력을 완화할 수 있다. 주변암 변형 제어는 일정 범위 내에서 반드시 주변암의 변형이 너무 커지는 것을 피해야 하며, 이로 인해 주변암 강도가 약화되어 붕괴가 불안정해지게 됩니다. 지지 구조는 일정한 변형량을 가지고 있어 갱도의 주변암이 어느 정도 변형되도록 하여 갱도에서 오는 엄청난 압력을 줄이고 지지 하중을 더욱 낮출 수 있다. 2.4 NATM 시공 중 측정한 특수성은 암층 조건과 지질작용의 복잡성, 시공 조건의 복잡성, 공사 설계 매개변수에 대한 정확한 요구 사항으로 인해 시공 과정에서 다양한 측정 수단을 통해 주변암 동적, 지지 구조 작업 상태, 지지 구조 작업 상태를 모니터링해야 한다. 모니터링 결과는 예비 설계를 수정하고 시공을 안내하는 데 사용됩니다. 측정 결과는 시공 현장 분석 매개변수와 설계 수정의 근거가 될 수 있으므로 사고와 위험 상황을 예견하여 제때에 조치를 취하고, 미연에 방지하고, 공사의 안전성을 높일 수 있다. 위에서 알 수 있듯이 NATM 의 지지 원칙은 주변 암석이 내력 대상이자 내력 구조라는 것입니다. 주변암 적재권과 지지체는 갱도의 통일체를 형성하며 역학 시스템이다. 갱도의 발굴과 지지는 주변암의 자승능력을 유지하고 높이기 위해서이다. NATM 의 주요 지지 수단 및 시공 순서: NATM 은 앵커 스프레이 지지를 주요 지지 수단으로 사용합니다. 앵커 스프레이 지지는 유연한 얇은 층을 형성하고 주변 암석과 밀접하게 결합되어 지지 구조에 과도한 압력을 가하지 않고 어느 정도 변형을 조정할 수 있기 때문입니다. 시공 순서는 굴착 → 초기 지지 → 2 차 지지로 요약할 수 있다. 3. 1 굴착에는 드릴링, 충전, 발파, 환기, 슬래그 배출 등이 포함됩니다. 발굴과 초기 지지가 동시에 번갈아 진행되다. 주변암의 자승능력을 보호하기 위해서는 초기 지원이 가능한 한 빨리 진행되어야 한다. 주변 암석의 운반 능력을 이용하기 위해서는 그라우팅 발파 (제어 발파) 또는 기계 굴착을 사용하고 가능한 한 전체 단면 굴착을 사용해야합니다. 지질 조건이 좋지 않을 때는 여러 번 나누어 파낼 수 있다. 굴착 길이는 암석 조건 및 굴착 방법에 따라 결정되어야합니다. 암석 조건이 좋을 때는 길이가 더 커질 수 있고, 암석 조건이 나쁠 때는 길이가 더 작을 수 있다. 같은 암석 조건 하에서, 덩어리의 여러 번 파낸 길이는 좀 더 클 수 있고, 전체 횡단 파낸 길이는 더 작을 수 있다. 보통 중경암에서는 길이가 약 2-2.5m 이고 팽창지층에서는 길이가 약 0.8- 1.0m 입니다. 3.2 1 차 지지 작업에는 1 차 스프레이 콘크리트, 볼트 지지, 그물 걸기, 강철 아치 설치, 복합 스프레이 콘크리트가 포함됩니다. 갱도가 파낸 후에는 가능한 한 빨리 얇은 콘크리트 (3-5mm) 를 뿌려야 한다. 시간을 쟁취하기 위해 파낸 찌꺼기 더미에 대한 첫 번째 지지 작업을 하고, 찌꺼기 더미로 덮이지 않은 굴착면이 첫 번째 스프레이 콘크리트가 완성되면 찌꺼기를 배출한다. 닻은 일정한 체계에 따라 깊은 주변암을 보강하고, 주변암에서 내하중 아치를 형성하고, 외부 아치는 스프레이 콘크리트층, 닻, 암면 내하중 아치로 구성되며, 임시 지지의 역할을 하며, 영구 지지의 일부이다. 스프레이 후 설계 두께 (일반적으로 10- 15mm) 에 도달해야 하며 스프레이 콘크리트에 앵커, 금속망 및 강철 아치를 래핑해야 합니다. 첫 번째 지지를 완성하는 시간은 매우 중요하며, 일반적으로 개간 후 주변암이 안정된 시간의 절반 이내에 완성해야 한다. 현재 시공 경험은 느슨한 주변암이 폭파 후 3 시간 이내에 완성해야 한다는 것인데, 주로 시공 조건에 의해 결정된다. 지질 조건이 매우 낮은 산산조각 지대 또는 팽창성 지층 (예: 봉화 화강암) 에서 갱도를 발굴할 때, 주변암의 자안정 시간을 연장하기 위해 초기 지지를 위해 시간과 안전한 운행을 확보하기 위해서는 개간 전에 선진지지 (선급) 를 할 필요가 있다. 닻을 설치하는 동안 주변암과 지지에 기기나 측량점을 매설하고 현장에서 주변암의 변위와 응력을 측정합니다. 측정된 정보에 따라 주변암의 역학 및 지지 저항이 주변암에 미치는 적응성을 이해합니다. 초기 지원 후, 주변암의 변형이 안정화될 때, 2 차 지지와 뒷면, 즉 영구 지지 (또는 콘크리트를 뿌리거나 콘크리트 아치를 붓는 것) 를 하면 안전성을 높이고 전체 지지의 운반 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 지원 시기는 모니터링 결과에서 얻을 수 있습니다. 후면판의 불안정성과 바닥 드럼의 심각한 변형은 반드시 측벽과 상단 지지의 불안정성에 영향을 미치기 때문에 가능한 한 빨리 바닥을 덮고 폐쇄된 지지를 형성하여 주변암의 안정을 찾아야 한다. NATM 적용 범위: ① 자기 안정화 시간이 긴 중간 암석 질량; ② 약한 시멘트 자갈 및 불안정한 대기업; ③ 강한 풍화 바위; ④ 경질 플라스틱 점토 진흙 석회암 및 진흙 석회암; ⑤ 경질 점토 및 경질 샌드위치 점토; ⑥ 소량의 점토를 함유 한 미세 파쇄 된 암석 질량; ⑦ 높은 초기 응력장 조건에서 경암과 경화암; NATM 의 응용은 다음과 같은 경우 몇 가지 보조수단과 협조해야 한다. ① 비교적 강한 암석을 누르는 것이다. ② 팽창성 암석 질량 (거꾸로 된 아치와 바닥 앵커가 필요하다); ③ 일부 느슨한 암석 덩어리에서는 강철 백플레인과 함께 사용해야 한다. ④ 크리프 암석 덩어리에서는 동결 방법 또는 사전 보강 방법과 결합되어야한다. 다음 경우에 주의해서 사용해야 한다. ① 대량의 분출수 암석 덩어리; (2) 물 돌입 모래 주변 암석; (3) 암석 덩어리는 매우 부서지고, 구멍을 뚫고 닻을 설치하기가 매우 어렵다. (4) 굴착면은 완전히 불안정한 암석 질량 등이다. NATM 의 단점은 1 시행에는 좋은 시공조직과 관리뿐만 아니라 숙련된 기술자와 측량사들이 필요하다는 점이다. 그들 없이는 쉽게 실수를 할 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 숙제의 질은 모든 사람의 세심한 조작과 관련이 있다. (2) 노출된 지질을 발굴하면 즉시 상태가 바뀌기 때문에 시공지질 인원이 현장에 가서 조사를 하여 문제를 발견할 것을 요구한다. (3) 에너지로 조절할 수 있는 시공 측정은 종종 시공에 불편을 끼친다. (4) 건조분사로 인한 먼지와 화학약품으로 인한 피해는 쉽게 검사할 수 있으므로 보호, 특히 눈을 강화해야 한다. 젖은 스프레이는 이러한 단점을 피할 수 있지만, 동등한 조건에서 암체에 대한 지지 효과는 마른 스프레이보다 못하다. NATM 건설은 실천 경험에서 총결된 것으로, 그 내용은 끊임없는 실천 경험에서 풍부하고 발전되었다. NATM 과 해당 기술은 우리나라에서 보급된 이후 수십 년간의 발전을 거쳐 이미 노을구덩이, 서평, 대요산, 군도산 등 철도 터널과 중량산, 지로, 서산평 등 여러 도로 터널 건설에 적용되어 좋은 효과를 거두었다. NATM 에도 많은 단점이 있다는 것은 부인할 수 없지만, 엔지니어링 기술자들의 공동 노력으로 NATM 은 반드시 끊임없이 보완되어 중국 현대화 과정에서 더 큰 역할을 할 것이다.