1.基本程序

新奥法是由奥地利学者L.V.拉布希维兹教授在总结锚喷支护技术的基础上提出的，称为新奥地利隧道施工法，简称新奥法。它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则。

（1）因为岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，所以在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

（2）为了充分发挥岩体的承载力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制变形，使岩体不至于过度松弛而丧失或大大降低承载力。为此，在施工中应采用能与围岩密贴、及时砌筑又能随时加强的柔性支护结构，例如锚喷支护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和参与工作的时间（包括底拱闭合时间）来控制岩体的变形。

（3）为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快使之闭合成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状要尽可能地圆顺，以避免拐角处的应力集中。

（4）在施工的各个阶段，应进行现场量测监视，及时提出可靠的、数量足够的量测信息，如坑道周边的位移或收敛、接触应力等，并及时反馈，用来指导施工和修改设计。

（5）为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，采用复合式衬砌。

新奥法主要采用锚杆和喷射混凝土作为维护围岩稳定的初期支护，以帮助围岩获得初步稳定，施作后的锚喷支护即成为永久性承载结构的一部分而不予拆除，然后，在此基础上再施作内层衬砌作为安全储备，称为二次衬砌。初期支护、二次衬砌与围岩共同构成了永久的隧道结构体系。

新奥法的基本施工程序：施工准备→制定施工方案→开挖（必要时需超前支护或预先进行地层改良）→初期支护、量测监控→检查是否稳定、是否符合管理基准→单层衬砌→竣工。

值得注意的是，虽然新奥法和传统矿山法都采用钻眼爆破方式掘进，但二者的支护方式显著不同，且二者的施工原则和理论解释也不同。这种差异，反映了人们对隧道及地下工程问题认识的进步和工程理论的发展。新奥法是目前我国山岭隧道工程中广泛使用的施工方法，从隧道工程的发展趋势来看，新奥法仍将是今后隧道工程常用的施工方法。

采用新奥法时，锚杆、喷射混凝土和钢拱架等初期支护直接与围岩共同工作，也不受隧道断面尺寸和形状的限制，可以适应大多数地质条件。对某些特殊地质条件，在辅助工法的支持下仍然可使用新奥法，从而使隧道施工的安全性和隧道结构的可靠度均大大提高。

由于锚喷支护技术的应用和发展，隧道及地下工程的设计和施工更符合地下工程实际，即实现了隧道及地下洞室建筑结构体系的设计理念、施工方法、工作状态三者在原则、程序和效果方面的基本一致和贯穿统一。因此，新奥法作为一种施工方法，已在世界范围内得到广泛的应用。更重要的是，它引发了人们对锚喷支护作用机理的广泛研究，从而促进隧道及地下工程理论迈入现代隧道及地下工程理论的新时代，推动了现代隧道工程理论体系的形成和围岩承载理论的提出。

2.基本原理

根据对隧道及地下工程基本问题——开挖与支护关系的认识，对围岩的三位一体特性的认识，以及对支护的加固和维护作用的认识，现代围岩承载理论认为：围岩是工程加固的对象，是不可替代的；支护是加固的手段，是可以选择的。

围岩承载理论在新奥法成功应用的基础上，应用岩体力学分析方法，充分考虑围岩在施工过程中的动态变化，逐步形成了“以维护和利用围岩的自承能力为基本出发点，锚杆和喷射混凝土为主要的支护措施，对围岩和支护的变形与应力进行量测为监测控制手段，来指导隧道和地下工程设计、施工”的基本思路，并进一步总结出提供支护帮助的基本原则：围岩不稳，支护帮助，遇强则弱，遇弱则强，按需提供，先柔后刚，量测监控，动态调整。

根据以上解决问题的基本思路和支护设计的基本原则，作为一种施工方法，新奥法施工的基本原则可以归纳为：少扰动，早锚喷，勤量测，紧封闭。这四项基本原则的具体含义如下。

（1）少扰动。

少扰动，是指隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。因此，隧道施工应根据围岩的级别选择合理的开发方案、掘进进尺和作业循环。具体措施：能用机械开挖的就不用钻爆法开挖；采用钻爆法开挖时，要严格控制爆破；尽量采用大断面开挖，以减少对围岩的扰动次数；对自稳性差的围岩，宜采用分部开挖、小循环作业，并且掘进进尺应短一些；最好采用机械开挖，必要时可采用松动爆破；支护施工要尽量紧跟开挖面，以缩短围岩应力松弛时间。

（2）早锚喷。

早锚喷，是指开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。这样做一方面是使围岩不致因变形过度而产生坍塌失稳；另一方面是使围岩变形适度发展，以充分发挥围岩的自承能力。必要时，可采用超前预支护，甚至注浆加固（地层改良）措施。

具体措施：根据围岩级别采用喷射混凝土、锚杆、钢拱架和模筑混凝土衬砌等不同组合形式的初期支护，并及时调整支护时机和支护参数，以达到最佳支护效果。

（3）勤量测。

勤量测，是指以直观、可靠的量测方法获得数据来判断围岩（或围岩加支护）的稳定状态及动态发展趋势，评价支护的作用和效果，以便及时调整支护时机、支护参数、开挖方法和施工速度，确保施工顺利进行。

具体措施：在隧道施工中，对围岩进行地质素描、拱顶下沉观测、水平收敛观测、仰拱隆起观测及锚杆抗拔力测试等。量测是掌握围岩动态变化的手段和修改支护参数、调整施工措施的依据。(www.daowen.com)

（4）紧封闭。

紧封闭，一方面是指采用喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露而强度和稳定性衰减，尤其是对于易风化的软弱围岩；另一方面，是指要适时对围岩施做封闭支护，使之形成力学意义上的封闭承载环，即围岩加支护形成无薄弱部位且整体稳定的环状（筒状）结构物。这样做不仅能及时阻止围岩的过度变形，保证隧道的稳定，还可以使支护和围岩进入良好的共同工作状态，以有效地发挥支护体系的作用。

具体措施：在一般破碎围岩地段的施工中，及时加固薄弱部位；而在软弱破碎围岩地段的施工中，使用短台阶法或超短台阶法开挖，及时修筑仰拱，使初期支护尽早形成封闭的承载环。值得注意的是，在一般围岩条件下，模筑混凝土内层衬砌，原则是在初期支护与围岩共同工作并已达到基本稳定（变形收敛）的条件下修筑的。因而内层衬砌的作用是承受围岩后期压力和提供安全储备。但在围岩自稳能力很弱并具有较强流变特性时，及时采用刚度较大的强支护措施便显得非常必要。

3.开挖方法

新奥法施工，按隧道所处的工程地质及水文地质情况、围岩的稳定情况、开挖断面的大小及位置，基本上又可分为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法三大类及若干变化方案。

（1）全断面开挖法。

隧道工程断面一次开挖成型（主要采用爆破或机械开挖）的施工方法称为全断面开挖法。该方法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成，工序简单，便于组织大型机械施工，施工速度快，防水处理简单；缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。另外，其机械设备配套费用较高。

（2）台阶开挖法。

台阶开挖法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种，其一般是根据台阶长度来划分的。至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据两个条件确定：一是初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩条件越差，闭合时间要求越短；二是上断面施工所用的开挖、支护、出渣等机械设备对施工场地大小的要求。

在软弱围岩中应主要考虑前一条件，兼顾后者，确保施工安全。在围岩条件较好时，主要考虑如何更好地发挥机械的工作效率，保证施工的经济性，故只需考虑后一条件。各种台阶法的特点和运用具体如下。

①长台阶法。这种方法是将断面分成上半断面和下半断面两部分进行开挖，上、下断面相距较远，一般上台阶超前50 m以上或大于5倍洞跨。施工时上下都可配备同类机械进行平行作业，当机械不足时也可用一套机械设备交替作业，即在上断面开挖一个进尺，然后再在下断面开挖一个进尺。当隧道长度较短时，亦可先将上断面全部挖通后，再进行下断面施工，即半断面法。相对于全断面开挖法来说，长台阶法一次开挖的断面和高度都比较小，只需配备中型钻孔台车即可施工，而且对维持开挖面的稳定也十分有利，所以它的适用范围较全断面开挖法广泛。凡是采用全断面开挖法开挖面不能自稳，但围岩坚硬，不用底拱封闭断面的情况，都可采用长台阶法。

②短台阶法。这种方法也是分成上下两个断面进行开挖，只是两个断面相距较近，一般上台阶长度小于5倍但大于1.5倍洞跨。由于短台阶法可缩短支护结构闭合的时间，改善初期支护的受力条件，有利于控制隧道收敛速度和量值，所以适用范围很广，Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ类围岩都能采用，尤其适合用于Ⅱ、Ⅲ类围岩，是新奥法施工中主要采用的方法之一。

③超短台阶法。这种方法也是分成上下两部分施工，但上台阶长度仅有3 5m，只能采用交替作业。由于初期支护全断面闭合时间更短，更有利于控制围岩变形，在城市隧道施工中，能更有效地控制地表沉陷，所以超短台阶法适合用于膨胀性围岩和土质围岩等要求及早闭合断面的场合。当然，也适合用于机械化程度不高的各类围岩地段。

（3）分部开挖法。

分部开挖法主要适合用于地层较差的大断面地下工程，包括单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、环形开挖留核心土法、中隔墙法等多种形式。

①单侧壁导坑法，主要适合用于地层较差、断面较大，采用台阶法开挖有困难的地层。采用该法可变大跨断面为小跨断面。断面跨度不小于10 m，可采用单侧壁导坑法，将导坑跨度定为3～4 m，这样就可将大跨断面变成跨度3～4 m和6～10 m的断面。这种施工方法简单可靠。

②双侧壁导坑法，又称眼镜工法。当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，采用单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2左右。

③环形开挖留核心土法，一般将断面分成环形拱部、上部核心土、下部台阶三部分。根据断面的大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5～1.0 m，不宜过长。上部核心土和下部台阶的距离一般为1倍洞跨。

④中隔墙法有两种，即中隔墙法和交叉中隔墙法。中隔墙法也称CD工法，主要适合用于地层条件较差，岩体不稳定，且地面沉降要求严格的地下工程施工。当采用CD工法仍不能满足要求时，可在CD工法的基础上加设临时仰拱，这种方法也称交叉中隔墙法（又称CRD工法）。CRD工法以台阶法为基础，将隧道断面从中间分成4～6部分，使上、下台阶左右各分成2部分或3部分，每一部分开挖并支护后形成独立的闭合单元。各部分开挖时，纵向间隔的距离可根据具体情况按台阶法确定。

⑤三台阶七步开挖法，适合用于开挖断面为Ⅰ级公路二车道和三车道，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工，不适合用于围岩地质为流塑状态、洞口潜埋偏压段（但经过反压处理或施作超前大管棚后可采用）。在隧道开挖过程中，以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，在七个不同的位置相互错开开挖，分部及时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进。

（4）施工要点总结。

施工方法的选择必须因地制宜。新奥法施工的基本原则，是根据围岩性质允许产生适量的变形，但又不使围岩松动塌落。在设计、施工过程中，若对围岩性质判断不准或情况不明，或喷射混凝土、打锚杆、立钢支撑时间和方法有误，围岩松动就会超过预计。此时，应根据观察和量测结果找出原因，进行改正。但是，很多场合不能明确原因，因此只能针对所发生的现象采取措施。当然，优先采用哪种措施，要视各个隧道的围岩条件、施工方法、变形状态综合判断。