謝家洞隧道指出，隧道施工是指隧道和地下隧道的施工方法、施工技術(shù)和施工管理的總稱。隧道施工過(guò)程通常包括：在地層內(nèi)挖出土石，形成符合設(shè)計(jì)部分的地下空間，進(jìn)行必要的支護(hù)和襯砌，控制隧道圍巖的變形，確保隧道施工安全和長(zhǎng)期安全使用。

一、隧道施工特點(diǎn)

(一)隱蔽性大

盡可能準(zhǔn)確地掌握巖層性質(zhì)、巖體強(qiáng)度、完整性、地應(yīng)力場(chǎng)、自穩(wěn)定性、地下水狀態(tài)、有害氣體、地溫等數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些原材料初步選擇合適的施工方法，確定相應(yīng)的施工措施和配套的施工機(jī)具。

(二)作業(yè)循環(huán)性強(qiáng)

一般地下結(jié)構(gòu)為縱長(zhǎng)，施工嚴(yán)格按一定順序循環(huán)。例如，鉆井爆炸開挖是根據(jù)鉆井、裝載、爆破、通風(fēng)、渣循環(huán)逐步循環(huán)開挖，直到隧道較終通過(guò)。這個(gè)循環(huán)是地下施工的顏色，也是我們組織施工的基本原則。

(三)作業(yè)空間有限

地下結(jié)構(gòu)通常建在一定深度的地下，大大限制了施工空間的幾何尺寸和形狀，并在有限的空間內(nèi)進(jìn)行施工。特殊情況下，應(yīng)增加豎井、斜井、水平孔等輔助工程，以增加工作面，加快隧道施工速度。此時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)測(cè)量線的控制，以確保各部分工程的順利通過(guò)。

(四)綜合作業(yè)

地下施工由開挖、支護(hù)、渣運(yùn)輸、通風(fēng)除塵、防水排水、供電、供風(fēng)、供水等作業(yè)組成。這就要求我們有良好的施工管理和施工組織經(jīng)驗(yàn)，使項(xiàng)目能夠有序、快速地進(jìn)行。

(五)動(dòng)態(tài)施工過(guò)程

施工過(guò)程中的機(jī)械狀態(tài)發(fā)生了變化，圍巖的物理機(jī)械性質(zhì)也發(fā)生了變化。地下結(jié)構(gòu)的機(jī)械狀態(tài)非常復(fù)雜，還有許多不清楚的地方。從機(jī)械的角度來(lái)看，施工過(guò)程是控制和調(diào)整機(jī)械狀態(tài)變化的過(guò)程，施工技術(shù)是控制和調(diào)整機(jī)械狀態(tài)的手段和方法。理解這一點(diǎn)非常重要。

(六)作業(yè)環(huán)境差

地下施工工作環(huán)境相對(duì)較差，黑暗、潮濕、粉塵多，地質(zhì)條件差，存在安全問(wèn)題。必須采取人工通風(fēng)、照明、防塵、消聲、隔音、排水等有效措施，使施工現(xiàn)場(chǎng)符合施工衛(wèi)生條件，有足夠的安全保護(hù)措施，確保施工人員的健康，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

(7)操作風(fēng)險(xiǎn)大

風(fēng)險(xiǎn)與隱蔽性有關(guān)，施工人員必須始終注意隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)。特別是在不良地質(zhì)條件下，應(yīng)具有風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和應(yīng)變意識(shí)，并及時(shí)評(píng)估隧道工作面頂巖的穩(wěn)定性。

(八)氣候影響小

隧道施工不得受晝夜變化、季節(jié)變化、氣候變化等自然條件變化的影響。高原凍土地區(qū)的施工應(yīng)考慮氣候的影響?；炷翞?5℃以下強(qiáng)度會(huì)受到很大影響。

二、隧道施工方法的選擇

在隧道工程發(fā)展的歷史上，礦山法一直占據(jù)主導(dǎo)地位，但近一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，其他隧道施工方法已經(jīng)出現(xiàn)，并取得了相當(dāng)大的發(fā)展。隧道施工方法可概括為：礦山法、開挖法、盾構(gòu)法、挖掘機(jī)法、沉管法、頂進(jìn)法等。

礦山法較早用于礦石開采，包括上述傳統(tǒng)方法和新奧法。在這種方法中，鉆孔爆破在大多數(shù)情況下都需要挖掘，因此也被稱為鉆孔爆破法。有時(shí)，為了強(qiáng)調(diào)新奧法和傳統(tǒng)礦法的區(qū)別，新奧法從礦法中分離出來(lái)。

施工方法的選擇主要基于工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結(jié)合隧道截面尺寸、長(zhǎng)度、襯砌類型、隧道使用功能和施工技術(shù)水平。所選施工方法還應(yīng)反映先進(jìn)技術(shù)、合理經(jīng)濟(jì)、安全的應(yīng)用。根據(jù)隧道穿越地層的不同情況和當(dāng)前隧道施工方法的發(fā)展，隧道施工方法可分為以下方法：

隧道施工技術(shù)主要研究和解決上述隧道施工方法所需的技術(shù)方案和措施（如開挖、開挖、支護(hù)、襯砌施工方案和措施）；隧道穿過(guò)特殊地質(zhì)段（如膨脹土、黃土、溶洞、流沙、高溫、氣體、凍土地層等）；隧道施工過(guò)程中的通風(fēng)、防塵、風(fēng)、水、電。

隧道施工管理：主要解決施工組織設(shè)計(jì)的技術(shù)管理、計(jì)劃管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)管理、安全管理等問(wèn)題（如施工方案選擇、施工技術(shù)措施、現(xiàn)場(chǎng)布計(jì)劃管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)管理、安全管理等問(wèn)題。

隧道施工與工程實(shí)踐密切相關(guān)，理論與生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)緊密結(jié)合。必須指出的是，由于地質(zhì)勘探的局限性和地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多變性，地質(zhì)條件、事故（如坍塌、洪水等）的突然變化，必須改變?cè)械氖┕し桨?、施工技術(shù)措施和施工進(jìn)度計(jì)劃。因此，為了正確處理隧道施工中遇到的各種實(shí)際問(wèn)題，必須結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，掌握綜合運(yùn)用這些知識(shí)的能力。

三、山嶺隧道常規(guī)施工方法

山地隧道的常規(guī)施工方法是礦山法（以礦山隧道較早的應(yīng)用命名）。在礦山法施工中，大多數(shù)采用鉆孔爆破開挖，也稱為鉆孔爆破法。

礦山法又分為傳統(tǒng)礦山法和新奧法。

(一)傳統(tǒng)礦山法

在長(zhǎng)期的施工實(shí)踐中，人們發(fā)展了傳統(tǒng)的礦山法。以木材或鋼構(gòu)件為臨時(shí)支撐，隧道開挖成型后，臨時(shí)支撐逐漸更換，而不是以整體厚襯砌為永久支撐。木構(gòu)件支撐目前很少使用。鋼構(gòu)件支撐具有耐久性好、適應(yīng)隧道形狀等優(yōu)點(diǎn)，施工時(shí)不能更換，更安全。 鋼構(gòu)件支撐類似于地面荷載-結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng)。作為維持隧道穩(wěn)定的措施，直觀有效，易于施工人員理解和掌握。因此，該方法應(yīng)用于該方法

(二)新奧法

隨著隧道工程理論和施工工藝的不斷發(fā)展，人們逐漸深刻認(rèn)識(shí)到隧道是圍巖和支護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)充分保護(hù)圍巖，充分發(fā)揮圍巖本身的承載能力，保持圍巖的穩(wěn)定性。隧道的設(shè)計(jì)和施工與隧道的圍巖條件密切相關(guān)。只有充分掌握隧道的圍巖條件，才能有合理的隧道設(shè)計(jì)和施工。

因此，20世紀(jì)50年代，奧地利學(xué)者拉勃塞維茲提出了新奧地利隧道施工方法的縮寫，原文為：New Austrian Tunneling Method”,簡(jiǎn)寫為NATM。

基于現(xiàn)有的隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)理論，新奧法以錨桿與噴射混凝土相結(jié)合為支撐手段，充分發(fā)揮圍巖的通過(guò)監(jiān)測(cè)反饋信息調(diào)整支撐參數(shù)，更好地控制圍巖的變形。該施工方法于20世紀(jì)60年代獲得專利權(quán)，并正式命名為新奧法（NATM）。隨后，新奧法在歐洲、美國(guó)和日本的隧道和地下工程中發(fā)展迅速，成為現(xiàn)代隧道工程的新技術(shù)標(biāo)志之一。

目前，新奧法已成為在弱破碎巖體中修建隧道的基本方法，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

與傳統(tǒng)的礦山法相比，新奧法不僅有不同的手段，而且對(duì)圍巖有更深入的了解。在支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念上，它與傳統(tǒng)的礦山法有很大的不同，這是對(duì)隧道和地下工程深化。

新奧法不能簡(jiǎn)單地被視為一種施工方法或支持方法，也不能片面地理解為：僅錨噴支護(hù)就是新奧法。事實(shí)上，錨噴支護(hù)并不能完全表達(dá)新奧法的意義。新奧法是隧道工程設(shè)計(jì)和隧道工程施工的基本指導(dǎo)思想和基本原則。

新奧法是及時(shí)支撐和控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支撐系統(tǒng)的一部分，及時(shí)正確地指導(dǎo)隧道和地下工程的設(shè)計(jì)和施工方法和基本原則。

四、新奧法施工程序及施工原則

(一)新奧法施工程序

根據(jù)規(guī)模、地質(zhì)條件、安全要求和施工方法，充分利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和測(cè)量信息指導(dǎo)施工，嚴(yán)格按照施工程序進(jìn)行，不得省略。

新奧法的特點(diǎn)之一是利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和測(cè)量信息指導(dǎo)施工，即預(yù)測(cè)、預(yù)測(cè)和反饋隧道施工中的測(cè)量數(shù)據(jù)和開挖面的地質(zhì)觀察。根據(jù)建立的測(cè)量，合理調(diào)整隧道施工方法（包括特殊輔助施工方法）、截面開挖步驟和順序、初始支撐參數(shù)，確保施工安全、隧道圍巖穩(wěn)定、工程質(zhì)量和支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)。

（二） 新奧法施工基本原則

根據(jù)我國(guó)隧道采用新奧法施工的經(jīng)驗(yàn)，隧道施工的基本原則可概括為擾動(dòng)少、噴錨早、測(cè)量頻繁、封閉緊密 十二字政策。

（1） 少擾動(dòng)

具體來(lái)說(shuō)，在隧道開挖過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制，盡量減少圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和范圍，使開挖坑符合成型要求。因此，如果可以采用機(jī)械開挖，則無(wú)需鉆孔開挖。鉆爆法開挖時(shí)，必須先進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制爆破，盡量采用大截面開挖。選擇合理的循環(huán)挖掘尺。自穩(wěn)性差的圍巖循環(huán)挖掘尺應(yīng)采用短尺，支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面，縮短圍巖應(yīng)力松弛時(shí)間和開挖面 風(fēng)化時(shí)間等，這叫少擾動(dòng)。

（2） 早噴錨

是指及時(shí)描述開挖暴露面的地質(zhì)，及時(shí)進(jìn)行錨噴支護(hù)，有效控制圍巖變形，避免過(guò)度變形和坍塌不穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)適度的圍巖變形，充分發(fā)揮圍巖的自承載能力。必要時(shí)可采取先進(jìn)的支護(hù)輔助措施。

（3） 勤量測(cè)

對(duì)圍巖周圍位移進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和測(cè)量，并及時(shí)反饋設(shè)計(jì)參數(shù)，指導(dǎo)施工或改變施工方法。通過(guò)對(duì)施工測(cè)量數(shù)據(jù)的分析和開挖表面的地質(zhì)觀察，預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)圍巖和支護(hù)的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整隧道施工方法（包括開挖方法、支護(hù)形式、特殊輔助施工方法）、斷面開挖步驟和順序、初始支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)，確保施工安全和隧道穩(wěn)定，支持襯砌結(jié)構(gòu)質(zhì)量和工程成本的合理性。

（4） 緊封閉

指自穩(wěn)定性差的弱圍巖區(qū)域，開挖面應(yīng)盡快封閉支護(hù)（如噴射混凝土、錨噴混凝土等）。防護(hù)措施可避免風(fēng)化，降低強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使支護(hù)和圍巖進(jìn)入良好的共同工作狀態(tài)。

3． 新奧法適用范圍

(1)自穩(wěn)時(shí)間長(zhǎng)的中等巖體；

(2)弱膠結(jié)砂、礫石和不穩(wěn)定礫巖；

（3） 強(qiáng)風(fēng)化巖；

(4)剛塑性粘土泥灰?guī)r和泥灰?guī)r；

(5)硬粘土，也有硬夾層粘土；

(6)微裂縫但粘土少的巖體；

(7)初應(yīng)力場(chǎng)高時(shí)，巖石堅(jiān)硬可變。

新奧法的應(yīng)用必須與以下條件下的一些輔助方法相匹配：

(1)地壓強(qiáng)烈的巖體；

(2)膨脹巖體(應(yīng)與仰拱和底部錨桿配合)；

(3)部分松散巖體應(yīng)配合鋼背板；

(4)在蠕動(dòng)巖體中，應(yīng)采用凍結(jié)法或預(yù)加固法。

在以下場(chǎng)合謹(jǐn)慎應(yīng)用：

(1)巖體大量涌水；

(2)因涌水而產(chǎn)生流砂的圍巖；

(3)極度破碎，錨桿鉆孔安裝極其困難的巖體；

(4)開挖面完全不穩(wěn)定的巖體等。

新奧法建設(shè)是從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的，可以豐富其內(nèi)容，在不斷的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)一步發(fā)展。新奧法建設(shè)在我國(guó)推廣以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，在下坑、西坪、大瑤山、軍都山等鐵路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等公路隧道中取得了巨大的成就。

不可否認(rèn)，新奧法也有很多缺點(diǎn)，但通過(guò)工程技術(shù)人員和科技工作者的共同努力，新奧法可以不斷完善，在我國(guó)現(xiàn)代化中發(fā)揮更重要的作用。