一、前 言 新奥法（NATM）作为一种地下工程结构支护理论，已经在近几十年的施工实践中得到广泛的认可和普遍运用。在高速公路大跨度隧道施工中，人们在执行《公路隧道施工技术规范》时，既感受到推广新奥法的可行性及其给施工带来的活力，同时又力求不拘泥于规范所初步设定的某些具体的施工方法，而有所创新，尤其是体现新奥法在大跨度隧道通过软弱围岩施工中的运用，力求找到更合适的施工方法，使隧道施工更安全、高效、经济技术更加合理。“七步流程开挖作业法”的采用，需综合考虑以下几个因素：
一、前 言
新奥法（NATM）作为一种地下工程结构支护理论，已经在近几十年的施工实践中得到广泛的认可和普遍运用。在高速公路大跨度隧道施工中，人们在执行《公路隧道施工技术规范》时，既感受到推广新奥法的可行性及其给施工带来的活力，同时又力求不拘泥于规范所初步设定的某些具体的施工方法，而有所创新，尤其是体现新奥法在大跨度隧道通过软弱围岩施工中的运用，力求找到更合适的施工方法，使隧道施工更安全、高效、经济技术更加合理。“七步流程开挖作业法”的采用，需综合考虑以下几个因素：
1、 围岩较软弱，出于施工安全考虑，不适宜大断面开挖。
2、 对工期要求紧迫，需采用大型设备组织快速施工。
3、 工程地质及水文地质的实际情况与原设计给定的条件有较大的不同，因
此必须设定能适应地质变化而迅速过渡的施工方案。
4、 使施工单位所具备的施工机具能最大限度的发挥作用，避免闲置浪费，
以求最佳的经济效益。
5、 把长期施工实践中已掌握的作业习惯融汇于施工方案中，使高工效得以
保持，从而使培训成本投入最低。
6、对工程等级的高标准定位，不断创新施工技术，简化施工工序，且施工工艺满足质量标准。
二、东山隧道工程概况
1、概况
东山隧道位于承秦高速公路22标段，地处河北省承德市宽城县，隧址区属构造剥蚀中高山地貌，山势陡峻，悬崖、沟谷发育，该地区雨量充沛，水系发育，植被茂密。隧道设计为分离式双向四车道隧道，右线隧道全长2716m，最大埋深210m左右，最大开挖宽度12.48m，最大开挖高度9.6m。
2、地质条件及作业量
本文所论及的工程实例为该隧道的右线出口端，掘进任务量1358m，穿越的主要地层为崩积层、强风化片麻岩、石英岩、石英砂岩及断层挤压带，岩层分类较多，其中设计开挖Ⅴ级围岩累计占施工总长的21.7%，且施工过程中发现围岩变化较快，支护方式交替变更频繁。
三、“七步流程开挖作业法”基本原理
“七步流程开挖作业法”即在隧道开挖过程中，在3个台阶上分7个开挖面，以前后7个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩小作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。
这种开挖作业方法吸收了上下导坑法、侧壁导坑法、台阶法甚至全断面开挖法的内在特点，集各种工法之优点而采用的新型施工方法。施工步序见图一。
该工法的具体实施，包括以下内容：
1、开挖掘进以三个台阶七个工作面同时进行；
2、初期支护先上后下，分部实施，然后连成整体形成一个承载拱；
3、依据围岩量测的结果调整支护参数（喷射混凝土厚度、锚杆数量、钢
支撑间距等），来决定每一循环进尺，并视围岩破碎程度控制在0.8～1.5m之间。
4、左右两侧拱脚需错开，并在各台阶拱脚打设锁脚锚杆或锁脚锚管。
5、采用挖掘机在第二台阶扒碴、清拱脚，装载机在第三台阶装碴，自卸车运碴。
四、“七步流程开挖作业法”的形成条件及其适应性
隧道施工方法是开挖方法、支护方式、洞内运输方式、通风方式及辅助方法的总称。它是通过对隧道断面、长度、工期、地质条件、自然环境、施工能力及习惯等条件综合研究后而确定的。“七步流程开挖作业法”是综合考虑了上述因素而总结的一种隧道工法。分析采用它的前提条件，可以更加全面了解其适用性，对于指导类似条件下的隧道施工具有一定参考价值。
1、采用“七步流程开挖法”的前提条件
对于东山隧道右线出口，根据原设计图纸所提供的围岩类别，给定了两种施工方法，即正台阶法和全断面开挖法。
如果隧道的地质状况与原设计提供的资料相符，采用已使用成熟的正台阶法和全断面法作业法，一般的施工队伍能够正常组织施工。但东山隧道右线出口洞口段明挖变更后，由于征地拆迁及冬季洞口土方开挖占用了大量施工时间，加之洞内地质情况的不确定性，如果按原设计所限定的施工方案施工，必然不断变化施工方法，陷入不断调整施工组织的复杂局面，造成窝工浪费和拖延工期。
“七步流程开挖作业法”摒弃了侧壁导坑法中需要拆除临时支护的“麻烦”和浪费，同时吸取了三台阶加大核心土稳定作用的思想，并将正台阶中的弧形开挖由两部分分割成三部，使这个方法在相邻的两类软弱围岩的施工过渡时，只需调整各分部进尺就可达到目的（见图二）。也就是说，相对于其他方法而言，“七步流程开挖作业法”是介于正台阶与双侧壁导坑法之间的施工方法，可以适用于Ⅵ级围岩起的任何围岩的施工。当上台阶降低高度时，中台阶即成为核心土支挡开挖工作面（图三，当下台阶落底降低时，可转为正台阶施工（图四）。当围岩达到Ⅲ级以下条件时，下台阶拉槽后，则可进行全断面开挖（图五）。由此可见，它为围岩状态变更后，缩短作业调整期创造了前提。
2、围岩控制
新奥法的观点归纳起来就是：围岩与支护是不可分割的整体；支护后的围岩本身具有承载能力；支护的工艺打破传统的单一模筑形式。涵盖了三大支柱论点即光面爆破、喷锚支护和监控量测。
由此可见，新奥法并不单纯是一种设计施工理论，而且还是一种工程技术方法，这个方法集中一点就是在整个施工过程中对围岩加强控制，特别要做到尽量不破坏围岩的原有强度，减少对围岩的扰动，控制围岩的变形，防止围岩的松弛。通过监控量测选择恰当的支护方式，“七步流程开挖作业法”适应了新奥法的这些基本要求。
“七步流程开挖作业法”要求在隧道全断面划分的七个部位同时开挖，由于7个部位分别处于七个不同的里程，从而使每一个开挖断面处的围岩所暴露的面积减到最小。
第1步：拱顶在超前小导管和超前锚杆的保护下，将传统的矩形上导坑改为弧形导坑，开挖结束后，即采用钢支撑、系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土作为初期支护，形成较稳定的承载拱。
第2、3步：在拱顶承载拱的保护下，分段扩大拱脚，以一定的时间差按同样方法进行支护。
第4步：拱顶完成后中部拉槽。
第5、6步：在已完成拱部支护后，分段左右开挖马口，以一定的时间差作边墙支护。
第7步：下台阶核心土挖除。
由于7个开挖面相互错开，因而在同时进行爆破作业时，每一断面上的围岩，同时受到其他工作面的扰动是最小的，因为相邻及相距更远的断面处爆破震动波对本断面产生的叠加作用，显然要比全断面同时爆破震动波的影响减弱了很多，这正是“七步流程开挖作业法”优势所在。
3、掘进效率
隧道工程的进度或工期，最终取决于平均日成洞进尺，而日成洞的多少受制于每一个作业循环的时耗，缩小时耗的唯一途径是缩短每一工序的作业时间，这就要看作业面能否投入更多的劳动力与机具，“七步流程开挖作业法”适应了这一基本原则。
对于Ⅴ级软弱围岩施工，常用的开挖方法为侧壁导坑法和正台阶法，前者较安全，但作业面太小，无法使用大型装碴、出碴机械，工效难以提高；后者能够使用大型机械，但因开挖面太大，每一断面上围岩由于过于暴露，而受到扰动的时空拉大，影响其稳定，将会带来不利的后果。
“七步流程开挖作业法”的优点在于将集中爆破演化分为分散爆破，减少了对围岩的扰动，充分利用空间的错位及人工掘进的特点（软弱围岩开挖及立架不必采用作业台架），而且大型机械可参与施工，使得劳力与设备得到充分的施展，因此使每一次作业循环加快。（每作业循环进度见表1）。在工序安排上，因三台阶在空间和时间上可做灵活调整，正台阶流水作业的工序，采用“七步流程开挖法”可同时进行平行流水作业，如出碴和立架可有一段时间平行进行，立架和喷射混凝土也可有一段时间共同作业。
五、结束语
由于隧道勘测设计所难避免的局限性，使隧道施工时所遇到的围岩地质状态与设计所提供的资料往往难以一致。因此，施工中需要对施工方法及支护参数等作适当的调整与变更，这种调整与变更的频率如果能降到最低，工期能尽量缩短，那么这种施工方法就是降低工程成本和提高经济效益的最佳选择。
施工规范既是作为保证施工质量和施工安全的法规，同时它也是吸收实践中的精华而不断完善的产物，作为一种动态的指导性法规，我们既要严肃而认真的对待，同时也应有独立思考的精神，对法规有所创新和发展。
