長期以來,隧道設(shè)計(jì)都認(rèn)為支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用僅是被動(dòng)地將可能坍塌下來的全部巖塊支承起來,新奧法摒棄了這種傳統(tǒng)的支護(hù)概念,在對(duì)圍巖巖體力學(xué)研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)在巖體中開挖隧道從變位產(chǎn)生到巖體破壞要有一個(gè)時(shí)間效應(yīng)的性質(zhì),適時(shí)地構(gòu)筑柔性、薄壁、能與圍巖貼緊的支護(hù)結(jié)構(gòu)來保護(hù)圍巖自身的承載能力,使圍巖本身成為支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。一般在較好的圍巖中可將噴混凝土作為主要的支護(hù)手段,輔以錨桿加固;而在較差的圍巖中,則以錨桿并與鋼筋網(wǎng)噴混凝土或加鋼拱的鋼筋網(wǎng)噴混凝土配合使用。     
新奧法隧道施工是采用以噴錨作初期支護(hù),模注混凝土為二次支護(hù)的復(fù)合襯砌;圍巖荷載由圍巖本身和噴錨網(wǎng)格柵等柔性支護(hù)共同承擔(dān),二次襯砌只作為對(duì)付特殊荷載和安全儲(chǔ)備或裝飾的作用。新奧法的核心是在圍巖擾動(dòng)過程中盡量使擾動(dòng)面平順(光面爆破手段),使圍巖應(yīng)力均勻重分配,以提高圍巖的自承載能力,在量測(cè)監(jiān)控的指導(dǎo)下,選擇適時(shí)的時(shí)機(jī)施以一定的支護(hù)限制圍巖的過度松弛變形。      
采用新奧法施工的隧道,通過現(xiàn)場監(jiān)控、量測(cè)信息指導(dǎo)施工,即通過對(duì)隧道施工中量測(cè)數(shù)據(jù)和對(duì)開挖面的地質(zhì)觀察等進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和反饋。并根據(jù)已建立的量測(cè)為基準(zhǔn),對(duì)隧道施工方法(包括特殊的、輔助的施工方法)、斷面開挖步驟及順序、初期支護(hù)的參數(shù)等進(jìn)行合理的調(diào)整,以確保施工安全、坑道圍巖穩(wěn)定、工程質(zhì)量和支護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性等。     新奧法施工的基本原則是“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉”。
二、光面爆破技術(shù)     
為了減少開挖,使爆破形成平整的開挖面,由開挖面中部向外側(cè)依次順序起爆的爆破方法叫光面爆破。     光面爆破是新奧法的第一要素,實(shí)施光面爆破可減弱對(duì)圍巖的擾動(dòng),減少松動(dòng)范圍,控制超欠挖,使得開挖輪廓圓順,利于噴射混凝土厚度和表面平整度的掌握,為保證噴射混凝土的質(zhì)量打下了基礎(chǔ)。另外也使布設(shè)排水盲溝和鋪設(shè)防水板更加方便,質(zhì)量更容易得到控制。因此,光面爆破是保證隧道施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)措施,對(duì)企業(yè)的經(jīng)營效益也影響很大。     為切實(shí)搞好光面爆破,實(shí)現(xiàn)“杜絕欠挖”,必須確定合理光爆方案,實(shí)行程序化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),加強(qiáng)全過程的質(zhì)量管理。
2.1爆破方案的確定    
 由上海鐵路建設(shè)(集團(tuán))有限公司施工的贛龍線蛟洋隧道工程鉆爆均采用7655型手持鑿巖機(jī)鉆孔,2#巖石硝銨和乳化炸藥,導(dǎo)爆索非電毫秒雷管起爆和微震光面爆破技術(shù)。實(shí)踐證明,非電起爆系統(tǒng)解決了洞內(nèi)雜散電流大,使用電雷管所生產(chǎn)的危險(xiǎn),并可基本上消滅瞎炮,為解決起爆順序等問題提供了條件。具體爆破方案根據(jù)不同的圍巖情況而制定: (1)洞口淺埋段:圍巖風(fēng)化嚴(yán)重,破碎程度高,自穩(wěn)能力很差,采用臺(tái)階法施工,利用拱部、邊墻分次微震光面爆破技術(shù)開挖。     (2)斷層段:原設(shè)計(jì)采用短臺(tái)階法開挖,以開挖過程的地質(zhì)調(diào)查情況來看,圍巖雖然較破碎,但巖層的自穩(wěn)能力較好,且圍巖常時(shí)好時(shí)壞,考慮到施工進(jìn)度及現(xiàn)有的施工機(jī)械設(shè)備條件,最終決定采用了全斷面微震光面爆破開挖方案,為減輕爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng),采取了一些措施:短進(jìn)尺,每排炮的進(jìn)尺均控制在超前小導(dǎo)管的作用范圍內(nèi);密打眼,少裝藥,嚴(yán)格控制單響起爆藥量。     (3)洞口V級(jí)圍巖段巖層風(fēng)化破碎程度嚴(yán)重,白穩(wěn)能力很差,采用預(yù)留核心土、環(huán)形爆破開挖方案。     該方案的優(yōu)點(diǎn)是:環(huán)形開挖周邊眼間距小,一次裝藥量少,對(duì)周邊圍巖震動(dòng)較小,同時(shí),先開挖出的環(huán)形槽,為后續(xù)主體部分爆破起到了較好的減震作用。     (4)IV級(jí)圍巖段采用短臺(tái)階法開挖,拱部光面,邊墻預(yù)裂方案。     (5)II級(jí)、III級(jí)圍巖段采用全斷面光面爆破方案。
2.2光面爆破的關(guān)鍵技術(shù)     
一般認(rèn)為光面爆破原理是周邊眼同時(shí)起爆,各炮眼的沖擊波向其四周作徑向傳播,相鄰炮眼的沖擊波相遇,則產(chǎn)生應(yīng)力波的疊加,并產(chǎn)生切向拉力,當(dāng)巖體的極限抗拉強(qiáng)度小于此拉力時(shí),巖體便被拉裂,在炮眼中心邊線上形成裂縫,隨后,爆炸氣的膨脹使裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展,形成平整的爆裂面。     根據(jù)這一工作原理,要使光面爆破取得良好效果,需掌握以下幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn):     (1)根據(jù)圍巖特點(diǎn),選定合理的周邊眼常用參數(shù)。     ①周邊眼間距E     它是直接控制開挖輪廓面平整度的主要因素。一般情況下E=(12~15)d,其中炮眼直徑d=42mm。對(duì)于節(jié)理發(fā)育,層理明顯的地段,周邊眼間距可適當(dāng)減小,也可在兩炮眼之間增加一個(gè)不裝藥的導(dǎo)向空眼。     ②最小抵抗線W     W值直接影響光面爆破效果和爆碴塊度。其取值在(13~22)d范圍內(nèi),且W施≥E。     ③周邊眼密集系數(shù)K     取K=E/W     ④裝藥集中度q     根據(jù)不同的圍巖情況選定,圍巖較好取大值,軟弱破碎圍巖地段應(yīng)取小值。     蛟洋隧道的周邊眼常用參數(shù),根據(jù)隧道的地質(zhì)情況以及以往的施工經(jīng)驗(yàn),最終取值。 (2)采取合理裝藥結(jié)構(gòu)盡可能使炸藥沿孔深均勻分布。     隧道周邊眼爆破均采用空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu),導(dǎo)爆索串線。其中軟弱圍巖地段采用雙傳爆線和隔眼裝藥結(jié)構(gòu),其他眼均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。       (3)科學(xué)選擇炮眼布置方式,選用合適的掏槽形式,合理安排起爆順序。     光面爆破進(jìn)行隧道開挖的關(guān)鍵之一是掏槽,即在只有一個(gè)臨空面的條件下(全斷面一次開挖也是一個(gè)臨空面)首先開挖一個(gè)槽口,作為其余部分的新的臨空面,這個(gè)槽口就稱為掏槽,掏槽對(duì)開挖爆破的成敗好壞影響很大。除掏槽所需的掏槽眼外,炮眼還有掘進(jìn)眼,掘進(jìn)眼包括輔助眼、周邊眼、底板眼。    一般周邊眼(包括內(nèi)圈眼)按環(huán)形布孔,其余掘進(jìn)眼按線性布孔。硬巖深孔爆破選寬孔距、小抵抗布孔方式。掏槽形式,視炮眼與開挖面垂直與否,分直眼掏槽和斜眼掏槽兩類。 蛟洋隧道采用斜眼掏槽,并將傳統(tǒng)的掏槽部位上移,底部增加底眼,以提高爆破效果。合理安排爆破順序,使爆破按掏槽、掘進(jìn)、底板、邊墻和拱部、拱腳順序進(jìn)行,以便為掘進(jìn)、內(nèi)圈、周邊眼逐次開辟臨空面。實(shí)現(xiàn)順序起爆的手段是采用非電毫秒延期雷管分段起爆,為保證起爆順序的精確性,毫秒雷管跳段使用。