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新奥法是隧道开挖最重要的工法，其通过支护手段保持围岩强度、控制围岩变形发挥围岩自承载能力。新奥法可细分为十多种工法，本文基于专利角度对各细分工法进行了分析，总结了各细分工法的基本施工特点、适用条件，并基于专利分析给出了几点专利申请与保护的建议。
1 概述
新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用爆破技术进行全断面开挖施工，并以复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身。新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于50年代提出的，经过大量实践和理论研究于60年代取得专利权并正式命名，70年代末80年代初在我国得到迅速发展。基于国内专利检索情况并参考现有技术，确定新奥法开挖方式主要有全断面开挖法、台阶法和分部开挖法。
2 全断面法技术分析
全断面开挖法是指按设计开挖断面一次爆破成型的开挖工法，施工顺序包括：钻孔台车钻眼、装药、联接导火线；台车退出、引爆炸药，开挖出整个隧道断面；排除危石；喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆；装碴机将石碴装入运输车运出洞外；喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆；根据需要可喷射第2层混凝土和隧道底部混凝土；开始下一轮循环。一般用于Ⅲ-Ⅰ级围岩，施工特点：工序少、干扰少，便于施工组织管理；开挖面大，便于机械化作业，爆破效果好，进度快；开挖一次成形，减少了爆破次数，对围岩扰动少；地质适用范围较窄，要求地质条件较好，当地质条件变化时改变施工方法不易。
3 台阶法技术分析
台阶开挖法是将断面分成上半断面和下半断面两部分（也可以是更多部分）分别开挖，是目前适用性最广的施工方法，随台阶长度的调整，几乎可用于所有地层，是主导方法。软弱围岩闭合时间要求短，则台阶必须缩短；围岩较好时则可以缩短支护闭合时间，台阶可延长。
长台阶法是指台阶长度L≥5B的情况，B为隧道的宽度，该方法适用于Ⅲ-Ⅰ级围岩，具有施工速度快的优点。作业顺序：开挖上半断面：钻眼－装药－爆破－锚喷－推石碴到下半断面；开挖下半断面：将推下的石碴运出－钻眼－爆破－出碴－边墙锚喷。
短台阶法是指台阶长度1-1.5B≤L＜5B的情况，其支护闭合时间加快，围岩稳定性增加，一般用于Ⅴ-Ⅳ级围岩；但是由于台阶缩短，加大了对下台阶施工的干扰。由于上台阶存碴面积减小，导致往下台阶推碴次数增多，对此可增加平行作业的时间，加快进度。
超短台阶法是指台阶长度仅为3-5m的情况，其更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大，一般适用于Ⅴ-Ⅵ级软弱破碎围岩。超短台阶施工应注意下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后才能进行；开挖后要及时喷砼。
4 分部开挖工法技术分析
环形开挖留核心土法特点是留核心土支顶工作面，稳定性优于短台阶法，但进度慢、分块多、不利通风；适用于土质或易坍塌的软弱围岩，采用小型施工机具施工。环形开挖留核心土法实质是一种台阶分部开挖法，如常见的三台阶七部开挖法。
单侧壁导坑法特点是洞室开挖跨度减小有利于围岩稳定，但是由于导坑要闭合增加了材料用量，且进度慢；一般适用断面跨度大对地表沉陷有控制要求的软弱底层。
双侧壁导坑法（眼镜法）特点是采用双导坑使洞室最大开挖跨度更小，稳定性进一步增加，但也增加了耗材且进度慢；一般适用对地表沉陷要求更高或跨度更大的隧道。双侧导坑的开挖应错开，间距7-10m，避免在同一断面上同时开挖的总跨度过大；此外导坑尺寸应满足施工要求，但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。
中洞法特点是先开挖中间岩土体，施作中墙混凝土，后开挖两侧；一般适用于双连拱隧道；施工要求：开挖高度应大于中墙高度1m，宽度应大于5m；开挖长度取决于隧道长度、宽度及地质条件，一般为50-80m；中洞开挖后应及时施作初期支护，再分段浇筑中墙混凝土；中墙混凝土达到设计强度后拆模，进行临时横向支撑。
中隔壁法-CD法特点是沿一侧自上而下分2部或3部进行，每开挖一部及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁，底部设临时仰拱，中隔壁墙依次分部连接，然后开挖中隔壁墙的另一侧，步骤同上。一般适用于Ⅴ~Ⅵ级围岩的浅埋双线隧道。施工要求：①各部开挖时，周边轮廓尽量圆顺，减小应力集中；②各部底部高程应与钢架接头一致；③每部开挖高度约为3.5m；④后一侧开挖应全断面及时封闭；⑤左右两侧纵向间距一般为30-50m；⑥中隔壁应为弧形或圆弧形。
交叉中隔壁法-CRD法特点沿一侧自上而下分2部或3部进行；每开挖一部及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁；底部设临时仰拱；完成1-2部后即开始另一侧1-2部的开挖及临时支护；形成左右两侧开挖及支护相互交叉的情形。一般适用于Ⅴ-Ⅵ级围岩的浅埋双线隧道。
5 新奥法技术展望
通过检索发现国内申请人的国内申请中，全断面法、长台阶法、环形开挖留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法是目前的主流开采工法，专利申请量分别为133、155、292、118、386、129件；其中全断面法、长台阶法主要用于围岩稳定好的条件，可以发挥其机械化程度高、施工速度快的优点，其他工法主要用于围岩稳固性差的条件；且上述开挖工法都可适应开挖断面宽的隧道，而与双侧壁导坑法相比开挖断面较窄的单侧壁导坑法申请量仅18件，这表明我国建设宽隧道的需求更高。短台阶法以及超短台阶法主要用于围岩稳定性差的条件，专利申请量分别为57、10件，由于其开挖工序间干扰大，施工效率低而逐渐被中隔壁法、交叉中隔壁法取代。
新奥法的专利申请人多为我国的中铁、中建、中交等工程公司，受项目繁忙、缺乏对专利保护机制研究、施工工法作为方法权利要求难于构成侵权难于发现侵权进而难于维权等因素的影响，存在权利要求书技术过细、不必要的技术特征太多导致的专利价值低的问题。此外，上述公司也缺乏有质量的国外专利申请。当前我国基建技术世界领先，且在世界范围内皆有工程项目，因此应加大国外专利的布局，进一步提高国际竞争力同时避免侵权他国专利权。而在国内外进行专利申请时，应申请有质量有价值的专利，并有计划的进行保护与权利维护，让专利本身产生价值。此外，施工工法的保护难度较大，因此应加大设备研发投入，并将施工方法依托于施工设备，如此既可保护设备又能保护方法。