Этот наиболее распространенный способ разработки крупных выработок применяют в тех же инженерно-геологических условиях, что и способ сплошного забоя. Принцип его заключается в разделении поперечного сечения выработок площадью примерно 100 м2 и более или высотой более 10 м на отдельные элементы и последовательной проходки этих элементов. Такое разделение, как правило, вызывается необходимостью обеспечения устойчивости выработок в процессе их строительства и облегчения процессов проходческих и бетонных работ. В отдельных случаях при разработке выработок оказывается целесообразным в первую очередь пройти передовую штольню, тогда расширение выработки на полное сечение, осуществляемое затем сплошным забоем, может рассматриваться как проходка уступа.

Различают уступы боковые, верхние и нижние. При проходке крупных выработок возможно сочетание двух или всех трех видов этих уступов.

Проходка с боковыми или верхними уступами. Как отмечалось выше, применение способа сплошного забоя в устойчивых породах ограничивается выработками, ширина которых не превышает примерно 20 м. В выработках большей ширины (а в нарушенных породах и при меньшей ширине) целесообразно в первую очередь разработать центральную часть, а затем доработать оба боковых уступа. Это позволяет своевременно закрепить кровлю выработки на большой длине пролета и более рационально подобрать буровое и погрузочное оборудование, применяемое в процессе проходки.

В длинных туннелях площадью сечения даже менее 100 м2 в условиях, когда эти туннели залегают на значительной глубине, затрудняющей организацию и проведение изыскательских работ, возможно применение передовой штольни, расположенной в полезном сечении туннеля. В этом случае штольню проводят на всю длину туннеля до начала расширения его сечения. Имеются также примеры, когда штольня опережает расширение на определенную длину, т. е. проходка штольни и работы по расширению сечения туннеля на полный профиль совмещаются во времени. Расширение туннеля до полного профиля представляет собой разработку уступа, например бокового или верхнего.

Здесь не рассмотрены случаи с передовой штольней, расположенной параллельно туннелю, поскольку способ проходки такого туннеля не отличается от обычного без применения параллельной штольни. Такое решение с экономической точки зрения в наибольшей степени целесообразно в автодорожных туннелях, поскольку при этом штольня может быть использована в эксплуатационных условиях для постоянной вентиляции и тем самым удается сократить расходы по строительству дополнительных вентиляционных устройств в туннеле. Случаи применения параллельной штольни описаны в ряде работ. Из последних примеров интересна проходка с конца 1969 г. японского автодорожного туннеля Ена-сан длиной 8,5 км, высотой 10 м и шириной 13 м, в котором штольню сечением 12,5 м2, расположенную на расстоянии 25 м от туннеля, разрабатывают на большей части длины с применением комбайна фирмы Роббинс. Также с применением вспомогательной параллельной штольни начато строительство в Швейцарии Сен-Готардского автодорожного туннеля длиной 16,3 км, высотой Эми шириной.

Основными недостатками применения передовой штольни, расположенной в полезном сечении туннеля, являются, естественно, повышение сроков и стоимости работ по сравнению с проходкой туннеля сплошным забоем. Вместе с тем, при проходке передовой штольни появляется возможность получения детальной геологической разведки по трассе, что определяет выбор способов производства работ и типов крепи еще до начала разработки расширения туннеля до полного сечения. В условиях глубоких туннелей передовая штольня позволяет определенным образом снизить вероятность и интенсивность «горных ударов». Кроме того, передовая штольня облегчает условия вентиляции туннеля в процессе строительства и позволяет организовать сообщение между забоями до готовности всего туннеля.

Следует однако, отметить, что в определенных инженерно-геологических условиях, например в скальных трещиноватых породах, разбитых на мелкие блоки с глинистыми прослоями между ними, наличие передовой штольни может в значительной степени осложнить проходческие работы при расширении выработки на полное сечение. Это обстоятельство вызывается ослаблением, разуплотнением горного массива вокруг штольни, особенно если после ее проходки прошло много времени. В этих случаях при расширении выработки возможны-частые вывалы породы.

Недостатки, указанные выше, могут быть частично компенсированы при условии правильного выбора соотношения размеров штольни и туннеля, а также при достижении высоких темпов проходки штольни и расширения туннеля.

Облако