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[摘 要]随着我国社会经济的快速发展，我国工程技术水平取得了长足进步。特别是伴随着我过城市化建设而发展的隧道工程及施工技术取得了跨越式的发展。本文就我国网站技术的现状与发展进行了分析，并就各类隧道工程施工技术特点进行了研究与探讨。特别是这些年来隧道掘进盾构技术进行了分析。隧道掘进机和盾构施工方法具有施工速度快隧道成型好、机械化强度以及周边环境影响小等显著优点，将在新的时期里得到广泛应用，值得我们深入研究
[关键词]隧道工程；矿山法；隧道掘进机；盾构隧道；沉管隧道
中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0073-02
随着城市建设发展的需要，工程技术得到了不断的推进与发展。早在20世纪已有很多发达国家建成了特长隧道，还有许多特长隧道在建设或在规划中，21世纪前10年中，我国将有总长155m以上的公路隧道要投人建设，3km以上的特长隧道有数十座，在建和拟建的铁路中隧道含量很大，特长隧道数量很多。在隧道施工技术方面，从20世纪六七十年代早期钢钎大锤作业的施工方法，到80年代推广应用“新奥法”，后来应用液压凿岩台车，20世纪末又引进了大型隧道掘进机（TBM），从液压凿岩台车的应用到隧道掘进机的引进，隧道施工技术进入了新的发展阶段。21世纪我国交通隧道的建设和隧道施工技术必将有一个新的更大的发展。
1 矿山法施工技术
在隧道施工中，矿山法较为广泛地采用了新奥法的原则，仍处于不能为其他方法所取代的重要地位·近30年来，矿山法的施工技术进步是很大的，例如钻眼速度己由20世纪70年代以压缩空气为动力凿岩机的250mm/min，提高到现在的液压凿岩机的3m/min，而且作业人员大大减少·随着地质超前预报的逐渐推广应用，围岩预支护、预加固技术的日益成熟，施工管理的逐步科学化，隧道施工中的应变能力有了很大的提高，尤其是在通过困难地段时，造成人员伤亡的坍方事故日趋减少。
特长隧道一般埋深较大，深埋隧道的地质环境给施工带来严重影响，这些特点为：温度高，地温梯度大致为平均每300m变化12℃；原始地应力大，普遍存在岩爆和应力片落现象；地下水压高，会加剧地下水涌人量和速度；岩石质量好，无风化、节理松散等现象，但大断裂带可导致强烈的挤压对以上问题已有了一定认识，并积累了较为丰富的处理经验和技术措施。
应用新奥法原则建成的北京地铁复兴门折返线和三拱两柱大跨度地铁西单车站，表明我国地铁隧道在设计理论、施工技术和科学管理等方面有了适合国情的突破性进展，为我国城市隧道施工中进一步推广浅埋暗挖法积累了宝贵经验，标志着我国软土隧道施工和管理达到了相当高的水平。
2 隧道摁进机（M）施工技术
TBM施工技术近年来有了一定发展.13L1966年生产出第一台直径3·4m的掘进机，在杭州人防工程中进行过试验，20世纪70年代进人工业性试验阶段，试制出SJ55、SJ58、SJ、EJ30型掘进机20世纪80年代进人实用性阶段，研制出SJ58A、58B、SJ40/45、EJ30/32、EJ50型掘進机，在河北引滦、福建龙门滩青岛引黄济青、云南羊场煤矿、贵阳煤矿、山西古交和怀仁煤矿等工程中使用，但是，与国外掘进机相比，在技术性能和可靠性等方面还有相当大的差距自改革开放以来，已有甘肃省引大人秦工程、山西省万家寨引黄工程和陕西省秦岭铁路隧道工程等项目引人国外大型TBM进行隧道施工，取得了成功·其中山西省万家寨引黄工程创造最高日掘进113m和最高月掘进1645m的记录秦岭特长隧道引进具有世界先进水平的大直径掘进机施工，实现了铁路隧道首次采用掘进机进行全断面开挖，打破了我国铁路隧道采用单一的钻爆法开挖的局面，使施工方法上了一个新台阶由于掘进机的总体性能先进，从而保证了在坚硬岩层条件下平均掘进速度超过1m/h，机器掘进时间占总时的40%左右，在同类硬岩条件下，该掘进机施工技术指标实属世界先进水平，在掘进机配套设备的国产化和现代维修技术上迈出了可喜的步伐，如平台拖车国产化、碴车国产化、除尘系统的改进和部分零件国产化、拖拉装置国产化、刀具部件国产化和各种进口配件国产化等；采用了多项现代维修技术。
3 盾构施工技术
盾构法隧道施工技术近年来有了较大的发展，963年开始在上海试验性地采用盾构法掘进隧道，最初为直径4·2m的开胸盾构干挖法，后逐步发展为干出土的网格式盾构、水力出土网格式盾构、局部气压水力开挖网格式盾构及土压平衡式盾构施工法·北京于1966年开始设计，1968年开始修建地铁盾构施工试验段工程，取得了一些经验.1966年水利部杭州机械研究所研究试制了我国第一台TBM，并应用于水电工程，1976年又为郑州市设计了直径为6m的盾构TBM.1991年上海地铁1号线引进法国FCB公司的7台土压平衡式盾构，直径为6·2m，采用大刀盘开挖、螺旋输送机排土，同时备有同步压浆、计算机控制系统等，能比较完善上海地铁2号线区间隧道也采用了盾构法施工·1998年北京研制成功了半断面插刀结构并在地铁复八线区间隧道进行试验，取得了成功·北京地铁5号线试验段工程采用从德国进口的直径6·19m的土压平衡盾构进行开挖.1994年上海引进日本的超大型泥水加压平衡盾构，盾构外径11·22m，用于建造上海延安东路隧道南线，经受了穿越仓库、浅覆防汛墙、地下车库、地下人行道、高层建筑等严峻考验，成功穿越了黄浦江，盾构曾创下日推进13.5m的速度，地表最大沉降点小于30mm接着，在南京越江隧道施工中在穿越砂层的条件下使用盾构获得成功·北京地铁5号线试验段工程采用从德国进口的直径6·19m的土压平衡盾构进行试挖·广州地铁1号线、2号线、3号线部分区间隧道也采用了盾构法·南京地铁南北线一期工程的中也采用盾构法施工.正在建设的上海上中路隧道位于徐浦大桥和卢浦大桥之间，建成后隧道外径达到14巧m，采用直径为14·87m的超大型盾构掘进机施工·国内第一台双圆盾构在上海总装成功，能使上、下行隧道一次掘进完成，双圆盾构不久将投人轨道交通建设中。 4 隧道沉管法施工
全世界已建有107座沉管隧道，最大水深50m，最大海水流速2·7s，最大长度5825m，最多车道8车道，我国已建成沉管隧道有上海金山供水隧道、黄浦江宁国路隧道、天津海河隧道、宁波甬江隧道以及广州珠江隧道沉管法修建水下隧道的优点在于对地质条件的适应性强、隧道的覆盖层薄，从而使隧道总长度减小，隧道斷面利用率高，防水可靠度高，施工周期短及工程造价合理等。
5 总结
1）我国交通隧道的建设有3个非常明显的趋势：一是需修建的长隧道越来越多，长度越来越长；二是隧道方式跨越江、河、湖、海水域的工程越来越多；三是城市隧道和地下铁道的建设将迎来高潮
2）特长隧道有的位于复杂的甚至是非常特殊的自然条件中，有的采用水下隧道跨越江、河、湖、海等水域·要完成特长隧道和特殊隧道的修建任务必须具备快速施工能力、较高的施工机械化配套能力、科学的施工管理制度和方法等基本条件
3）在隧道施工技术方面，从钢钎大锤作业的施工方法，到推广应用“新奥法"，从液压凿岩台车的应用到隧道掘进机的引进，以及在地铁隧道和城市隧道中广泛采用盾构法，隧道施工技术有了很大进步，有些方面达到甚至超过了国际先进水平
4）在隧道施工中，较为广泛地采用“新奥法"原则的矿山法技术改进和发展方向是：提高开挖成洞速度；提高应变能力，降低工程成本；改善施工作业环境条件和安全技术，隧道掘进机和盾构施工方法具有施工速度快、隧道成型好、机械化强度以及周边环境影响小等显著优点，沉管隧道适用于水底地形平坦、水深及跨度不太大的情况，在我国也将逐渐得到应用。
参考文献
[1]王梦恕，二十一世纪是隧道及地下空间大发展的年代[J]，铁道建筑技术，20（1）：2·4.
[2]罗衍俭·隧道工程世纪之梦[J]，世界隧道，1997（6）：2·3.
[3]周心培·论修建琼州海峡隧道的可行性[J].铁道工程学报，20（4）：59.61，
[4]畅红禹，周建民.论我国越江隧道的发展[J].地下空间，2，20（3）：210·213.
[5]昊之明.英吉利海峡隧道工程的经验教训与21世纪工程-台湾海峡隧道构想[J].科技导报，1997（2）：12·16.
[6]刘伟.21世纪初我国公路隧道的关键技术[J].公路，2000（1）：82·86.
[关键词]隧道工程；矿山法；隧道掘进机；盾构隧道；沉管隧道
中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0073-02
随着城市建设发展的需要，工程技术得到了不断的推进与发展。早在20世纪已有很多发达国家建成了特长隧道，还有许多特长隧道在建设或在规划中，21世纪前10年中，我国将有总长155m以上的公路隧道要投人建设，3km以上的特长隧道有数十座，在建和拟建的铁路中隧道含量很大，特长隧道数量很多。在隧道施工技术方面，从20世纪六七十年代早期钢钎大锤作业的施工方法，到80年代推广应用“新奥法”，后来应用液压凿岩台车，20世纪末又引进了大型隧道掘进机（TBM），从液压凿岩台车的应用到隧道掘进机的引进，隧道施工技术进入了新的发展阶段。21世纪我国交通隧道的建设和隧道施工技术必将有一个新的更大的发展。
1 矿山法施工技术
在隧道施工中，矿山法较为广泛地采用了新奥法的原则，仍处于不能为其他方法所取代的重要地位·近30年来，矿山法的施工技术进步是很大的，例如钻眼速度己由20世纪70年代以压缩空气为动力凿岩机的250mm/min，提高到现在的液压凿岩机的3m/min，而且作业人员大大减少·随着地质超前预报的逐渐推广应用，围岩预支护、预加固技术的日益成熟，施工管理的逐步科学化，隧道施工中的应变能力有了很大的提高，尤其是在通过困难地段时，造成人员伤亡的坍方事故日趋减少。
特长隧道一般埋深较大，深埋隧道的地质环境给施工带来严重影响，这些特点为：温度高，地温梯度大致为平均每300m变化12℃；原始地应力大，普遍存在岩爆和应力片落现象；地下水压高，会加剧地下水涌人量和速度；岩石质量好，无风化、节理松散等现象，但大断裂带可导致强烈的挤压对以上问题已有了一定认识，并积累了较为丰富的处理经验和技术措施。
应用新奥法原则建成的北京地铁复兴门折返线和三拱两柱大跨度地铁西单车站，表明我国地铁隧道在设计理论、施工技术和科学管理等方面有了适合国情的突破性进展，为我国城市隧道施工中进一步推广浅埋暗挖法积累了宝贵经验，标志着我国软土隧道施工和管理达到了相当高的水平。
2 隧道摁进机（M）施工技术
TBM施工技术近年来有了一定发展.13L1966年生产出第一台直径3·4m的掘进机，在杭州人防工程中进行过试验，20世纪70年代进人工业性试验阶段，试制出SJ55、SJ58、SJ、EJ30型掘进机20世纪80年代进人实用性阶段，研制出SJ58A、58B、SJ40/45、EJ30/32、EJ50型掘進机，在河北引滦、福建龙门滩青岛引黄济青、云南羊场煤矿、贵阳煤矿、山西古交和怀仁煤矿等工程中使用，但是，与国外掘进机相比，在技术性能和可靠性等方面还有相当大的差距自改革开放以来，已有甘肃省引大人秦工程、山西省万家寨引黄工程和陕西省秦岭铁路隧道工程等项目引人国外大型TBM进行隧道施工，取得了成功·其中山西省万家寨引黄工程创造最高日掘进113m和最高月掘进1645m的记录秦岭特长隧道引进具有世界先进水平的大直径掘进机施工，实现了铁路隧道首次采用掘进机进行全断面开挖，打破了我国铁路隧道采用单一的钻爆法开挖的局面，使施工方法上了一个新台阶由于掘进机的总体性能先进，从而保证了在坚硬岩层条件下平均掘进速度超过1m/h，机器掘进时间占总时的40%左右，在同类硬岩条件下，该掘进机施工技术指标实属世界先进水平，在掘进机配套设备的国产化和现代维修技术上迈出了可喜的步伐，如平台拖车国产化、碴车国产化、除尘系统的改进和部分零件国产化、拖拉装置国产化、刀具部件国产化和各种进口配件国产化等；采用了多项现代维修技术。
3 盾构施工技术
盾构法隧道施工技术近年来有了较大的发展，963年开始在上海试验性地采用盾构法掘进隧道，最初为直径4·2m的开胸盾构干挖法，后逐步发展为干出土的网格式盾构、水力出土网格式盾构、局部气压水力开挖网格式盾构及土压平衡式盾构施工法·北京于1966年开始设计，1968年开始修建地铁盾构施工试验段工程，取得了一些经验.1966年水利部杭州机械研究所研究试制了我国第一台TBM，并应用于水电工程，1976年又为郑州市设计了直径为6m的盾构TBM.1991年上海地铁1号线引进法国FCB公司的7台土压平衡式盾构，直径为6·2m，采用大刀盘开挖、螺旋输送机排土，同时备有同步压浆、计算机控制系统等，能比较完善上海地铁2号线区间隧道也采用了盾构法施工·1998年北京研制成功了半断面插刀结构并在地铁复八线区间隧道进行试验，取得了成功·北京地铁5号线试验段工程采用从德国进口的直径6·19m的土压平衡盾构进行开挖.1994年上海引进日本的超大型泥水加压平衡盾构，盾构外径11·22m，用于建造上海延安东路隧道南线，经受了穿越仓库、浅覆防汛墙、地下车库、地下人行道、高层建筑等严峻考验，成功穿越了黄浦江，盾构曾创下日推进13.5m的速度，地表最大沉降点小于30mm接着，在南京越江隧道施工中在穿越砂层的条件下使用盾构获得成功·北京地铁5号线试验段工程采用从德国进口的直径6·19m的土压平衡盾构进行试挖·广州地铁1号线、2号线、3号线部分区间隧道也采用了盾构法·南京地铁南北线一期工程的中也采用盾构法施工.正在建设的上海上中路隧道位于徐浦大桥和卢浦大桥之间，建成后隧道外径达到14巧m，采用直径为14·87m的超大型盾构掘进机施工·国内第一台双圆盾构在上海总装成功，能使上、下行隧道一次掘进完成，双圆盾构不久将投人轨道交通建设中。 4 隧道沉管法施工
全世界已建有107座沉管隧道，最大水深50m，最大海水流速2·7s，最大长度5825m，最多车道8车道，我国已建成沉管隧道有上海金山供水隧道、黄浦江宁国路隧道、天津海河隧道、宁波甬江隧道以及广州珠江隧道沉管法修建水下隧道的优点在于对地质条件的适应性强、隧道的覆盖层薄，从而使隧道总长度减小，隧道斷面利用率高，防水可靠度高，施工周期短及工程造价合理等。
5 总结
1）我国交通隧道的建设有3个非常明显的趋势：一是需修建的长隧道越来越多，长度越来越长；二是隧道方式跨越江、河、湖、海水域的工程越来越多；三是城市隧道和地下铁道的建设将迎来高潮
2）特长隧道有的位于复杂的甚至是非常特殊的自然条件中，有的采用水下隧道跨越江、河、湖、海等水域·要完成特长隧道和特殊隧道的修建任务必须具备快速施工能力、较高的施工机械化配套能力、科学的施工管理制度和方法等基本条件
3）在隧道施工技术方面，从钢钎大锤作业的施工方法，到推广应用“新奥法"，从液压凿岩台车的应用到隧道掘进机的引进，以及在地铁隧道和城市隧道中广泛采用盾构法，隧道施工技术有了很大进步，有些方面达到甚至超过了国际先进水平
4）在隧道施工中，较为广泛地采用“新奥法"原则的矿山法技术改进和发展方向是：提高开挖成洞速度；提高应变能力，降低工程成本；改善施工作业环境条件和安全技术，隧道掘进机和盾构施工方法具有施工速度快、隧道成型好、机械化强度以及周边环境影响小等显著优点，沉管隧道适用于水底地形平坦、水深及跨度不太大的情况，在我国也将逐渐得到应用。
参考文献
[1]王梦恕，二十一世纪是隧道及地下空间大发展的年代[J]，铁道建筑技术，20（1）：2·4.
[2]罗衍俭·隧道工程世纪之梦[J]，世界隧道，1997（6）：2·3.
[3]周心培·论修建琼州海峡隧道的可行性[J].铁道工程学报，20（4）：59.61，
[4]畅红禹，周建民.论我国越江隧道的发展[J].地下空间，2，20（3）：210·213.
[5]昊之明.英吉利海峡隧道工程的经验教训与21世纪工程-台湾海峡隧道构想[J].科技导报，1997（2）：12·16.
[6]刘伟.21世纪初我国公路隧道的关键技术[J].公路，2000（1）：82·86.