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[摘 要]开拓地下空间资源和发展其经济效益，是当前世界各地在隧道及地下工程领域中总的发展趋势。目前地下交通运输系统的开发和利用是城市规划发展中的最要目标，隧道是民防和市政地下工程的总体规划中不可或缺的重要部分，而隧道施工技术的发展与创新是相关专家和单位最为关心的。[关键词]地下空间；隧道施施工技术；总体规划
中图分类号：U415 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0124-01
1.隧道施工原则
（1）勘测设计原则。隧道位置的选择一般应服从路线走向。由于隧道工程数量、造价、工期控制等因素，隧道位置在选线方案中是经济技術比较的重要组成部分。对不良地质地段的隧道，特别是长、大复杂隧道线及全线或局部线路方案的成立与否，必须精心勘测设计。通过对隧道位置所处的地形 、地质、水文等要素的测绘、勘测、测试及综合评定，设计正洞和明洞的长度和结构，决定施工方法，设计辅助坑道、排水系统和附属工程。
（2）施工原则。按设计图纸实施隧道掘进、衬砌和安装作业的过程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于浅埋隧道和地下建筑。对于大多数隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按开挖方法和所用机具分为矿山法、盾构法和地下连续墙法 。
2.隧道施工技术种类
（1）明挖法。敞口开挖基坑，再在基坑中修建地下结构，最后用土石重新覆盖填实。
（2）盾构法。用盾构开挖隧道的一种施工法。盾构为一个钢制圆筒，前部为切口环，目的为保护开挖面上工作人员的安全；中部为支承环，承受地层压力，安设千斤顶，并靠这些千斤顶将盾构向前推进。盾构内部空间用横向及竖向隔板分隔成小的工作室，并在隔板上安设辅助机具。后部盾尾部分是用来支撑坑道，并作为装配衬砌环的空间。修建时在开挖面上掘进衬砌的一环长度后，盾构可推进到挖好的空间内，并在盾壳保护下装配隧道衬砌。在含水淤泥地层中可采用压缩空气以稳定工作面。
（3）地下连续墙法。在地下铁道或其他地下结构的两个边墙位置处沿线路方向挖槽，灌注特制的泥水，以稳定槽壁，然后安放钢筋笼，灌筑混凝土边墙。在两侧边墙的保护下，可以挖开街道先修建结构顶盖，然后进行填实，恢复交通，再进行下部地层的开挖。此法优点是对地面交通的干扰时间短，范围小，对路边建筑物的影响也较小。意大利米兰地铁就是用此法修筑的典型例子。
（4）矿山法。铁路、公路隧道和其他山岭隧道或地下建筑物一般均可采用矿山法施工。此法又可分为：①钻眼爆破法。位于各类岩石地层内的隧道，均可采用钻眼、装药、爆破的方法开挖。在硬岩中开挖隧道可采用凿岩台车钻眼，进行全断面开挖。②新奥法。20世纪30年代发展起来的新方法。其要义是以隧道围岩作为支护的主要手段。施工过程中尽量减少围岩的松动破坏，并在开挖后及时支护，以确保离临空面一定深度处的围岩内形成承载圈。支护设置有一个最佳时间：过早支护会使喷射混凝土和岩层间产生很大地层压力；过迟支护则围岩将因变形过度而松动。为了正确估计合理的支护时间，必须对开挖后的隧道围岩及时进行收敛量测。③掘进机开挖法。近年来得到了大力推广。掘进机是利用安装在机轴转盘上的刀具直接切削岩层。
（5）其他方法。沉管法；在穿越铁路、道路、河流或建筑物时，可使用顶管法。修建地下池槽、地下厂房、仓库和各种地下井时，还可使用沉井法。
4.隧道施工要点
（1）隧道施工前，必须先做好洞口防排水，洞前施工场地硬化，材料堆放、钢筋加工场地的建设。
（2）隧道边仰坡开挖采用机械配合人工开挖，边开挖边支护，支护紧跟开挖，确保边坡稳定，边坡线形及坡面必须平顺，边坡喷网锚支护必须保证锚杆长度及锚固质量。
（3）洞口浅埋段地层为土质或强风化泥岩，结构松散，超前支护、洞身开挖方法、初期支护是施工的重中之重，必须严格控制超前大管棚角度和长度，管棚注浆必须饱满密实。洞身土质地层开挖采用机械配合人工，石质地层开挖采用浅眼松动爆破配合挖机开挖，尽量减少对母岩的扰动，本着短进尺，弱爆破、强支护的原则。
（4）洞身开挖必须根据围岩等级，严格按照开挖工艺，选用切实可行的爆破参数，控制好超欠挖。
（5）初期支护必须按照设计图纸确定的支护参数，严格控制拱架间距、锚杆长度、锚固质量、砼喷层厚度，喷射砼必须密实无空洞，超挖部分必须回填密实。
（6）仰拱基底必须清理干净，及时回填，仰拱片石砼必须严格控制片石质量，严格按照片石砼施工工艺施工，仰拱必须全幅施工，以保证整体性。
（7）隧道施工必须做好施工测量与控制测量，布设好围岩监控量测及沉降观测点，经常进行复测，作好记录。
（8）二次衬砌防水板必须铺挂平顺，搭接质量可靠，衬砌台车必须加固可靠，模筑砼必须振捣密实，预埋件位置必须定位准确。
5.施工管理
（1）加强勘探工作。隧道设计阶段的地质勘察工作对制定方案具有重要意义，但在一般情况下，仅只是对隧址地质情况概括性的有限描述，它还不能完全指导施工，必须在施工中打开地层后进一步对地质进行勘探。因此，对施工中的地质超前预报技术的开发与完善和发展多种勘探手段，以迅速及时地获得尽量多的地质信息资料，对顺利进行施工极为重要。
（2）施工机械化。促进施工机械化是加快施工进度的重要手段，也是缩小我国与国外隧道施工技术差距的重要方面。在应用最广泛的钻爆法作业方面，建立以钻孔台车为先导的几条机械化作业线（开挖、出渣作业线；喷混凝土作业线；模筑混凝土衬砌作业线）可以使钻爆法适应性更强，投资效益明显；在特长隧道中采用全断面掘进机为核心的技术综合机械化（开挖、出渣、衬砌）以谋求长隧道施工中的高速、高效和高质量的突破；发展盾构和沈管施工的机械化、自动化施工将使城市地下交通和越江信道得到更快的发展。
（3）应用新技术。采用隧道施工新技术对施工质量的提高和施工进度的加快有着十分明显的作用。目前应着重以下方面的研究应用：①钻孔作业使用能力更强的凿岩机或钻孔台车，冲击钻头采用更优良的合金材料和改进钻头形状以加快钻孔速度，开发更有效的爆破大器材；研究优化爆破设计，经编程后由计算机控制钻孔；提高凿岩爆破能力。②加强对湿喷混凝土及喷射钢纤维混凝土的应用研究，完善施工工艺，改善施工条件，提高支护质量、速度及效果。③加强对预制拼装式衬砌的研究应用，使预制混凝土衬砌向高标号、尺寸误差小、拼装密封条件好的方向发展。④进一步完善辅助工法，特别是加强注浆技术（注浆设备、材料、工艺、检验）的研究，以提高对付不良地质的应变能力。⑤加强隧道施工现代化管理。隧道施工采用现代化管理方式可最大限度发挥机械效率、确保工程质量和施工安全。这也是缩小我国与国外隧道技术差距的重要方面。
中图分类号：U415 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0124-01
1.隧道施工原则
（1）勘测设计原则。隧道位置的选择一般应服从路线走向。由于隧道工程数量、造价、工期控制等因素，隧道位置在选线方案中是经济技術比较的重要组成部分。对不良地质地段的隧道，特别是长、大复杂隧道线及全线或局部线路方案的成立与否，必须精心勘测设计。通过对隧道位置所处的地形 、地质、水文等要素的测绘、勘测、测试及综合评定，设计正洞和明洞的长度和结构，决定施工方法，设计辅助坑道、排水系统和附属工程。
（2）施工原则。按设计图纸实施隧道掘进、衬砌和安装作业的过程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于浅埋隧道和地下建筑。对于大多数隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按开挖方法和所用机具分为矿山法、盾构法和地下连续墙法 。
2.隧道施工技术种类
（1）明挖法。敞口开挖基坑，再在基坑中修建地下结构，最后用土石重新覆盖填实。
（2）盾构法。用盾构开挖隧道的一种施工法。盾构为一个钢制圆筒，前部为切口环，目的为保护开挖面上工作人员的安全；中部为支承环，承受地层压力，安设千斤顶，并靠这些千斤顶将盾构向前推进。盾构内部空间用横向及竖向隔板分隔成小的工作室，并在隔板上安设辅助机具。后部盾尾部分是用来支撑坑道，并作为装配衬砌环的空间。修建时在开挖面上掘进衬砌的一环长度后，盾构可推进到挖好的空间内，并在盾壳保护下装配隧道衬砌。在含水淤泥地层中可采用压缩空气以稳定工作面。
（3）地下连续墙法。在地下铁道或其他地下结构的两个边墙位置处沿线路方向挖槽，灌注特制的泥水，以稳定槽壁，然后安放钢筋笼，灌筑混凝土边墙。在两侧边墙的保护下，可以挖开街道先修建结构顶盖，然后进行填实，恢复交通，再进行下部地层的开挖。此法优点是对地面交通的干扰时间短，范围小，对路边建筑物的影响也较小。意大利米兰地铁就是用此法修筑的典型例子。
（4）矿山法。铁路、公路隧道和其他山岭隧道或地下建筑物一般均可采用矿山法施工。此法又可分为：①钻眼爆破法。位于各类岩石地层内的隧道，均可采用钻眼、装药、爆破的方法开挖。在硬岩中开挖隧道可采用凿岩台车钻眼，进行全断面开挖。②新奥法。20世纪30年代发展起来的新方法。其要义是以隧道围岩作为支护的主要手段。施工过程中尽量减少围岩的松动破坏，并在开挖后及时支护，以确保离临空面一定深度处的围岩内形成承载圈。支护设置有一个最佳时间：过早支护会使喷射混凝土和岩层间产生很大地层压力；过迟支护则围岩将因变形过度而松动。为了正确估计合理的支护时间，必须对开挖后的隧道围岩及时进行收敛量测。③掘进机开挖法。近年来得到了大力推广。掘进机是利用安装在机轴转盘上的刀具直接切削岩层。
（5）其他方法。沉管法；在穿越铁路、道路、河流或建筑物时，可使用顶管法。修建地下池槽、地下厂房、仓库和各种地下井时，还可使用沉井法。
4.隧道施工要点
（1）隧道施工前，必须先做好洞口防排水，洞前施工场地硬化，材料堆放、钢筋加工场地的建设。
（2）隧道边仰坡开挖采用机械配合人工开挖，边开挖边支护，支护紧跟开挖，确保边坡稳定，边坡线形及坡面必须平顺，边坡喷网锚支护必须保证锚杆长度及锚固质量。
（3）洞口浅埋段地层为土质或强风化泥岩，结构松散，超前支护、洞身开挖方法、初期支护是施工的重中之重，必须严格控制超前大管棚角度和长度，管棚注浆必须饱满密实。洞身土质地层开挖采用机械配合人工，石质地层开挖采用浅眼松动爆破配合挖机开挖，尽量减少对母岩的扰动，本着短进尺，弱爆破、强支护的原则。
（4）洞身开挖必须根据围岩等级，严格按照开挖工艺，选用切实可行的爆破参数，控制好超欠挖。
（5）初期支护必须按照设计图纸确定的支护参数，严格控制拱架间距、锚杆长度、锚固质量、砼喷层厚度，喷射砼必须密实无空洞，超挖部分必须回填密实。
（6）仰拱基底必须清理干净，及时回填，仰拱片石砼必须严格控制片石质量，严格按照片石砼施工工艺施工，仰拱必须全幅施工，以保证整体性。
（7）隧道施工必须做好施工测量与控制测量，布设好围岩监控量测及沉降观测点，经常进行复测，作好记录。
（8）二次衬砌防水板必须铺挂平顺，搭接质量可靠，衬砌台车必须加固可靠，模筑砼必须振捣密实，预埋件位置必须定位准确。
5.施工管理
（1）加强勘探工作。隧道设计阶段的地质勘察工作对制定方案具有重要意义，但在一般情况下，仅只是对隧址地质情况概括性的有限描述，它还不能完全指导施工，必须在施工中打开地层后进一步对地质进行勘探。因此，对施工中的地质超前预报技术的开发与完善和发展多种勘探手段，以迅速及时地获得尽量多的地质信息资料，对顺利进行施工极为重要。
（2）施工机械化。促进施工机械化是加快施工进度的重要手段，也是缩小我国与国外隧道施工技术差距的重要方面。在应用最广泛的钻爆法作业方面，建立以钻孔台车为先导的几条机械化作业线（开挖、出渣作业线；喷混凝土作业线；模筑混凝土衬砌作业线）可以使钻爆法适应性更强，投资效益明显；在特长隧道中采用全断面掘进机为核心的技术综合机械化（开挖、出渣、衬砌）以谋求长隧道施工中的高速、高效和高质量的突破；发展盾构和沈管施工的机械化、自动化施工将使城市地下交通和越江信道得到更快的发展。
（3）应用新技术。采用隧道施工新技术对施工质量的提高和施工进度的加快有着十分明显的作用。目前应着重以下方面的研究应用：①钻孔作业使用能力更强的凿岩机或钻孔台车，冲击钻头采用更优良的合金材料和改进钻头形状以加快钻孔速度，开发更有效的爆破大器材；研究优化爆破设计，经编程后由计算机控制钻孔；提高凿岩爆破能力。②加强对湿喷混凝土及喷射钢纤维混凝土的应用研究，完善施工工艺，改善施工条件，提高支护质量、速度及效果。③加强对预制拼装式衬砌的研究应用，使预制混凝土衬砌向高标号、尺寸误差小、拼装密封条件好的方向发展。④进一步完善辅助工法，特别是加强注浆技术（注浆设备、材料、工艺、检验）的研究，以提高对付不良地质的应变能力。⑤加强隧道施工现代化管理。隧道施工采用现代化管理方式可最大限度发挥机械效率、确保工程质量和施工安全。这也是缩小我国与国外隧道技术差距的重要方面。