我國隧道工程的研究現(xiàn)狀和思考

秦天陽 張鵬 石欽

摘要：就我國隧道及地下工程研究現(xiàn)狀和思考為題展開了研究，開始我們介紹了隧道及地下工程的研究現(xiàn)狀，然后我們介紹了隧道及地下工程在施工中用到的方法和技術(shù)并分析了一下發(fā)展前景，最后我們對(duì)隧道及地下工程的未來做了展望與思考。

關(guān)鍵詞：隧道工程;研究現(xiàn)狀;方法技術(shù);發(fā)展前景

隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國隧道和地下工程的建設(shè)規(guī)模和科學(xué)技術(shù)水平在最近十幾年有了飛速的發(fā)展，創(chuàng)造了一系列可喜可賀的成就，這些成就縮短了我們與國際水平的差距。隧道及地下工程事業(yè)的發(fā)展有利于國土資源的充分開發(fā)利用，具有環(huán)保和節(jié)能優(yōu)勢(shì)，特別是在改變我國水資源條件及油氣能源儲(chǔ)備等方面，具有重要的作用，但是同樣面臨著諸多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面對(duì)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，分析我國隧道及地下工程的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)近年來的技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新，對(duì)推動(dòng)我國隧道及地下工程的進(jìn)一步發(fā)展有積極的意義。

1我國隧道工程的研究現(xiàn)狀

隧道及地下工程以其基本不占用地面土地資源的突出優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)今面臨“人口增長、資源短缺、環(huán)境惡化”的3大挑戰(zhàn)中，發(fā)揮著越來越重要的作用，因此，其應(yīng)用越來越廣泛，正所謂“入地有戲”。近十年來，我國隧道及地下工程建設(shè)事業(yè)有了較快的發(fā)展，不單表現(xiàn)在隧道數(shù)量、隧道長度的增長上，而且在技術(shù)上也得到了快速發(fā)展，在各種工法的應(yīng)用方面也有不斷突破。

1.1鐵路隧道工程

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國大陸2013年底運(yùn)營鐵路隧道有11074座，總長8938.78km;2014年在建的鐵路隧道有4206座，長度7795.15km;已規(guī)劃有4600余座鐵路隧道，總長10600km。

1.2公路隧道工程

截至2013年底，我國大陸有公路隧道11359座，總長9605.6km，與2012年相比凈增1337座，長度增加1552.9km。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國高速公路增長迅速，2010—2013年，高速公路的增長率為29.0%，而其隧道總里程與座數(shù)的增長率分別為46.7%和35.0%，遠(yuǎn)高于公路本身的增長率。

1.3地鐵隧道工程

截至2013年末，中國大陸已有19個(gè)城市開通了地鐵，擁有83條運(yùn)營線路，總里程達(dá)2746km;至2014年底，運(yùn)營里程會(huì)超過3000km。另有15個(gè)城市的首條地鐵線正在建設(shè)中。目前全部在建的地鐵線路達(dá)106條，總里程超過2400km。在開通運(yùn)營的地鐵線路上，客流量基本“爆滿”。

2研究隧道的主要方法和技術(shù)

中國雖然發(fā)展的很快，可還是比不上世界發(fā)發(fā)達(dá)國家在技術(shù)上的技術(shù)。我國結(jié)合中國實(shí)際情況，加上對(duì)發(fā)達(dá)國家工程技術(shù)的學(xué)習(xí)，總結(jié)出了一套適合中國國情的工程技術(shù)。江湖河底隧道上用到的最多的就是明挖法，它的特點(diǎn)是簡易，迅速，便宜，保險(xiǎn);市區(qū)修建地鐵車站用到最多的是蓋挖法，已經(jīng)在京，滬，粵等使用;城市繁華市區(qū)中用到最多的是暗挖法;跨越江湖河流的隧道在施工時(shí)候難度較大，一般采用沉箱（管）法。

3我國隧道工程的發(fā)展前景

3.1隧道發(fā)展前景

在交通隧道方面，隨著我國高速公路干線網(wǎng)的不斷完善，特別是向我國西部多山地區(qū)的不斷延伸，海南島與陸地的跨海延伸，以及遼東半島、膠東半島之間的跨海連接，崇明島與上海之間等長江沿線的地下連接都需要巨大的隧道工程來支撐，隨著西部的開發(fā)，我國鐵路隧道、公路隧道的單體長度及數(shù)量記錄，都將不斷被刷新。

3.2地下工程發(fā)展前景

各種用途的地下工程的大力發(fā)展，能夠有效地緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是城市發(fā)展與我國土地資源緊張的矛盾。據(jù)氣象衛(wèi)星遙感資料判斷和測(cè)算，1986-1996年10年間，全國31個(gè)特大城市城區(qū)實(shí)際占地規(guī)模擴(kuò)大50.2%，城市不能無限制的蔓延擴(kuò)張，只能走內(nèi)涵式集約發(fā)展道路。充分利用城市地下資源，建設(shè)各類地下工程是城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的客觀需要。

4隧道工程技術(shù)的展望及思考

4.1推廣與普及新奧法技術(shù)

現(xiàn)代化隧道工程建設(shè)，主要內(nèi)容是優(yōu)化設(shè)計(jì)、有序施工、良好的排水與通風(fēng)、養(yǎng)護(hù)與監(jiān)管等等，同時(shí)也是需要注意的關(guān)鍵技術(shù)問題。在當(dāng)前的公路隧道工程施工當(dāng)中，新奧法技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在山嶺隧道工程施工中也運(yùn)用了新奧法原理，但還存在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控不規(guī)范，無法及時(shí)預(yù)見圍巖情況，無法及時(shí)反饋信息等問題，阻礙了新奧法量測(cè)技術(shù)的有效運(yùn)用。在當(dāng)前的隧道工程施工中，新奧法普及率還不夠，以后必須加強(qiáng)新奧法技術(shù)的創(chuàng)新研究與推廣應(yīng)用。

4.2創(chuàng)新與應(yīng)用TBM全斷面掘進(jìn)技術(shù)

全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)屬于一種高技術(shù)設(shè)備，主要應(yīng)用到隧道工程開挖當(dāng)中，不僅能加快開挖速度，確保安全經(jīng)濟(jì)性，還能從根本上降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在國外，這種技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，且生產(chǎn)出了專門的機(jī)械設(shè)備。我國也開始在公路隧道建設(shè)中應(yīng)用這種技術(shù)，但相關(guān)設(shè)備都是從國外引進(jìn)和購買的，所需成本較高。因此，要想促進(jìn)我國地下空間的開發(fā)利用，必須加強(qiáng)TBM全斷面掘進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新研究，實(shí)現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化目標(biāo)。

4.3更進(jìn)一步地把握機(jī)電系統(tǒng)規(guī)模，確保安全可靠性

要想優(yōu)化公路隧道工程，提高隧道安全性與耐久性，促進(jìn)隧道效益的充分發(fā)揮，必須保證公路隧道機(jī)電系統(tǒng)足夠完善和安全可靠，充分地發(fā)揮效益發(fā)揮。但經(jīng)過大規(guī)模隧道運(yùn)營情況調(diào)查分析可知，要想提高我國公路隧道工程質(zhì)量，必須不斷地提高隧道機(jī)電系統(tǒng)性能，確保機(jī)電系統(tǒng)規(guī)模滿足隧道工程建設(shè)要求。另外，要確保隧道監(jiān)控系統(tǒng)的完善性與可靠性。

4.4優(yōu)化公路隧道環(huán)保設(shè)計(jì)

在公路隧道建設(shè)的環(huán)保工程當(dāng)中，科學(xué)設(shè)計(jì)隧道地下水排放方案是主要課題之一。在隧道整體設(shè)計(jì)當(dāng)中，如果沒有重視地下水處理問題，可能會(huì)導(dǎo)致山體地下水自由排空問題出現(xiàn)，破壞地下水體，影響隧道所穿越的山體附近的生物生存環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響隧道區(qū)域內(nèi)的氣候。因此，在以后的公路隧道工程技術(shù)研究中，必須注意優(yōu)化公路隧道環(huán)保設(shè)計(jì)方案。

5結(jié)語

21世紀(jì)將是隧道及地下工程建設(shè)的黃金季，鐵路、公路、地鐵隧道，水電隧洞，地下能源洞庫，以及跨江、跨海通道建設(shè)都將進(jìn)入高峰期。未來，隧道及地下工程建設(shè)面臨重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國的隧道及地下工程建設(shè)已經(jīng)取得了輝煌的成就，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，施工技術(shù)、方法和設(shè)備的不斷進(jìn)步，管理和各類規(guī)范的不斷完善，展望未來，我國隧道及地下工程事業(yè)將會(huì)有更大的進(jìn)步及更為廣闊的發(fā)展空間。

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臨沂大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 276000