国内外长大隧道施工技术的综述与展

国内外长大隧道施工技术的现状和展望12/12EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.国内外长大隧道施工技术的综述与展望宋战平吴焕通二〇〇九年三月摘要：当前，山岭隧道和其他地下工程是人类向自然界要空间、进行资源开发的主要方向之一，“上天入地”是人类向立体空间发展的必然趋势。21世纪世界隧道与地下空间的开发必将出现大量的长大隧道工程。本文对国内外长大隧道工程及长大隧道工程的施工技术现状、取得的成就及发展趋势进行了综合分析。系统介绍了山岭隧道施工理念和山岭隧道防排水指导原则，长大山岭隧道的施工开挖技术现状、发展和山岭隧道支护技术现状、发展；讨论了长大隧道通风技术现状和山岭隧道的施工机械配置，指出了山岭隧道施工技术的发展现状；基于以上的分析，结合我国山岭隧道施工技术现状，展望了对21世纪长大山岭隧道的施工技术的发展趋势。关键词：隧道工程；山岭隧道；施工技术；发展和展望0前言押当恒前仙，嚼山晶岭垮隧糖道椅和馋其钩他传地游下黑工椒程晌是骗人照类的向垃自冈然蹦界晶要茶空冶间括、投进么行隔资她源葛开池发洒的方主批要级方望向瓦之满一眠，船“陈上甜天什入朱地做”诊是世人种类容向露立沙体狭空毒间产发价展养的言必巩然粮趋庙势仿。灿中贷国碑是站一歇个有多愚山冻的身国骗家价，鼠高维速坝、丢准拐高够速法铁丧路笋、色公压路副的阅发阔展泄和江建四设哗是工中锯国办2钞1贱疫世碗纪鸣的锤特巩色准；掠2谅1暑副世馒纪枕的谢中垂国吵必上然库将口出影现键大烧量铸的败隧芹道差工嚷程博，绒长趟大巴隧说道斥的劫建贿设桂势炒在拌必山行泽。补长侮大猾隧歉道幻的睡修肾建炎给踢我粉们姐带予来练了年无铲限仔的半机肚遇控和愈挑染战裹，米为科能馅更绩好帽地菜适困应拘当韵前驼隧或道毒施议工毙技粒术嫁的衰发聚展怕，测提辅高淹我城局裂长驱大粮隧遭道鼓施障工词技婶术顷水编平炎，用以班便谣在副今惠后塔的熔长涌大鱼隧零道缘施着工月中胶能趣更个好捞地挤、医全贫面柜开疗发以和逝应柳用配新柳原灯理燃、弟新忌技讲术冰、乓新芽设探备榨、买新鸣方涛法酷、午新元工皇艺贩、越新峡材依料升，傻迎档接书恢2厅1络者世财纪续山溜岭同隧诚道搬大梢发性展和的贡到剑来洗，山深藏入煤了刚解胞当期前泼国慈内晌外奉长板大呼隧盗道跨施什工难技爽术屑现沾状堆，菌把李握弱国答内果外雾长降大苦隧竭道徐施筒工虚技芒术坑发岗展目是艳十冶分廊必撕要唱的帐。奏1搏缎国咽内筝外跌长胞大抵隧殿道芒建撞设抓1注.详1列问国元外壳长净大含隧停道呆建辆设仆隧阅道徒是笛一夕种势修届建喇在厘地胜下丢，垫两点端赌有潮出盈入誓口壮，悦供锻车斜辆弯、要行粥人盖、们水岩流企及讲管迎线墨等旗通逝行迫的最工五程污建铲筑路物娱。只O辜E欠C联D拔（炉国双际肯经肢济筑合霸作界与逝发炮展京组游织剥）剩1驾9像7魔0食年恐隧贸道判会是议骗综洪合舌各味种季因摧素海对求隧胡道幼所些下协的浸定兆义凝：鸣“能以超某厦种县用泪途孟、缝在鞋地舍面贺下舰用洁任碧何恒方漠法郑按嫁规嘴定捐形化状崇和书尺恶寸逼修偏筑懒的暴断忌面棕积凤大制于火2话m缝2介的趴洞摔室论。挣”屈均捉称碍之诚为橡隧戚道凭。除近炒代肤隧糖道棋兴皱起晚于疏十羞七扯世暑纪远的崇运盏河诚时养代兼，恐从著这慰一献时俭期逝起树，狂欧且洲波陆扛续橡修粥建捞了邀许屡多壤运歪河撇隧己道艰。赏1妄8晒2异0嚷年剃前丢后拨，皂随威着侵铁引路靠运姜输尺的陡兴露起义，玩英闹国泥、逝法筋国妨等仍欧竞洲渐，聪然浑后默是历美磁国框和钳明兰治淡维音新蒸后饶的躲日蒙本排先浴后芽开陕始蹲修卸建驴铁箩路爸隧薪道看。尊在监1午9粮世貌纪寺6尺0狱年诞代弓以凡前酷，据修魄建文的某隧惰道戴都瘦用薯人律工早凿魔孔挥和削黑淹火降药包爆丢破自方僻法说施新工符。嫂1浆8计6赛1馅年药修湖建刃穿止越幕阿再尔场卑劈斯摸山用脉旁的贵仙腰尼鲜斯碍峰弄铁球路村隧瓜道溉时害，换首遥次烂应荡用歇风贞动爪凿悟岩葵机吊代仔替责人暗工楼凿慌孔崇。脾1杠8宣6驱7炕年土修燥建授美值国愉胡著萨漫克侧铁脂路棋隧吃道秃时贼，押开谊始猎采摊用们硝剧化驼甘侦油携炸叼药披代令替猪黑倡火铸药恶，纯使尸隧坚道瓜施彻工意技骄术作及驳速膛度筑得虹到互进席一村步诞发泳展唉。哪在竞2灾0厌世呀纪棋初郑期谅，煌欧费洲缩和鼻北铸美侵洲宜一沾些彻国之家盏铁袍路扶形赌成驴铁元路赢网松，荣建滑成仅的宿5席公犹里天以活上老长坑隧繁道损有友锋2婶0畏座爽。愚2间0层世际纪余6驴0轧年胁代雷以菜来织，轨隧贿道榆机辛械野化饮施辱工任水吓平桌有屈很芬大芹提礼高博，猪全咱断浴面锯液何压冬凿轮岩泳台冲车阻和梢其租他斤大爆型宇施叔工以机俗具听相站继腾用横于省隧芳道誓施扒工蓝。猾其讯后欠，哥喷蹲锚蔑技驳术纯的身发盖展貌和论新排奥朝法修的筒应惯用辣更忙是烫为叉隧慰道啦工哑程筝开抖辟元了旦新手的液途京径税，草而葵隧权道叠掘翼进认机脂的蜓采辅用弓则优彻心底活改现变是了读隧燕道辫开赤挖射的盒钻庭爆效方题式也。迹据柄2拥0税0戴0浓年归的员统稼计守数田据味，宗世传界帜隧倦道掏主寺要柜分蒜布谜在访中腊国牧、启日卡本蓝、地意案大骄利所、疲法亲国僵、兼美赖国世、条英绕国件、我挪晚威叶、迷瑞郊士我、之德魂国刻、傻奥扰地卸利窗和帆加心拿似大拍等狗国另，冠其副中茎，踢有化超笛过品总特长艰1乞/绵3脉的煤隧缺道庄是山本等世固纪早五颈十径年俯代盈后柳在俱中蚊国句和动日西本饲的润铁爱路耽线肌上众建构成你的疯。持日展本休在浆2浆0沿世鹊纪胆7筒0格年稿代辛末巷之艇前聪共劈建私成甜5内公毙里昨以品上朋的病长旷隧击道房达倍6也0圈座迅，轨为沈当位时产世瓜界猫上脊铁林路套长为隧甩道田最哪多蛋的的国柳家右，串1毙9矮8凯1趴年陡建森成俱的替长像2狂2额2亏2誓8恩米塑的世大偶清悄水静双廉线收隧素道至，帅为狠当同时体世包界网最类长亮的中山衫岭洗铁候路缺隧皂道勤；撑其危后平建宋成诉的葛长怖5宁3妈8旺5闯0准米判的廉青种函怎海森底贡隧秒道脆为林当修今瞎世械界户最灯长风的爸海讨底召铁踩路目隧野道下。匹1黎.漂2镰国迎内声长酒大议隧羽道脆建乎设克我凉国医第晌一目条锣铁霞路俩隧阅道趋是清1狂8忠9范0充年乓建讨成炕的盈台盐湾老狮某球搬岭择隧洗道笑，火1皆9脆0输3昨年夕建核成碌第海一悬座愤长毛度碎超辫过咐3丛K棍m奥的永兴渡安迟岭声隧钉道桶。苗截艰止壤2解0茶0辞3轰年龙年疲底撑的督统垄计唇资驾料根表摄明礼，宽中勇国春大摆陆挂上湿已险建砍成都的直铁观路炒隧旨道绞有赚7筛4抛0层0书余榆座营；总公坛路此隧菜道趴1雪9宫7腔0谁余纠座开。贸在川“楼十吗五去”榴期狸间秒，蓬我样国糖铁用路钥、搭公对路烤、泽水伞利何等祝领铃域败将台建养造野总待长揪超古过幸3怖0匀0娇0姑k萝m兆的沉隧坛道板工戴程虾，粥其恳中芳长鹅度文大榜于瓶砖1神0太k题m暗的志隧扁道铲约域占译灭1罚0文%享。界因伪此禾，底中止国丸是存当芳前窄世通界知上父隧咱道白工者程今最怜多晒、许最盈复后杂诱、矩今泉后按发逗展项最鲁快郊的槽国毁家匙。图1隧道施工方法小中炼国莲大俊陆森山彻岭狐隧缎道铺施饺工愁大茄致航经姿历巷了狸上战个络世剥纪镰五缸十熊年夸代娃以臣前筋的灯以熊钢嫩钎垃、椒铁谷锤抄和陕人给力迅斗瓜车绩为喘代浮表季的暑“阔人考力白开甚挖苏时构代含”框；找六找、寄七烦十觉年盏代斜以弱手伴持桃风愿钻续、旅风饿动席装镜岩森机塘和鹊电偿瓶扯机捷车斯、刷斗凉式匹矿独车墓为芽代变表育的穴“眯小样型蝴机询械里化籍施闲工询时摔代劲”赵。热1帅9丸5鲁6丧前糖后拔建裙设胶的挺2醒k兆m朵长留的躁宝益成腊铁螺路症秦辩岭野隧价道魔施搂工背中醒首借次证使途用钟风改动萄凿爸岩塌机油和该轨沈行填式保矿贷车寿，务是络中头国虹大斗陆敲隧见道恒施舰工喜由假“贼人黄力社开擦挖促”尾过绢渡惰到界“养机熊械农开误挖草”扭时汇代谈的洽标免志烈。累1里9谊7士0曲年贷前龙后曲成程昆用铁傍路载大理于缎6光k贼m踪的旧关暴村绕坝拼等形长粒隧跪道立施距工晕中孩采她用淋轻西型昌“那小革型起机悼械识化财”书，故创蒙造扩了从“孝百郑米父成滤洞吗”寸，弦标隔志喝着腾中牵国仅大冷陆警隧摩道乱建进设樱进竭入肚了摊“奉机投械透化莲时嚷代吊”巨。铸八蜂十隔年支代拜修钢建廊长裤1畅4模.险2钞9削5晃挑k热m智的尤大栽瑶塑山招双丑线察隧迟道舅，称采洗用醉了呆进单口筝液辆压看凿意岩按台呀车背、迎履厉带登或腥轮灾式奉装屿载别机舒、稠轨兔行余式砍扒也装店机聋和症大稳型岗运地输青汽局车骆、板组般合灰列剥车击等铸型纯机味具翼综崭合仆机馋械弦化谷施洽工岗，纵标巧志笑着忙中冲国输隧耽道所“右大锡型剑机跑械吹化持作踪业脉时市代贷”矛的孤开祖端徐。坝大碗瑶个山允隧伶道屡的属修仙建言缩纪短珍了冲中菌国号隧鲁道单同队国荣际乌隧捷道评先序进弱施拣工定水别平盈的简差榴距辅。显在薯此驾以工后吸修挎建唇的豆长拘大胳隧幻道牧基华本刘上纠都被按菌照蚀“夜大飞瑶阶山唇模剂式器”途进岭行驱施鸭工识，桥且昨在叠南柏昆封铁贪路娃长裙9采致3投8详8每爪m挪米涨的裳花羞岭糖隧酿道铲施溉工互中掌创凭造迈了勤单姜口犹月贫成渐洞家5夕0种2垂.归2偷怀m锅的伐山内岭彼隧总道神施宅工饰记杰录挪。嗽以男九夕十议年潜代敌西裂康飘铁姥路爱秦婆岭呀1客号翅线壳隧摧道尖采注用策大顿型适全季断谨面膏隧窑道鞋掘剃进追机殖(样T肃B托M肺)券为发代竿表识，催我节国猾隧丘道蓬建甚设徐步抖入骄了议现蚕代锦隧拔道有修造建饼技斜术编阶午段淋。驱秦壤岭气隧珍道蜂1筐号才线吼采额用锁8消.伟8穴芦m饮直丰径择的押全雨断泪面烤掘旱进惭机穗创毅造金了晕单翅口陵平仔均农月为进龟度晌3送1仿2仙m朱，沿最羽高塘月犹进厚尺驳5匆2洗8身m磁，衔单判口钳最榴高塞日驱进奔尺温4伐0机.辱5泛m尸的蓬掘养进终记矛录惭。黄秦刮岭吗1魔号阻隧精道豆的吨成笼功覆改灭变缠了纠中怠国冤大债陆革长阳大姜山纱岭赔隧稿道慰施娱工份中店采付用阅钻某爆埋法佛为恢唯孝一扯手仪段膏的洋施杂工哗现厌状却，跃标邻志环着胖我拍国养隧理道敲建厚设驶进雁入薯了杯“躺现葵代改隧教道创修惑建扔技歪术题时擦代努”桐。图1隧道施工方法戴2质.妙筹长霞大津隧坦道学施网工拉技效术像现驾状峡及驼发边展矩就洗当译前溪国俭内咐外愧长项大遥隧以道贞施蛮工筐技至术僻而谜言塑，息隧籍道层施趋工爸方淋法瓣，辱除轧钻凶爆端法恨与纠掘挪进政机险法飞外者，柜在验一涨些进特榴殊为条迁件奔下歉，颂还套可财采冠用绪其浓它谷一扎些皇施夸工移方税法雹，赞常柔见距隧系道解施较工杨方躁法博见诞图打1掏所悉示灾。血但烤就俭世贯界哈范迅围积内薪的吸隧椅道拥建童设匠总些体指而抚言薄，只当口前允量薯大舒面搞广宗的缸仍病然恰是既采眠用粒矿水山碎法栗。弱中俱国览大圈陆训矿跌山傍法疑隧撤道彼施耕工菜在爸施杏工搁机祝械刮化件程立度除、环修膛建棍速幼度技、穿长辛大亡隧窃道磁的总修妻建之能坛力牧(地包鞭括莫独厌头州通绑风凭深熔度贿)嘴等爹方互面磁均孩同瓜国疯际邻先采进锣水蛛平什相渐差歪无牢几连。设2留.工1庆隧顺道猴分嚷类回及挽相队关桂概梯念沿根朱据冈其况所猪在弦位帮置呆可晶分赶为贴山穴岭摆隧帐道俱、材水唐下辅隧烟道在和舅城栽市田隧胆道伤三叛大挖类馋。趋为睁缩垃短雪距秩离划和富避兽免椒大萌坡堆道嗽而娘从紫山喷岭颜或简丘翠陵海下厌穿谜越拌的伤称恨为岸山舒岭诊隧员道粮；傍为潜穿治越垄河出流见或原海浓峡供而仓从胞河贫下凭或垒海喂底坚通丸过题的并称集为雕水幸下权隧漫道掌；漆为黑适识应禁铁右路窄通烘过却大纠城枣市选的赚需瘦要胸而镜在秧城撒市扰地厉下破穿算越萍的再称相为券城贯市咳隧撕道映。亡这任三树类板隧这道粒中广修驰建哈最桥多吉的饥是纸山扔岭基隧体道竞。拼对挂山权岭究隧鞭道钞，翅根迎据平隧验道堡长鬼度奇将烫隧森道情区浑分州为巨特惧长蚕隧所道扔(穴长殿度漆大爽于窄1碎0于K侍m撞)镇、淡长仔隧余道营(夕长阴度许大抚于慎3宴K智m丝)出、该中间长森隧毅道纹（项长座度扮大周于恢5眯0腊0陈m安）验和蛛短刘（鹿长钢度精小秩于替5赛0班0笼）缎；舰根祥据潜隧影道酸开搁挖膜断扶面芝面质积研，从以盗国墓际辞隧捆协狱建切议港标泻准蒙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以排为主的隧道内会存在不同程度的水害，且逐年发展，影响衬砌结构和行车安全；同时，贯彻“以排为主”的治水措施直接导致了隧道洞顶地下水位下降、地表水和井泉涸竭、地面岩溶塌陷、生态环境恶化，严重影响了人民的生产和生活，隧道部门也苦于补救和巨额赔偿。今后一段时间，随着岩溶、断层发育的富水区隧道修建的日益增多，上述问题愈发突出，“以排为主”的无限制排水原则己不能适应经济和社会发展的需要，因此富水地层的隧道建设应逐渐摈弃“以排为主”的治水理念，开始实施“以堵为主、防排结合，限量排放”的控制型防排水原则。同时，随着国内铁路的提速，长大隧道采用整体道床已经成为现在通用方法，无节制排水将造成隧道基底水土流失，导致整体道床产生不均匀沉降，影响使用功能。2.3.2限制排放的主要技术措施阻止地下水向隧道内排放的技术可以从两方面考虑，其一是通过改变围岩的渗透系数，降低地下水向隧道内的涌人量，这是限制排放的根本；其二是通过设置防水层和增强衬砌混凝土的抗渗抗裂性能，以达到阻隔地下水的目的，这是结构防水的最后保障。但事实上真正起到限制排放作用的主要在于降低围岩的渗透系数。长大隧道限制排水的技术措施如下：（1）超前预注浆。超前预注浆不仅仅是对围岩的提前加固和防止突水涌砂等地质灾害，其更深层的意义是对周边围岩裂隙的充填和堵塞，降低围岩的渗透系数，从而在隧道周边形成一定厚度的止水帷幕，达到限制地下水向隧道内的渗流排放。国内在圆梁山隧道施工中，采用超前帷幕注浆，达到了5m3/km/d的排放标准。表2给出了在建宜万线隧道工程注浆加固“限制排放”施工方案。（2）回填注浆。隧道施工中，特别是有钢架或挂网联合喷射混凝土时，由于钢筋的骨架作用，难免会在围岩与喷射混凝土层之间产生空隙，因此，在有钢架和挂网支护的情况下，需要根据施工状况对喷混凝土后进行回填注浆，达到充填喷混凝土层与围岩之间空隙的目的。（3）径向注浆。超前预注浆通常是处理较大范围或较大量的地下水，对于小的局部涌水或渗水，常采用径向注浆。表2在建宜万铁路注浆治水方案序号适用地质条件方案主要内容全断面超前预注浆（方案一）（1）可溶岩与非可溶性岩接触带，断层破碎带及向斜、背斜核部，施工中可能发生严重突水涌泥地段；（2）物探异常地段，超前地质探孔单孔涌水量Q≥40m2/h；（3）实测水压：P≥2MPa。全断面超前帷幕注浆，注浆加固范围为开挖工作面及开挖轮廓线外正洞8m，平导5m。全断面超前预注浆（方案二）（1）可溶岩与非可溶性岩接触带，断层破碎带及向斜、背斜核部，施工中可能发生严重突水涌泥地段；（2）物探异常地段，超前地质探孔单孔涌水量Q≤40m2/h；（3）实测水压：1MPa≤P≤2MPa。全断面超前帷幕注浆，注浆加固范围为开挖工作面及开挖轮廓线外正洞5m，平导3m。径向注浆（1）一般富水地段，岩体较完整，能保证开挖安全；（2）物探异常地段，超前地质探孔涌水量：2m2/h≤Q≤40m2/h，开挖后大面积渗水；（3）实测水压：P≤1MPa。径向注浆方案，注浆加固范围为开挖轮廓线外正洞5m，平导3m。局部注浆（1）一般富水地段，岩体较完整，能保证开挖安全；（2）局部出水；（3）初期支护完成后不能满足设计的允许排水标准。局部注浆和局部补充注浆2.3.3隧道防排水施工理念发展趋势12L12>(1~1.5)12L12>(1~1.5)L(b)短台阶法(a)长台阶法12>5LLLL5L12L图2台阶法类型123~5m(c)微台阶法12L2.4长大隧道施工开挖技术2.4.1山岭隧道矿山法施工方法1）长大隧道开挖方式隧道施工就是要挖除隧道范围内的岩体，并尽量保持隧道围岩的稳定。开挖是隧道施工的第一道工序，也是关键工序。在隧道的开挖过程中，围岩稳定与否，虽然主要地取决于围岩本身的工程地质条件，但开挖对围岩稳定状态有直接而重要的影响。隧道开挖方法实际上是指开挖成形方法。按开挖隧道的横断面分部情形来分，开挖方法可分为全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等，见表3所示。（1）全断面开挖法。采用全断面一次开挖法，必须注意机械设备的配套，以充分发挥机械设备的效率。采用全断面法施工，隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。（2）台阶法。根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法和微台阶法三种，如图2所示。①长台阶法开挖断面小，有利于维持开挖面的稳定，适用范围较全断面法广。按长台阶施工，在上、下两个台阶上需要分别进行开挖、支护、运输、通风、排水等作业线，因此台阶长度适当长一些，一般考虑至少为50m，但当台阶长度大于l00m以后，通风排烟、排水的难度大，这样反而降低了施工的综合效率，因此，长台阶长度为一般以50－80m为宜。考虑到长台阶施工，支护不能及早封闭成环，不利于施工安全，软弱围岩隧道杜绝采用长台阶法施工。②短台阶法适用于地质条件差的Ⅳ、Ⅴ级围岩，台阶长度一般为10－15m，主要是考虑拉开工作面，减少干扰，因此，台阶长度不宜过短。上台阶一般采用少药量的松动爆破，出渣采用人工或小型机械转运至下台阶，因此，台阶长度又不宜过长，如果超过15m，则出渣所需的时间过长。短台阶法可缩短支护闭合时间，改善初期支护的受力条件，有利于控制围岩变形。缺点是上部出渣对下部施工干扰大，不能全部平行作业。③微台阶法是全断面开挖的一种变异形式，一般台阶长度3－5m，台阶长度小于3m时无法正常进行钻眼和拱部喷锚支护作业；台阶长度大于5m时利用爆破将石渣翻至下台阶难度大，需要采用人工翻渣，所以不可取。微台阶法上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。（3）分部开挖法。分部开挖法包括环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。①环形开挖预留核心土法环形开挖进尺一般为0.5－1.0m，开挖核心土面积不小于整个断面的50％。环形开挖预留核心土法施工具有简单明了，施工易行，不需要特殊的机械设备，减少施工投入；且开挖工作面稳定性好，施工较安全，因此，在土质及软弱围岩中使用较多。②双侧壁导坑法，是在隧道跨度大于11m以后，因无法采用全断面或台阶法开挖，因此采用先开挖隧道两侧导坑，相当于先开挖2个小跨度的隧道，并及时施作导坑四周初期支护及边墙衬砌，再根据地质条件、断面大小，对剩余部分断面进行一次或二次开挖。双侧壁导坑法具有控制地表沉陷好(仅为短台阶法的1/2)，施工安全等优点；但进度慢，成本高。③中洞法适用于双连拱隧道。采用先施作隧道中墙混凝土，后开挖两侧的施工方法。④中隔壁法(CD)是近年来从国外引进的先进的施工方法，通过在国内的铁路隧道和城市地下工程中的实践，证明这种方法是通过软弱、浅埋、大跨度隧道的最有效的施工方法。⑤交叉中隔壁法(CRD)采用自上而下分为二至三步开挖中隔墙的一侧，并及时支护，待完成1－2部后，即开始另一侧l－2部开挖及支护，形成左右两侧开挖及支护相互交叉的情形。表3隧道主要施工(开挖)方法序号名称横断面示意纵断面示意1全断面开挖法2台阶法=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②3环形开挖预留核心土法=1\*GB3=1\*GB3①=3\*GB3③=2\*GB3②=2\*GB3②=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③4单侧壁导坑法=1\*GB3=1\*GB3①=3\*GB3③=2\*GB3②=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③5双侧壁导坑法=1\*GB3=1\*GB3①=1\*GB3①=3\*GB3③=2\*GB3②=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③6中洞法=1\*GB3=1\*GB3①=3\*GB3③=3\*GB3③=2\*GB3②=2\*GB3②=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③7中隔壁法(CD)=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥8交叉中隔壁法(CRD)=1\*GB3=1\*GB3①=3\*GB3③=2\*GB3②=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥=1\*GB3=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥2）长大隧道开挖方式的选择与发展方向长大山岭隧道的开挖方式选择与施工机具设备息息相关，开挖方式的选择需要与施工机械相协调。两者的协调性，最能体现于掘进工效。在采用大型机具设备的钻爆法施工时，以大断面或全断面法进行隧道开挖，是今后在隧道开挖方法上的一个重要发展途径。这种开挖方法具有安全、可靠性好，工效高，经济效益好的优势，因此，采用大型机械条件下，实现长大隧道全断面施工是隧道开挖方式的发展方向。2.4.2长大隧道爆破技术1）隧道爆破技术的发展现状图3五指山双线铁路隧道“人机套打”施工模式由于隧道掘进钻爆法施工（简称图3五指山双线铁路隧道“人机套打”施工模式我国1965年在矿山隧道施工中首次试用光面爆破；70年代后期光面爆破在我国基本取代了传统的爆破方法。我国铁路部门在20世纪80年代衡广复线大瑶山隧道等的施工中以四臂液压凿岩台车钻孔，全断面深孔光面爆破法施工，循环进尺4.5～5.0m。这种施工方法的优点是施工机械化程度高、循环进尺大、开挖速度快，缺点是隧道周边轮廓超挖量大，工程成本投人大。针对液压凿岩台车的缺点，在以后的五指山双线隧道中硬岩地段施工中首次提出以二臂液压凿岩台车进行超前下导洞掘进，其后配合预制杆件拼装的大型多功能台架进行预留周边部光爆层施工的“人机套打”施工模式。该施工方法充分发挥了台车(机械液压钻孔)与多功能台架(人工手持风钻钻孔)的优点。2）长大隧道爆破施工展望随着隧道爆破技术的发展，爆破作业将逐步走向机械化、自动化和数字化，因此，爆破的设计和施工队伍专业化将是长大隧道爆破施工的发展趋势。我国隧道工程建设中流行“万能”队伍将不能适应长大隧道现代化施工的需要，组建专业化的隧道爆破分包团体，专业化的道路，是隧道爆破技术快速发展，不断提高的需要，也是长大隧道爆破施工的发展趋势。2.5长大隧道支护技术及其发展2.5.1隧道支护及相关概念隧道开挖后，除围岩完全能够自稳而无须支护以外，在围岩稳定能力不足时，则须加以支护才能使其进入稳定状态，这种支护称之为初期支护（一次支护）。若围岩完全不能自稳，表现为随挖随坍甚至不挖即坍，则须先支护后开挖，这种支护称为超前支护。考虑到隧道投入使用后的服务年限很长久，设计时一般要采用混凝土或钢筋混凝土内层衬砌，以保证隧道在服务过程中的稳定、耐久、减少阻力和美观等，称为二次衬砌（永久支护、二次支护）。传统施工方法中初次支护采用钢木构件支撑，构件支撑在模筑整体式衬砌时通常应予以拆除，即不作为永久承载构件，称为临时支撑。目前在隧道工程中，初期支护一般由锚杆、喷射混凝土、钢架、钢筋网等及它们的组合组成，使用最多的组合形式是锚杆(主要指系统锚杆)加喷射混凝土(素喷或网喷)。因此，初期支护可以称为锚喷支护。初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分，它与围岩共同构成了永久的隧道结构承载体系。当前常用的永久衬砌形式有：（1）整体衬砌、（2）复合式衬砌、（3）拼装衬砌、（4）锚喷衬砌等四种。2.5.2隧道支护技术发展喷射混凝土技术的发展在隧道工程技术发展中占有很重要的地位，隧道支护技术的发展在一定程度上是喷射混凝土技术的发展。就支护技术而言，长大隧道支护技术发展有如下趋势：隧道支护施工中将逐渐淘汰干、潮喷，进而全面推行湿喷技术；2）钢纤维喷射混凝土和聚丙稀纤维喷射混凝土将逐步推广并广泛应用；3）隧道喷射混凝土单层衬砌将成为隧道永久性衬砌的发展趋势。2.6长大隧道施工通风技术发展长大隧道施工长距离通风的技术水平直接影响隧道独头掘进的规模，特别是在机械化施工技术高度发展的今天，长距离通风技术的发展不仅对隧道建设工期，而且对新建线的勘察、选线、工程设计、施工组织及管理、设备选型与配套都有重要影响。在隧道工程建设中，为缩短工期，组织多头掘进是通常惯用的措施，即所谓的“长隧短打”。至于在多大规模上组织独头掘进往往取决于通风技术能否为长距离的通风创造条件。目前长大隧道的施工通风已经由巷道转向风管式。在国外，除水底隧道，10km以内的隧道早已不采用辅助坑道。我国西康线秦岭隧道采用1.3m软风管联合110kW风机，创造了单台风机独头掘进6.2km的国内记录。施工超过6000m后，再串联一台风机，独头通风距离超过了9500m。就隧道通风技术发展而言，延长独头掘进的长度，同时在隧道的施工中推行通风专业化队伍承包制是隧道通风技术发展的趋势。2.7长大隧道施工机械及发展2.7.1国内外现有机械配套模式在国外的长大隧道施工中，其机械设备配套发展的趋势是向着全机械化，全自动化发展。尽量采用先进自动化机械设备代替繁重而又危险的人工劳动，提高工作效率，如在瑞典，找顶、立拱架都采用电脑控制液压机械手。我国长大隧道的机械配套，双线隧道以20世纪80年代修建的“大瑶山隧道”为代表；单线隧道以20世纪90年代修建的“米花岭隧道”为代表。2.7.2我国隧道施工中影响施工循环速度的薄弱环节及出路目前我国隧道施工循环中仍然存在一些影响快速施工的一些薄弱环节，主要有：(1)找顶。目前在我国隧道施工作业中，找顶工序仍是一项工人工作时间长，劳动强度大，危险性高的工作。因此，研制一种小型轻便的找顶机或利用现有机械改造成找顶机械手将是一种比较理想的解决方法。(2)出碴。就目前隧道出碴作业的机械来说，装碴车、梭车的功能与过去相比已有了长足的进步。对长大隧道施工而言，增大装碴机单斗容积和矿车的容积，尽量减少单车装碴时间和出碴的总车数是今后的发展方向。另外，在车辆的组合，轨道的种类、铺设、进料等工序的协调方面也应加强科学管理，尽量缩短工作面作业的调车时间，显著缩短出碴时间。(3)装药。和发达国家相比，装药工序在我国隧道施工中仍处于落后状态，所用机械仅限于解决高位孔的装药问题。因此，研制适合长大隧道工况的装药机械，从根本上改变用人多、效率低的手工操作是长大隧道施工发展的方向。(4)施工组织管理。在现有长大隧道施工中，大型机械化作业，各类机械本身效率的发挥、各工序之间的衔接、风管路等辅助工序的保障能力等对隧道的快速施工影响大，因此，采用长大隧道施工中合理的施工组织管理是缩短循环作业时间，确保隧道快速掘进的有效途径。2.7.3长大隧道施工机械技术发展隧道快速施工的唯一出路在于机械化，施工作业机械化水平直接影响到工人的劳动强度、安全状况、工程质量和劳动生产率。高科技的机械化施工手段是隧道工程施工能力的重要体现和标志。长大隧道施工机械化发展有如下趋势：（1）全面应用液压台车或液压钻取代手风钻；（2）自动化装药设备在长大隧道的施工中将逐步推广并大量应用；（3）喷射机械手(喷浆机器人)将逐步推广并大量应用。2.8长大隧道施工技术的关键－地质超前预报技术长大隧道不但长度大，而且一般埋深也较大，且常常要穿越断层、涌水、高温、瓦斯、溶洞、暗河、岩爆、泥石流等水文地质及工程地质条件十分复杂而多变的地层。因此，长大隧道施工地质灾害防治是长大隧道施工技术的关键。1990～1995年，铁道部投入力量组织10余个单位，进行隧道施工地质预报问题的系统研究；国外在20世纪90年代中期也开始加强了隧道施工地质预报的研究开发工作。10多年来，在预报的方法技术上和实践上有很好的进展。目前用于隧道超前预报的地球物理方法主要有：隧道地震超前预报系统TSP、水平声波剖面HSP法、陆地声纳法、探地雷达GPR法和红外探水法几种。我国当前隧道施工超前地质预报主要采用TSP和探地雷达，并在在建宜万铁路长大隧道施工首次将隧道超前地质预报纳入施工工序。通过宜万铁路隧道的施工，逐步形成并提出了以中、长物探和水平地质钻探验证为主，短距离地质素描分析和红外探水为辅，超长炮孔加密确认为主要内容的“多阶段、多层次、多方法”的“综合立体式超前地质预测预报技术”。3长大隧道施工技术发展展望3.1长大隧道的快速综合施工将是21世纪隧道修建的主攻方向1）提高长大隧道钻爆法独头掘进技术极限能力随着世界经济和科技的发展，长大及特长隧道工程将会越来越多，提高长大隧道钻爆法独头掘进技术极限能力是山岭隧道发展的趋势。依据现有隧道施工技术，开挖断面30m2以上的隧道，采用钻爆法施工独头掘进长度一般限制在4km以内，采取极端措施后最高达到过7km。这就意味着采用钻爆法施工的长大及特长隧道的施工组织方案只有利用地形设置斜井、竖井、平导或横洞另辟通风口及工作面，这样既增大了工程成本，又加重了对自然生态环境的破坏。否则就只能使用隧道掘进机。但是采用掘进机施工远不如钻爆法对地质的适应能力强，因此，提高长大隧道钻爆法独头掘进技术极限能力是山岭隧道发展的趋势之一。2）长大隧道施工中全断面隧道掘进机的广泛应用隧道掘进机（TBM）施工法始于20世纪30年代。随着掘进机技术的迅速发展和机械性能的日益完善，隧道掘进机施工得到了快速发展。对于长隧道的施工，掘进机施工较钻爆法施工速度快，工人劳动强度低，施工人员的安全有保障。虽然钻爆法仍然是当前山岭隧道施工最普遍的方法，而且掘进机也不可能取代钻爆法施工，但采用掘进机施工的隧道数量将不断上升。可以预言，今后长大山岭隧道的施工将大量采用掘进机法施工。3）21世纪长大隧道施工的新模式－掘