什么是隧道施工？隧道施工是指通过开挖和支护方法在土体或岩石中建造地下通道的工程过程。隧道通常用于公路、铁路、地铁、供水、污水处理、水电项目和采矿。它需要专门的设备和技术来确保安全、稳定和高效。
隧道施工的主要方法：
1. 隧道掘进机 (TBM) 方法
TBM 是现代隧道施工的“主力”，是一种大型自动化机器，可以连续进行开挖、清除碎石（“弃土”）和安装永久性隧道衬砌。
① TBM 类型：
·土压平衡 (EPB) TBM：适用于软质、粘性土层（例如粘土）。它平衡周围土体的压力，以防止塌方。
·泥水盾构TBM：适用于松散、水饱和的土层（例如砂土或砾石）。它使用浓稠的“泥水”（膨润土加水）来稳定隧道掌子面并清除弃土。
·硬岩TBM：适用于坚硬岩层（例如花岗岩）。它使用带有钢齿的旋转刀盘来研磨岩石。
② 优点：速度快、振动小、对地表破坏小、安全。
③ 缺点：前期成本高，不适应地质变化。
2. 钻爆法
一种用于坚硬岩层（例如山岭隧道）的传统技术。它包括：
① 在岩层表面钻数百个小孔。
② 将炸药放入孔中。
③ 引爆炸药以破碎岩石。
④ 清除弃土并加固隧道（使用钢支架或喷射混凝土）。
优点：设备成本低，可灵活应对复杂的岩石地质条件。
缺点：速度慢、振动/噪音大、存在安全风险（例如坍塌、碎石飞溅）、对周围环境造成干扰。
3. 明挖回填法
用于城市地区（例如地铁站）的浅埋隧道（通常深度小于10米）。该方法包括：
① 从地面开挖大型沟槽。
② 在沟槽内建造隧道结构（混凝土墙/顶）。
③ 用土回填沟槽并修复地表（例如道路、公园）。
优点：简单、成本低，短隧道施工速度快。
缺点：会干扰地面交通/活动，不适用于深埋隧道。
4. 沉管隧道 (ITT)
水下隧道（例如跨河或跨港项目）的主要施工方法。其流程包括：
① 在附近的干船坞建造预制混凝土管片（每片长 100-200 米）。
② 将管片浮运至隧道工地，并沉入预先挖好的海床/河床沟槽中。
③ 连接管片（使用防水密封）并回填沟槽以保护隧道。
优点：比水下地下隧道施工风险更低，对于长跨度水下隧道，速度比盾构机 (TBM) 更快。
缺点：依赖于平静的水面条件，需要精确对准管片。
5. 新奥法 (NATM) / 顺序开挖法 (SEM)
一种灵活的“观测”方法，适用于复杂地质条件（例如，混合土岩或不稳定地层）。它依靠对隧道掌子面的实时监测来调整开挖和支护：
① 开挖隧道的一小段（例如，先进行顶部掘进）。
② 立即用临时支撑（喷射混凝土、钢筋网或岩锚）加固该区域，以稳定地层。
③ 依次重复此过程，直至隧道全断面开挖完毕。
④ 安装永久性混凝土衬砌。
优点：适应意外地质条件，设备成本低。
缺点：施工速度慢，需要熟练的工程师进行监控，如果地层条件发生变化，安全风险更高。
隧道施工是一个复杂且技术含量高的工程过程，是现代地下基础设施建设的基础。它结合了岩土工程知识、先进的机械设备和精密的工程技术，能够为各种用途建造安全耐用的隧道。
