隧道施工是一个复杂的工程过程，需要精心规划、设计和施工。施工方法取决于隧道的用途、长度、深度、地层条件和周围环境等因素。以下概述了隧道施工的分步流程。
1. 主要施工方法
施工方法的选择取决于地层是硬岩、软土（例如粘土、沙土）还是涝渍土（水下或高地下水位）。以下是四种最常用的方法：
A. 隧道掘进机 (TBM) 施工方法：适用于硬岩或软土层
这种方法是修建长而深的隧道（例如，连接英法两国的英吉利海峡隧道）最常用的方法。TBM 是一种大型自动化机器，可一次性完成隧道的挖掘、支护和衬砌。
关键步骤：
① TBM 组装：将 TBM（直径最大可达 15 米）运输至“始发井”（垂直坑）并在地下组装。
② 开挖：TBM 的旋转刀盘（配备钢齿或盘形滚刀）在岩石/土壤中穿行。对于软土地层，“盾构 TBM”采用加压前端（土压或泥水盾构）来防止塌方。
③ 管片安装：随着 TBM 的推进（每天 5-20 米），液压臂安装预制混凝土管片（弧形面板），形成临时或永久衬砌。管片用螺栓固定并密封，以防止渗水。
④ 出渣：开挖出的物料（“渣土”）通过传送带或轨道车运回地面。
B. 新奥法 (NATM)：适用于多变地层
一种灵活的“即建即用”方法，非常适合岩石或混合地层（例如山岭隧道）。它依靠岩石的自支撑能力，并在开挖过程中使用临时支撑来稳定隧道。
关键步骤：
① 局部开挖：隧道分段开挖（例如，先开挖上半部分，后开挖下半部分），以减少对地面的扰动。
② 即时支护：每次开挖后，施工人员将喷射混凝土（湿混凝土）喷入隧道壁/顶，以密封并加固地面。为了增强稳定性，可以添加钢筋网或钢筋肋。
③ 监测：传感器实时跟踪地面运动（沉降、收敛）。如果检测到风险，则调整支护措施（例如，增加喷射混凝土）。
④ 永久衬砌：隧道稳定后，浇筑最终混凝土衬砌（通常使用模板）以替换或加固临时支护。
C. 明挖回填法：适用于浅埋隧道
适用于接近地表（深度≤10米）的隧道，例如城市地铁站或公路隧道。该方法包括开挖沟槽、建造隧道，然后将其回填。
关键步骤：
① 开挖：沿隧道走向开挖基坑。设置临时墙（例如，板桩、地下连续墙）和支撑（钢梁），以防止基坑塌陷。
② 隧道施工：在基坑内建造隧道结构（通常为钢筋混凝土），可以是预制构件，也可以是现浇。
③ 回填与修复：用土回填基坑，并进行表面修复（例如，重新铺设道路、重新种植绿化）。
D. 沉管法：用于水下隧道
用于河流、港口或海底隧道（例如，港珠澳大桥水下隧道）。将预制混凝土管段浮运至指定位置并沉入水中。
关键步骤：
① 管道制造：大型混凝土管道（长 50-200 米，宽 10-20 米）在陆地或干船坞建造。每根管道均经过防水处理，并安装内部结构（例如道路、公用设施）。
② 沟槽疏浚：沿隧道走向在海床/河床上挖掘沟槽。
③ 浮运沉管：将管道浮运至现场，放置在沟槽上方，并使用压载水缓慢沉入水中。然后用防水密封条将管道连接在一起。
④ 回填：用岩石或沙子填充管道周围的沟槽，以使其稳定。
2. 地面支护和衬砌
开挖后，隧道需要结构支撑以防止坍塌。
典型的支护方法包括：
① 喷射混凝土
② 岩锚和格构梁
③ 预制混凝土管片（用于TBM隧道）
④ 钢筋或框架
然后安装永久性衬砌，以提供长期强度和防水性能。
隧道施工是一个高度专业化的流程，需要精心规划、适应地面条件并严格遵守安全标准。所选方法将直接影响成本、工期和长期耐久性。
