隧道工程：7种隧道施工方法

在隧道工程实践中，我国根据不同的隧道用途、水文地质条件、周边环境要求、安全风险分析、成本投入、工程规模，结合我国国情，先后形成了多种隧道工程施工方法。按照开挖成形方法、破岩掘进方式、支护结构施作方式或空间维护方式的不同，特别是隧道穿越地层的不同，隧道施工常用方法如表7-1-1所示。

山岭隧道的常规施工方法为矿山法，其因最早应用于采矿坑道而得名。矿山法由于多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。习惯上将凡是采用钻爆法施工的方法都称为矿山法。自20世纪70年代，新奥法（新奥地利隧道施工法的简称，New Austria Tunneling Method，NATM）正式问世后，矿山法有了长足的发展。由于新奥法从理论到施工都与旧的矿山法有很大的不同，为了明确概念，将矿山法又分为传统矿山法和新奥法。

新奥法可以用于硬岩隧道，也可以用于较破碎的软岩隧道、土质隧道；可以用于深埋隧道，也可以用于浅埋或超浅埋隧道；可以用于多种断面隧道，包括大跨度多层的地下空间；可以采用钻眼爆破法，也可以采用挖掘机或人工开挖；对于稳定性较好的地层可以在开挖后再进行喷锚支护，对于软弱、破碎或浅埋、超浅埋隧道的开挖，施工时需采用超前支护加固围岩的辅助工法。对于浅埋或超浅埋隧道，其开挖和支护方法为区别于钻爆法称为浅埋暗挖法。

表7-1-1　隧道施工方法分类及其适用条件

掘进机法是采用大型隧道掘进机开挖的方法，大多数情况下主要用于岩石地层。

盾构法指采用手掘式盾构或机械式盾构进行开挖的方法，主要用于土质地层，尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。

明挖法是指土石开挖从地面向下分层、分段依次开挖，直至达到结构要求的尺寸和高程，然后在基坑中进行隧道主体结构施工和防水作业，最后回填恢复至地面的方法。该法多用于山岭隧道洞口段、浅埋隧道、地下铁道和市政隧道施工。(www.xing528.com)

盖挖法是“先盖后挖”，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。它先用连续墙、钻孔桩等形式做围护结构和中间桩，然后做钢筋混凝土盖板，在盖板、围护墙、中间桩保护下进行土方开挖和结构施工。盖挖法分为盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法等。盖挖法多用于修建浅埋隧道、地下铁道和市政隧道施工。

沉管法是预制管段沉埋法的简称，主要用于修建水底隧道。沉管法是先在船台上或干坞中制作隧道管段，管段两端用临时封墙密封后滑移下水或在干坞中放水，使其浮在水中，再拖运到隧道设计位置。定位后，向管段内加载，使其逐节下沉至预先挖好的水底沟槽内，将相邻管段连接，最后拆除封墙，使各节管段连通成为整体的隧道，在其顶部和外侧用块石或混凝土覆盖。

顶进法属于非开挖技术的一种，主要用于修建中小型城市地下人行通道和城市市政隧道等。顶进法一般采用机械将分段预制管道结构顶进到预定的地面下位置。

除上述方法之外，隧道工程实践中不断涌现出一些新方法、新工艺，如新意法、挪威法、柱洞法、铣挖法等。

新意法，即岩土变形分析控制施工工法（ADECO-RS），是20世纪70年代意大利人Pietro和Lunardi在研究围岩的压力拱理论和新奥法施工理论的基础上提出的。它是在困难地质情况下，通过对隧道掌子面前方围岩核心土进行超前支护和加固，应用水平旋喷拱、预切槽及管棚等预支护技术，以减小或避免围岩变形，并进行全断面开挖的一种设计施工指导原则，称为“先进的新奥法”。该工法在过去几十年间，被意大利公路及铁路领域广泛应用并纳入规范，现在主要欧洲国家的大型隧道项目施工也广泛采用此工法，传入我国时称为“新意大利隧道施工法”，简称“新意法”。

挪威法（Norwegian Method of Tunnelin，NMT）是对新奥法的完善、补充，简单地说就是由正确的围岩评价、合理的支护参数和高性能的支护材料三部分组成的一种经济而安全的隧道施工方法。其特点一是施工中通过观察和测量求出岩体质量指标Q，对围岩进行正确的分类评价；二是把一次支护作为永久衬砌，协助监测结果确定是否加筑二次衬砌；三是一次支护是由高质量的湿喷钢纤维混凝土和全长黏结型高拉力耐腐蚀的锚杆组成。该法适用于公路隧道、铁路隧道、水工隧洞及大型地下工程。

柱洞法是将地上建筑体系中框架结构和地下建筑的浅埋暗挖法进行有机结合的一种大断面洞室施工方法，能够很好地控制地面沉降。柱洞法通过在先期暗挖的小导洞内施作围护桩、钢管桩、顶纵梁、底纵梁，并通过初期扣拱支护、钢管桩、排桩、顶纵梁、底纵梁以及顶拱组成一个框架结构的有机整体，协同承受围岩压力。然后逐步向下开挖，施作其余内部结构，最终完成整个内部结构施工。

铣挖法是近年来兴起的一种施工方法，它将铣挖机安装在液压挖掘机上开挖土石。一般情况下，铣挖机只用于隧道轮廓的开挖，但是在中低硬度的岩层中，它也可以直接用于隧道的掘进，尤其在裂隙节理发育的破碎岩层及土质隧道中，开挖过程对围岩扰动小、安全性高，特别适合不宜爆破施工的地段。铣挖机操作简单、可控性高，开挖轮廓线清晰准确，可轻松解决隧道内欠挖修整、内表面凿槽及边沟开挖等问题。