隧道工程：发展与安全

1.2.1.1　隧道产生和发展的4个时代

（1）原始时代

公元前3000年的新石器时代，防御自然威胁，工具：兽骨和石器，地层较好，无须支撑。

（2）远古时代

从公元前3000年到5世纪，生活和军事防御，明挖法，砖砌。

（3）中世纪时代

5世纪到14世纪，建造技术发展缓慢，矿石开采。

（4）近代和现代

16世纪产业革命开始，黑火药，黄色炸药，瑞典人诺贝尔。

我国最早用于交通的隧道“石门”隧道，世界上最早的隧道公元前2200年，巴比伦国王为连接宫殿和神殿而在幼发拉底河下修建的行人隧道，砖砌构造物。

1.2.1.2　隧道工程的发展趋势

两个新的领域，宇宙空间与地下空间。

地下空间开发与利用的优势技术比较成熟，可持续发展的客观要求，城市综合征的解决。

21世纪是地下空间大开发利用的年代。(www.xing528.com)

发达国家的规划：日本：10个日本；美国：21世纪1/3人口要居住在地下。

1.2.1.3　隧道工程施工方法的发展简况

古代“火焚法”，石器，铁锤和钢钎。

钻爆法：炸药，凿岩机。

机械开挖方法：盾构法（盾构机、软土地层），掘进机法（中硬岩石地层，秦岭隧道，是国内外用TBM施工的第3座长隧道）。

1.2.1.4　隧道工程相关理论的研究进展

（1）地压力

开始于14世纪，随着采矿和隧道工程的发展，地层压力理论也在相应的发展。两个研究方向：松散体理论（把地层视为松散构造，普式理论），弹塑性理论（把地层视为连续介质）。

（2）岩石力学的发展

陈宗基，1958年首次把岩石力学作为一门边缘学科来发展。用力学的观念，以地质为基础来解决工程实践问题，首次运用流变理论来研究岩石的流变特性，指出即使在坚硬岩石中修建地下洞室，也要考虑流变对长期稳定性的影响。

（3）新奥法

新奥地利隧道施工方法，奥地利拉布西维兹教授等在长期从事隧道工程的实践中，从岩石力学的观念出发而提出的一种合理的施工方法。以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，理论、量测和经验相结合。并不单纯是一种施工方法，更不能认为喷锚支护就是新奥法，新奥法应该是修建隧道的指导原则和积极思路。