隧道工程施工技术及安全发展

我国修建公路隧道的基本方法有新奥法、盾构法和沉管法等。

以锚喷支护及柔性衬砌为主要特征的新奥法（NATM），在我国起步较晚，铁路、城建等部门在引进新奥法相关技术方面做了大量工作，并取得了一定的成效。目前，我国公路隧道采用新奥法设计和施工比率已达50%左右。

盾构掘进机方法一般用于沿海冲积层地层中开挖隧道。我国已成功采用盾构法进行了多条公路隧道施工，包括上海黄浦江3条穿江隧道等。

全断面隧道掘进机方法（TBM），具有施工速度快、隧道成型好、机械化程度高，以及对周围环境影响小等优点。我国仅在铁路隧道、水工隧道施工中采用了TBM法。

我国采用沉管隧道法施工的公路隧道，有广州珠江公路—铁路合用沉管隧道，宁波甬江公路沉管隧道等。其质量和防水性能都达到了较高的水平。建于上海的8车道沉管越江隧道即将建成，该隧道的建成标志着我国在沉管隧道领域达到了国际先进水平。

防排水是公路隧道工程的重要环节之一，关系到结构安全和洞内行车安全。目前我国在隧道和地下工程防排水技术方面，有了很大的进步。从围岩注浆止水，衬砌结构防水，施工缝处理技术，到各种防排水材料、构件和设备等都取得了一些成果。但是，公路隧道尤其长大隧道建设起步较晚，其防排水技术还处于发展阶段，隧道工程还存在渗漏水现象。

1.2.4.1　我国的隧道运营设施装备水平逐渐提高

（1）公路隧道照明

目前我国1km以上公路隧道照明形式为完全照明占87%，局部照明占4%，无照明占9%。

（2）公路隧道通风

目前我国1km以上公路隧道通风形式为自然通风占40%，机械通风占60%。

（3）公路隧道消防设施

目前我国1km以上公路隧道消防设施为有消防设施占66%，无消防设施占34%。

（4）隧道电子设备

目前我国1km以上公路隧道有监控、通信、检测设备者占19%，有监控、通信设备者占16%，有通信设备者占7%，有监控设备者占20%，其他占38%。

1.2.4.2　公路隧道主要研究成果

近10年来，我国交通部门每年投入大量科研经费，围绕隧道工程的实际问题开展了科学研究，如“公路隧道CAD技术研究”“公路长大隧道纵向通风研究”“《公路隧道施工技术规范》编制”“公路隧道通风技术研究”“沉管隧道修筑技术研究”“特长公路隧道修筑技术研究”“连拱隧道建设关键技术的研究”“隧道路面结构与材料的研究”等，在隧道的施工、管理、通风、照明、监控、防灾、维护等许多领域均取得了重大成果，这些研究成果强有力地支持了我国公路隧道建设。其中有国家立项的“公路长大隧道纵向通风研究”项目，解决了成渝高速公路上的中梁山隧道和缙云山隧道的通风问题。在此隧道的修建中，汇集了众多国内外隧道专家，对隧道通风等重大难题进行了研究，通过采用纵向通风系统，为国家节省了几千万元的投资，为以后的隧道建设提供了成功的经验。由交通部立项的西部交通建设科技项目“秦岭终南山特长公路隧道关键技术研究”将解决我国秦岭终南山特长公路隧道（拟建方案长18.4km）的防灾救援、通风照明、机电控制与运营管理等一系列问题。

为适应我国公路隧道建设的发展，20世纪80～90年代，交通部组织编写了公路隧道的设计、施工、通风照明设计、养护技术等规范，对我国公路隧道建设起到了促进与推动作用。交通部于1985年发布了行业标准《公路隧道勘测规程》（2000年进行了修订）。1988年发布了行业标准《公路隧道设计规范》，1999年进行了修订并改名为《公路隧道通风照明设计规范》。1995年发布了《公路隧道施工技术规范》。2004年新订《公路隧道设计规范》。2009年颁布了《公路隧道施工技术规范》和《公路隧道施工技术细则》。2010年新订《公路隧道设计细则》。(www.xing528.com)

17年在学习国际先进技术和我国铁路隧道建设经验的基础上，中国公路隧道在标准规范、计算理论、结构分析、模型试验、材料科学、施工工艺、施工设备、施工控制、检测技术、大型专用机械等方面综合技术不断进步，逐步形成了有中国特色的成套技术。

但从总体上说，我国公路隧道建设技术还适应不了我国隧道发展的要求，与国外先进水平相比，还存在很大的差距。具体表现在，一是新技术应用率较低，隧道建成后渗漏水较为普遍，造成洞内设施及衬砌结构破坏，返修率高，建设费用和维修费用相当高。二是超长公路隧道的关键技术问题，如通风问题还没有完全解决，制约了高等级公路的发展等。三是我国公路隧道在照明、通风、消防和报警系统以及火灾自动检测系统、紧急电话系统、隧道噪声系统、电视监视系统、隧道交通检测控制系统等方面还不符合标准规范的有关要求。其主要原因是对公路隧道运营设施的资金投入不足，重于建设，疏于运营管理。

1.2.4.3　技术特点

（1）勘察设计的新变化

“十二五”期间，公路隧道勘察与设计中应用与推广了一些数字技术。在勘察中，GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）、遥测遥感等技术，为复杂地质、复杂地形条件的公路隧道建设，提供了精度更高、速度更快的勘测手段。

在公路隧道设计中，BIM（建筑信息模型）技术被逐步引人，提高了设计协同度与工作效率，为复杂结构形式的隧道设计创造了条件。

同时，大跨、小净距、连拱、分岔、立交、螺旋、棚洞等非常规隧道逐渐增多，隧道抗震技术研究已取得一定进展。

（2）施工技术的进步

我国公路隧道施工目前仍以钻爆法为主，盾构、TBM（全断面隧道掘进机）的应用在“十二五”期间有所增加。

针对钻爆法施工，形成了一批自主研发的凿岩台车、铣挖机、模板台车等装备，编写了一批施工标准与指南，规范了开挖支护作业流程，提升了施工质量，确保了施工安全。

面对盾构、TBM依赖进口的问题，“十二五”期间国产盾构、TBM已逐步站稳了国内市场，并在超浅埋、大断面、软弱地层等方面实现了技术突破。

（3）复杂地质的处治技术

隧道面临的地质问题主要有断层、岩溶突涌水（泥）、高地应力、大变形、岩爆、瓦斯等。在“十二五”期间，随着公路隧道建设量的增大，以及向西部偏远地区发展，公路隧道建设中面临的这些复杂地质问题不断涌现。总体来看，在复杂地质处理技术方面，虽然尚未从根本上全部解决问题，但已有了一定的技术积累，形成了一批研究成果，编制了一批技术指南，有效保障了建设安全。

（4）新材料新技术的应用

“十二五”期间，一些新材料、新技术、新工艺在公路隧道工程中不断得到应用。在防水方面，研发了喷射防水层；在衬砌结构方面，应用了高性能防腐蚀混凝土；在照明方面，推广了LED（发光二极管）照明，出现了自发光材料、太阳能照明；在监控方面，应用了无线远程监测技术；在检测方面，引进与研发了隧道结构健康检测车。

在建设里程高速增长之后，公路隧道工程运营养护工作已愈发引起重视，但是，整体来看，公路隧道运营管理及养护技术还在智能化、信息化、标准化方面有较大发展空间。