隧道开挖高科技技术

Part1    山岭隧道  

不同的隧道用不同的方法，比如山岭隧道、地铁隧道、海底隧道施工方法差异巨大。为了便于大众理解，分别以山岭隧道、海底隧道、地铁隧道施工中几种典型的施工方法为例说明。

一、做洞口

像上图所示，先根据设计好的位置，立好洞门拱架，然后浇筑混凝土。然后打入大管棚，就是上面那一排钢管，打入之后再高压往里面注入水泥浆，它的好处就是土跟钢管水泥浆粘结在一起，形成一个拱圈状的加固土体。这样挖的时候就不会容易垮了。

 二、挖洞身，做第一层支护

隧道挖的时候了根据岩石的好坏选取不同的方法，具体来说，如果是坚硬完整的岩石，那隧道多大就可以挖多大。

一般而言，岩石隧道挖了之后不会马上垮，而土质隧道由于预先注浆或者打了锚杆（也就是粗点的钢筋）也不会马上垮，这个时候，工人就会按照测量的指示，把一些预先做成隧道轮廓样子的钢拱架安放到指定位置，如下图：

钢拱架放好之后，那些两根拱架之间的空隙要放钢筋网片，焊接好，侧向也要打入锚杆。之后，就要喷射混凝土了。如下图：

混凝土喷射出来之后，就会粘在钢架上，这样钢架和隧道的岩石以及混凝就组成了一个整体，共同受力。这个时候，整个隧道如下图所示：

隧道一般是分两层支护，第一层就像上图这样的，喷射混凝土上去之后它就具有了一定的稳定能力。

三、做第二层支护

用钢筋混凝土，首先需要绑扎钢筋，并且在里面铺好防水板，山里面的隧道防水工作十分重要。

钢筋做好之后，就是浇筑混凝土了。必须使用专门的工具才能将混凝土打到墙上去。

混凝土浇筑完成后，过了规定的养护时间就可以拆模了，最后就会形成一个封闭的稳定结构，基本已经很稳固了。

 隧道的主体结构就完成后，其余就是隧道的路面、防排水、通风、照明、供配电、安全等设施的施工。

  Part2    海底隧道  

一、预制沉管

隧道很长，当然不能做一个整的出来，我们一般都是一节一节预制好，然后再对接，先在靠近海边的陆地上挖个大坑，在里面把节段预制好。如下图：

预制好之后，由于它太重了，没有机械可以运，那就先把沉管两端堵住，把水放进来。如下图：

二、基槽开挖

由于海底表层都是淤泥，沉管沉之前必须先把基础做好，用专用设备把表层的淤泥清干净：

实际操作的时候有专用的视频监控设备，清除淤泥之后，根据海底的基础情况可能要用打入挤密砂桩，抛石等等手段，使基础密实。

三、沉管运放、水下对接

把沉管拖至指定地点，在往下沉，在下沉过程中根据各种高精度的监测设备实时监测，确保两节沉管精准对接。这是沉管隧道施工中难度非常大的一环，也是考验各种技术水平的关键步骤。对接好之后，接头处要做好防水措施，浇筑混凝土，之后再覆土回填，这就是沉管隧道的主要施工过程了。

  Part3    城市地铁隧道  

盾构法其实是TBM掘进机法的一种，只不过软岩地区习惯称之为盾构。盾构法在城市地铁隧道，跨江、跨河、跨海隧道都有广泛的应用。盾构机是一种非常昂贵的设备。

一、始发井施工、盾构下井

因为地铁隧道是埋在地下的，用盾构施工的时候，先需要从地面上挖个坑下去，把盾构机安装好，然后再掘进。由于坑挖的比较深，容易坍塌，所以周围需要采取很多措施进行加固支撑，如下图：

坑挖到指定位置，盾构机就可以下去安装调试了。如下图：

二、盾构掘进，管片安装

盾构施工跟钻爆法不一样，它的衬砌是分成一块一块的，工厂化预制，预制好之后，运输去现场拼接即可。所以掘进之前，先得把管片做好：

这些就是盾构管片，整个地铁隧道就靠他们组装在一起撑着了，盾构机掘进的时候，前面是刀盘切削土体，后面是千斤顶加压使它前进。切削出来的土通过机械运出洞外。

下面这张图就是施工完后的图片：

三、接收井洞周加固，盾构进井

把接收井洞周加固好，等待盾构机进来。

以上就是各种隧道建成的主要过程，需要指出的是，钻爆法不仅用于山岭隧道，在地铁隧道，海底隧道方面也有广泛的应用，盾构法也经常用于各种过江河海的隧道，这三种方法基本囊括了各种隧道的施工方法。