隧道工程發(fā)展歷程和前景展望

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1、隧道工程發(fā)展歷程和前景展望　　摘要：隧道工程涉及很多方面，本文從人類的需求、理論的完善、科技的進步等方面對隧道工程發(fā)展的歷程進行了概述，對隧道工程發(fā)生重大變革的事情進行分析，最后對未來隧道在這幾個方面的發(fā)展進行了展望。關(guān)鍵詞：隧道工程；發(fā)展；前景展望中圖分類號：U445文獻標識碼：A文章編號0引言隧道工程涉及到很多學(xué)科，包括力學(xué)、物理學(xué)、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代數(shù)理科學(xué)、人工智能、材料科學(xué)等等，這些學(xué)科的發(fā)展促進了隧道建設(shè)。而隧道建設(shè)技術(shù)的發(fā)展也促使這些學(xué)科不斷完善。隨著人口增長，城市化的發(fā)展，土地資源日益變得緊缺，而人類對環(huán)境的要求越來越高，隧道位于地下的特點可以有效的節(jié)約土地，保護環(huán)境使得隧道

2、成為一個很好的選擇。隨著地下空間利用的普遍化，而且隧道可以保證行車安全、縮短車程、避免災(zāi)害等優(yōu)勢也促使隧道建設(shè)技術(shù)發(fā)生質(zhì)的變化。1隧道工程發(fā)展的狀況隨著理論、機械、現(xiàn)代技術(shù)等發(fā)展，隧道的建設(shè)也在不斷地發(fā)生著變化。隧道公路的發(fā)展狀況按時間大致可分為下面三個階段：61.1古代發(fā)展狀況人類很早以前就知道利用自然洞穴作為住處。當社會發(fā)展到能制造挖掘工具時，就出現(xiàn)了人類挖掘的隧道。在我國最早有文字記錄的地下人工建筑物，出現(xiàn)在東周初期（約公元前七百年）?！蹲髠鳌分杏小啊虻丶叭?，隧而相見……”的記載。最早用于交通的隧道為“石門”隧道，位于今陜西省漢中市褒谷口內(nèi)，建于東漢明帝永平九年（公元66年）。

3、用作地下通道的還有安徽毫州城內(nèi)的古地下通道，建于宋末元初（約十三世紀），是我國最早的城市地下通道。這個時期主要的開挖主要依靠“火焚法”和鐵錘鋼釬等原始工具，體力勞動和施工難度非常高。隧道建設(shè)還處于經(jīng)驗階段，一切還是根據(jù)建造者的長期經(jīng)驗積累，沒有什么理論作為指導(dǎo)。1.2近代發(fā)展狀況巖石力學(xué)關(guān)于地層壓力的研究也在14世紀有所發(fā)展。到20世紀初期，巖石力學(xué)已經(jīng)去的了質(zhì)的飛躍，形成了“連續(xù)介質(zhì)理論”和“地質(zhì)力學(xué)理論”。而這些理論已經(jīng)被用在地下工程中，前一理論在被用來對隧道開挖、圍巖與支護共同作用進行數(shù)值分析計算。后一理論是現(xiàn)代信息巖石理論的雛形，該理論就是著名的“新奧法”。6理論研究為隧道建設(shè)提

4、供了更多的可能。由于當時的隧道建設(shè)規(guī)模等不算太大，這些理論在一定程度上對隧道的發(fā)展起到了積極的作用。但隨著隧道建設(shè)的不斷發(fā)展，這些理論的不足逐漸暴露出來。理論與實際的聯(lián)系還是有一些滯后，經(jīng)驗性的東西沒有足夠的理論支持。1.3現(xiàn)代發(fā)展狀況現(xiàn)在，道路已成為國家的重要資源，對于促進國家經(jīng)濟增長、提高人民生活質(zhì)量、維護國家安全等都具有重要價值。道路的發(fā)展不僅僅是經(jīng)濟的需要，也是人類文明和現(xiàn)代化的組成部分。而隧道作為道路中的重要節(jié)點有著至關(guān)重要的作用。我國隧道建設(shè)在近些年的建設(shè)中取得了飛躍式的發(fā)展。如秦嶺終南山公路隧道，單洞長18.02km，雙洞單向交通，建設(shè)規(guī)模世界第一，中國公路隧道之最。廈門翔

5、安隧道是中國大陸第一座大斷面海底隧道，對我國隧道建設(shè)技術(shù)的進步和發(fā)展，縮小與世界先進水平的差距，起到了里程碑式的作用。目前在建的港珠澳跨海大橋中的隧道部分，也代表中國乃至世界隧道發(fā)展的最前沿。新奧法是20世紀40年代開始發(fā)展起來的，它是以混凝土和錨桿為主要支護手段的一種方法。新奧法能充分利用地層地質(zhì)條件。隨著理論上的日臻完善，將會在地下工程中得到更加廣泛的應(yīng)用。而計算機的運用，使隧道在開挖前期，就可對隧道的開挖、施工、通風(fēng)等進行數(shù)值模擬，可以得出雖然數(shù)值模擬在精6確程度上和工程實際上的要求還存在一些差距，但其還是能準確反映出工程的整體力學(xué)性狀和發(fā)展趨勢，采用數(shù)值模擬指導(dǎo)公路隧道的施工也是

6、十分必要的，十分經(jīng)濟的。2隧道工程發(fā)展前景展望21世紀，是一個科技發(fā)展日新月異的世紀，全球人口已突破60億，土地資源的短缺日益成為各國共同關(guān)注的交點。地下空間的利用也將被更加的重視。展望隧道施工的發(fā)展方向，隧道施工應(yīng)著重開展以下方面的工作：2.1加強隧道工程理論的研究理論對實踐起到指導(dǎo)的作用。隧道工程中的理論研究主要是對隧道中的圍巖進行研究。通過多學(xué)科的交叉研究，主要從圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)出發(fā)，研究圍巖變形破壞的方式以及圍巖的賦存、受力情況，這樣就可以選擇合適的開挖方法，選擇合適的支護時機和方式等等。在未來的發(fā)展中，還需要這方面的不斷研究來促進對隧道圍巖的認識。2.2加快隧道工程施工新技術(shù)

7、的研究目前，隧道施工中的機械化程度還不是很高，還需要大量的人工，費時費力，隧道施工機械要隨著機械工業(yè)化的水平不斷提高。全斷面掘進機、盾構(gòu)機等的使用到不同巖石、土的限制未來應(yīng)對它們的適用性、便利性等做更多的改進。6目前應(yīng)用高壓水的射流破巖技術(shù)已經(jīng)過關(guān)，它能以很快的速度在花崗巖中打出炮眼，再在坑道周圍用高壓水切槽，然后爆破破巖。這樣可以少用，甚至不用炸藥，可以保護環(huán)境。但消耗功率較大，設(shè)備成本較高，技術(shù)上還未達到十分成熟的程度，未來需要