地下工程的关键技术

　　我国在地下空间开发过程中，发展了非常成熟的地下工程技术，其中具有代表性的是下列三项技术。

　　明挖技术（基坑技术）随着我国地下空间的发展，地下工程建设项目的数量和规模也迅速增大，产生了大量的深基坑工程，并形成了种类齐全的多种基坑围护开挖技术。从支撑技术上形成并发展了重力式、支撑式、土锚式、土钉式等多种技术，从围护工法上形成并发展了简易围护墙法、木板桩法、钢板桩法、钢管桩法、灌注桩法、地下连续墙法、逆作法（又叫盖挖法）等多种工法。基坑工程的设计理论、计算方法也得到不断改进，基坑工程的设计规范也有一定的发展。

　　九十年代以来，基坑工程规模不断加大，深度不断加深，与建筑物等已有设施距离越来越近，推动了深基坑工程的设计向更高水平迈进，使我国基坑工程的设计施工进入环境设计阶段，促进了时空效应基坑工法的生产与应用，并达到国际领先水平。

　　该方法考虑时空效应，科学地利用土体自身的控制地层位移的潜力，以解决软土深基坑稳定和变形问题。这种方法的主要特点是设计与施工密切结合。在设计中，设计参数（如被动区水平抗力系数K）的取值从现场反应来确定；施工中，开挖与支撑的施工工序基本是按分块、分层、分步、对称、平衡的原则制定，并以科学的施工工艺，有效地控制基坑的变形。

　　暗挖技术（以隧道设计施工技术为代表）在我国，大量的线形地下空间均是以暗挖法形成的。其中两项关键技术，适于软土（岩）地区的盾构法与适于硬土（岩）地区的新奥法（及矿山法）在我国均有较大的应用与发展。

　　盾构法我国自六十年代研究开发盾构技术以来，已成功地采用盾构施工技术修建了几十条车行和水工隧道，盾构机械装备从早先的机械式盾构、网格挤压式盾构，在引进和消化国外技术的基础上，发展到今天的上压平衡盾构（EPB）、泥水加压式平衡盾构。隧道衬砌设计及计算机理论大致经历了起步阶段（主要是借鉴国外的设计原理进行刚性衬砌设计）、柔性衬砌阶段和目前正在进行的以地层移动理论研究为主的阶段，其集中在对隧道的纵向变形及隧道纵横向内力、变形的影响问题、衬砌厚度偏大问题、管片宽度偏小问题、纵向拼装错缝问题等方面的研究和开发。

　　从矿山法到新奥法我国在硬岩中开发地下空间取得举世瞩目的成就，拥有世界上最多的山岭隧道。在近几年的成昆铁路、京九铁路及秦岭隧道建设与开发中，通过对国内外各种设计施工的招投标及研发，使得我国的硬岩地下空间开发技术达到世界先进水平，形成设计理论先进、施工技术完备的硬岩中地下空间开发技术。从设计方法上，从岩体松散压力控制设计的矿山法发展到岩体变形压力控制设计的新奥法，并且利用各种计算机数值法，对岩体中的变形受力机理能够进行比较准确的计算与预测。在施工技术上，由钻孔爆破法发展到TBM机法，施工机械化程度越来越高，喷锚与混凝土支护技术得到极大进步，开挖断面灵活多样，同时其他辅助技术，如岩爆预测技术、开挖面前方岩性与地下水探测技术等都有巨大进步。