地下工程的關鍵技術

　　我國在地下空間開發(fā)過程中，發(fā)展了非常成熟的地下工程技術，其中具有代表性的是下列三項技術。

　　明挖技術（基坑技術）隨著我國地下空間的發(fā)展，地下工程建設項目的數(shù)量和規(guī)模也迅速增大，產(chǎn)生了大量的深基坑工程，并形成了種類齊全的多種基坑圍護開挖技術。從支撐技術上形成并發(fā)展了重力式、支撐式、土錨式、土釘式等多種技術，從圍護工法上形成并發(fā)展了簡易圍護墻法、木板樁法、鋼板樁法、鋼管樁法、灌注樁法、地下連續(xù)墻法、逆作法（又叫蓋挖法）等多種工法。基坑工程的設計理論、計算方法也得到不斷改進，基坑工程的設計規(guī)范也有一定的發(fā)展。

　　九十年代以來，基坑工程規(guī)模不斷加大，深度不斷加深，與建筑物等已有設施距離越來越近，推動了深基坑工程的設計向更高水平邁進，使我國基坑工程的設計施工進入環(huán)境設計階段，促進了時空效應基坑工法的生產(chǎn)與應用，并達到國際領先水平。

　　該方法考慮時空效應，科學地利用土體自身的控制地層位移的潛力，以解決軟土深基坑穩(wěn)定和變形問題。這種方法的主要特點是設計與施工密切結(jié)合。在設計中，設計參數(shù)（如被動區(qū)水平抗力系數(shù)K）的取值從現(xiàn)場反應來確定；施工中，開挖與支撐的施工工序基本是按分塊、分層、分步、對稱、平衡的原則制定，并以科學的施工工藝，有效地控制基坑的變形。

　　暗挖技術（以隧道設計施工技術為代表）在我國，大量的線形地下空間均是以暗挖法形成的。其中兩項關鍵技術，適于軟土（巖）地區(qū)的盾構(gòu)法與適于硬土（巖）地區(qū)的新奧法（及礦山法）在我國均有較大的應用與發(fā)展。

　　盾構(gòu)法我國自六十年代研究開發(fā)盾構(gòu)技術以來，已成功地采用盾構(gòu)施工技術修建了幾十條車行和水工隧道，盾構(gòu)機械裝備從早先的機械式盾構(gòu)、網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)，在引進和消化國外技術的基礎上，發(fā)展到今天的上壓平衡盾構(gòu)（EPB）、泥水加壓式平衡盾構(gòu)。隧道襯砌設計及計算機理論大致經(jīng)歷了起步階段（主要是借鑒國外的設計原理進行剛性襯砌設計）、柔性襯砌階段和目前正在進行的以地層移動理論研究為主的階段，其集中在對隧道的縱向變形及隧道縱橫向內(nèi)力、變形的影響問題、襯砌厚度偏大問題、管片寬度偏小問題、縱向拼裝錯縫問題等方面的研究和開發(fā)。

　　從礦山法到新奧法我國在硬巖中開發(fā)地下空間取得舉世矚目的成就，擁有世界上最多的山嶺隧道。在近幾年的成昆鐵路、京九鐵路及秦嶺隧道建設與開發(fā)中，通過對國內(nèi)外各種設計施工的招投標及研發(fā)，使得我國的硬巖地下空間開發(fā)技術達到世界先進水平，形成設計理論先進、施工技術完備的硬巖中地下空間開發(fā)技術。從設計方法上，從巖體松散壓力控制設計的礦山法發(fā)展到巖體變形壓力控制設計的新奧法，并且利用各種計算機數(shù)值法，對巖體中的變形受力機理能夠進行比較準確的計算與預測。在施工技術上，由鉆孔爆破法發(fā)展到TBM機法，施工機械化程度越來越高，噴錨與混凝土支護技術得到極大進步，開挖斷面靈活多樣，同時其他輔助技術，如巖爆預測技術、開挖面前方巖性與地下水探測技術等都有巨大進步。