隧道施工方法的选择是隧道工程设计与施工中的核心环节，它直接关系到工程的安全、质量、成本、进度和环境影响，随着隧道工程向着“长、大、深、群”方向发展，以及城市地下空间开发的日益密集，施工方法也呈现出多样化、复杂化和智能化的趋势，本文旨在对主流的隧道施工方法进行综述，并提供一份详实的参考文献指南，为相关领域的研究人员、工程师和学生提供参考。
主流隧道施工方法综述
隧道施工方法通常可分为三大类：明挖法、矿山法（暗挖法）和盾构法，近年来，也发展出一些新工法，如TBM法、管幕法等,它们与上述方法有交叉和融合。
明挖法
明挖法是最传统、最直观的施工方法，其核心思想是“先挖后埋”。
- 原理：在地面开挖一个深基坑，在基坑内修建隧道主体结构（如箱涵），然后回填土方,恢复地面。
- 适用条件：地质条件较好，埋深较浅，且对地面交通、管线影响可控的区域。
- 主要优点：
- 施工技术简单，作业空间大,施工速度快。
- 工程质量易于保证,施工精度高。
- 造价相对较低。
- 主要缺点：
- 对地面交通和周边环境影响大,需要大面积占用场地。
- 需要解决基坑开挖的边坡稳定、降水、支护等问题。
- 不适用于城市核心区或环境敏感区域。
- 衍生工法：盖挖法，将基坑开挖和地面交通恢复结合,减少对地面交通的干扰。
矿山法
矿山法是山岭隧道和浅埋暗挖隧道最常用的方法，其核心是“分部开挖、逐步成环”。
- 原理：在地下围岩中，通过分部开挖形成一个临时的、能够自承的环形结构（初期支护），待主体结构（二次衬砌）完成后,再逐步拆除临时支护。
- 适用条件：地质条件变化范围大，从坚硬岩层到软弱围岩均可适用，尤其适用于形状复杂、断面多变的隧道。
- 主要优点：
- 对地质条件的适应性强,灵活性高。
- 施工工艺成熟,技术积累丰富。
- 设备投入相对较少。
- 主要缺点：
- 施工工序复杂，作业环境差（粉尘、潮湿、噪音）。
- 施工速度相对较慢。
- 对施工队伍的技术水平和经验要求高。
- 核心工法：
- 新奥法：现代矿山法的核心指导思想，强调利用围岩自身的承载能力,通过监控量测来指导施工设计。
- 台阶法：将隧道断面分为上下或多个台阶进行开挖,是最常用的方法。
- 中隔壁法：适用于软弱围岩大跨度隧道,通过设置临时中隔壁来控制沉降。
- 双侧壁导坑法：适用于极软弱围岩或大跨度隧道,通过分部开挖来最大限度地减少对围岩的扰动。
盾构法
盾构法是一种高度机械化的暗挖施工方法,尤其适用于城市软土地区的隧道建设。
- 原理：使用一台集开挖、支护、衬砌、出渣于一体的“盾构机”在地下推进，盾构机前端的刀盘开挖土体，中部盾壳提供临时支护,尾部拼装预制管片形成永久衬砌。
- 适用条件：主要适用于软土、砂卵石等地层，不适用于坚硬岩石（除非采用TBM复合式盾构）。
- 主要优点：
- 施工高度自动化，安全性高,对地面沉降控制好。
- 施工速度快,工期短。
- 对地面交通和环境影响小。
- 主要缺点：
- 设备购置或租赁费用极高。
- 对施工前期的地质勘察要求极高,施工中遇到不良地质时处理困难。
- 断面形状单一（通常为圆形）,转弯半径较大。
- 衍生工法：
- TBM法：全断面岩石隧道掘进机,专为硬岩地层设计。
- 泥水平衡盾构：适用于高水压、富水砂层地层。
- 土压平衡盾构：适用于软塑性地层。
其他重要工法
- 沉管法：将预制的隧道管段浮运至指定位置，沉放到水底预先挖好的沟槽中，水下连接形成隧道，主要用于跨越江河、海湾的隧道。
- 箱涵顶推法：在预制工作井内制作箱涵结构，然后用千斤顶将其逐段顶进，穿越既有道路、铁路或建筑物下方,常用于城市下穿通道。
- 管幕法：在隧道开挖轮廓线外，用小口径顶管机将钢管顶入土体，形成一组“管幕”，然后在管幕的保护下进行开挖,对地表沉降控制极为严格。
隧道施工方法参考文献列表
以下参考文献按照文献类型进行分类,涵盖了从基础理论到前沿技术的各个层面。
A. 经典教材与专著
这些是系统学习隧道工程知识的基石。
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[中] 关宝树. 隧道工程施工要点集. 人民交通出版社, 2003.
- 简介：国内隧道工程领域的经典之作，系统总结了各种施工方法的要点、工艺和常见问题,实践性极强。
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[中] 王梦恕. 中国隧道及地下工程修建技术. 人民交通出版社, 2010.
（图片来源网络，侵删）- 简介：由“中国隧道之父”王梦恕院士主编，全面介绍了中国隧道工程的发展历程、关键技术（特别是盾构法和矿山法）和重大工程案例,具有很高的权威性。
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[中] 何川, 陈卫忠. 隧道及地下工程. 西南交通大学出版社, 2025.
- 简介：系统性强，内容覆盖设计、施工、监测、风险评估等各个方面,适合作为高校教材或系统学习的参考书。
-
[英] O. A. Plummer, R. L. Manktelow. Tunnelling: A Decade of Progress. Thomas Telford, 1999.
- 简介：虽然年代稍早，但汇集了20世纪90年代世界隧道工程的技术进展,对理解现代隧道工法的发展脉络很有帮助。
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[美] J. P. Rostami. Hard Rock Tunnel Boring: Machine Selection, Cutterhead Design, Wear, Performance and Project Management. CRC Press, 2025.
- 简介：TBM领域的权威著作，详细阐述了硬岩TBM的选型、刀盘设计、刀具磨损、性能预测和项目管理,是研究TBM技术的必备参考。
B. 技术手册与规范标准
这些是指导工程实践的权威文件。
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[中] 中华人民共和国行业标准. JTG 60-2025 公路隧道施工技术规范. 人民交通出版社, 2025.
- 简介：中国公路隧道施工的“宪法”，详细规定了各种施工方法（明挖、矿山、盾构等）的技术要求、工艺流程和质量标准。
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[中] 中华人民共和国行业标准. GB 50299-2025 地下铁道工程施工质量验收标准. 中国建筑工业出版社, 2025.
- 简介：城市地铁隧道施工的核心规范，对盾构法、矿山法等施工方法的验收标准有详细规定。
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[国际] International Tunnelling and Underground Space Association (ITA). Guidelines for Tunneling Risk Management. 2004.
- 简介：国际隧道协会发布的风险管理指南，是进行隧道风险评估的重要参考,适用于各种施工方法。
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[国际] Tunnel Engineering Handbook (3rd Edition). Edited by J. O. Bickel, T. R. Kuesel, and E. H. King. Chapman & Hall, 1996.
- 简介：隧道工程的“百科全书”，内容涵盖规划、设计、施工、风险评估等各个方面,是案头必备的参考手册。
C. 核心期刊论文
期刊论文代表了当前的研究热点和技术前沿。
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《岩石力学与工程学报》
- 简介：国内岩石力学与工程领域的顶级期刊，大量发表关于隧道围岩稳定性、支护技术、施工力学、智能监测等方面的前沿论文。
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《土木工程学报》
- 简介：中国土木工程领域的权威期刊，经常刊登隧道施工方法创新、重大工程技术难题突破等高水平论文。
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《中国铁道科学》
- 简介：聚焦铁路工程技术，在铁路隧道（特别是高速铁路隧道）的设计、施工、监测方面有大量高水平研究。
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《Tunnelling and Underground Space Technology》
- 简介：国际隧道与地下空间领域的顶级SCI期刊，覆盖范围广，从基础理论研究到工程实践案例,是了解国际最新研究成果的最佳窗口。
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《Geotechnique》
- 简介：岩土工程领域的顶级期刊，经常发表与隧道施工相关的土力学本构模型、数值模拟、现场试验等基础性研究论文。
D. 学位论文
学位论文通常对特定问题有深入、系统的研究。
- 检索建议：在中国知网、万方数据、维普资讯等数据库中，使用关键词如“隧道施工方法”、“盾构选型”、“新奥法”、“沉降控制”等进行检索，可以找到大量优秀的硕士和博士学位论文，这些论文通常包含详细的文献综述、理论推导、数值模拟和工程案例分析,是深入研究的宝贵资源。
如何有效利用这些参考文献
- 系统学习，构建知识框架：从经典教材入手，如关宝树或王梦恕的著作,建立对隧道施工方法的宏观认识。
- 深入细节，掌握技术要点：结合技术规范,了解各种施工方法在实际工程中的具体要求和操作流程。
- 追踪前沿，把握技术动态：定期浏览核心期刊，特别是《Tunnelling and Underground Space Technology》，关注新材料、新设备、新工艺（如BIM、自动化施工）的发展。
- 案例研究，解决实际问题：阅读期刊论文和学位论文中的案例研究，学习他人如何将理论应用于实践,以及如何解决施工中遇到的具体难题。
- 批判性思维，综合比较：不要局限于单一文献，对比不同文献对同一问题的论述（不同规范对沉降控制的要求），结合具体工程背景（地质、环境、经济）,才能做出最合理的施工方法选择。
