隧道施工是一個復雜的工程過程，需要精心規劃、設計和施工。施工方法取決于隧道的用途、長度、深度、地層條件和周圍環境等因素。以下概述了隧道施工的分步流程。
1. 主要施工方法
施工方法的選擇取決于地層是硬巖、軟土（例如粘土、沙土）還是澇漬土（水下或高地下水位）。以下是四種最常用的方法：
A. 隧道掘進機 (TBM) 施工方法：適用于硬巖或軟土層
這種方法是修建長而深的隧道（例如，連接英法兩國的英吉利海峽隧道）最常用的方法。TBM 是一種大型自動化機器，可一次性完成隧道的挖掘、支護和襯砌。
關鍵步驟：
① TBM 組裝：將 TBM（直徑最大可達 15 米）運輸至“始發井”（垂直坑）并在地下組裝。
② 開挖：TBM 的旋轉刀盤（配備鋼齒或盤形滾刀）在巖石/土壤中穿行。對于軟土地層，“盾構 TBM”采用加壓前端（土壓或泥水盾構）來防止塌方。
③ 管片安裝：隨著 TBM 的推進（每天 5-20 米），液壓臂安裝預制混凝土管片（弧形面板），形成臨時或永久襯砌。管片用螺栓固定并密封，以防止滲水。
④ 出渣：開挖出的物料（“渣土”）通過傳送帶或軌道車運回地面。
B. 新奧法 (NATM)：適用于多變地層
一種靈活的“即建即用”方法，非常適合巖石或混合地層（例如山嶺隧道）。它依靠巖石的自支撐能力，并在開挖過程中使用臨時支撐來穩定隧道。
關鍵步驟：
① 局部開挖：隧道分段開挖（例如，先開挖上半部分，后開挖下半部分），以減少對地面的擾動。
② 即時支護：每次開挖后，施工人員將噴射混凝土（濕混凝土）噴入隧道壁/頂，以密封并加固地面。為了增強穩定性，可以添加鋼筋網或鋼筋肋。
③ 監測：傳感器實時跟蹤地面運動（沉降、收斂）。如果檢測到風險，則調整支護措施（例如，增加噴射混凝土）。
④ 永久襯砌：隧道穩定后，澆筑最終混凝土襯砌（通常使用模板）以替換或加固臨時支護。
C. 明挖回填法：適用于淺埋隧道
適用于接近地表（深度≤10米）的隧道，例如城市地鐵站或公路隧道。該方法包括開挖溝槽、建造隧道，然后將其回填。
關鍵步驟：
① 開挖：沿隧道走向開挖基坑。設置臨時墻（例如，板樁、地下連續墻）和支撐（鋼梁），以防止基坑塌陷。
② 隧道施工：在基坑內建造隧道結構（通常為鋼筋混凝土），可以是預制構件，也可以是現澆。
③ 回填與修復：用土回填基坑，并進行表面修復（例如，重新鋪設道路、重新種植綠化）。
D. 沉管法：用于水下隧道
用于河流、港口或海底隧道（例如，港珠澳大橋水下隧道）。將預制混凝土管段浮運至指定位置并沉入水中。
關鍵步驟：
① 管道制造：大型混凝土管道（長 50-200 米，寬 10-20 米）在陸地或干船塢建造。每根管道均經過防水處理，并安裝內部結構（例如道路、公用設施）。
② 溝槽疏浚：沿隧道走向在海床/河床上挖掘溝槽。
③ 浮運沉管：將管道浮運至現場，放置在溝槽上方，并使用壓載水緩慢沉入水中。然后用防水密封條將管道連接在一起。
④ 回填：用巖石或沙子填充管道周圍的溝槽，以使其穩定。
2. 地面支護和襯砌
開挖后，隧道需要結構支撐以防止坍塌。
典型的支護方法包括：
① 噴射混凝土
② 巖錨和格構梁
③ 預制混凝土管片（用于TBM隧道）
④ 鋼筋或框架
然后安裝永久性襯砌，以提供長期強度和防水性能。
隧道施工是一個高度專業化的流程，需要精心規劃、適應地面條件并嚴格遵守安全標準。所選方法將直接影響成本、工期和長期耐久性。
