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摘要：随着我国城市经济的快速增长及人口的高度集中，城市隧道及地下工程的修建日益迫切。本文从国内城市隧道与地下工程发展的现状、特点出发，提出若干城市隧道及地下工程发展的建议，并阐述了对城市隧道及地下工程发展的相关问题的思考见解。
关键词：城市隧道；地下工程；发展；建议
中图分类号： TV554 文献标识码：A文章编号：
0 引言
21世纪初，中国经济将持续稳定增长，城市化水平不断提高，再加上当前中国政府提倡建设资源节约型环境友好型社会，因此中国城市隧道与地下工程的开发利用将越来越得到重视。预计到2020年，中国将成为世界城市地下隧道开发利用的大国和强国。特别是对我国而言，开发利用城市隧道，对城市用地的节省，能源的节约，城市交通状况的改善，城市污染的减轻，城市空间容量的扩大，城市生活质量的提高等都有重要作用。
1 隧道与地下工程对城市发展的作用
由于人口的高度城市集中化，为缓解人口增长对城市环境的压力，修建各种城市隧道和地下工程在世界各国呈现急剧增长的态势。一般规模的城市，其煤气供应管道、排污、通信、电缆等必定是地下设施；在超过50万人口的大中型城市，除上述地下设施外，还同时发展了市区隧道交通、汽车地下线路及地下人行走道等的运输隧道；在人口过百万的特大城市，还有地下商场、地下文化娱乐设施、地下停车场及废物处置地等地下设施。据统计，在过去的30到40年间，人口超过50万的100多个城市修建或正要修建在地下运行的地铁、城市轨道或快速运输系统。[1]截止1999年，世界上约有70个城市建有地铁运输系统。从这个数据不难看出，在大城市，隧道的修建日益迫切，城市隧道和地下工程在整个国家运输系统和城市发展中，扮演着愈来愈重要的角色。
2城市隧道與地下工程发展特点与现状
2.1 城市隧道与地下工程发展特点
我国城市隧道及地下工程发展的主要特点是：第一、城市地下隧道的机械化施工水平有了显著的提高。在秦岭铁路隧道的修建过程中，引进了全断面隧道掘进机，标志着我国铁路隧道结束了钻爆法施工“一统天下”的局面。第二、困难地质条件下的隧道施工技术有了进一步提升，积累了更为丰富的克服高瓦斯、高地应力、大涌水等不良地质条件的经验。第三、工程测试技术在城市隧道及地下工程中越来越受到重视。第四，特长公路隧道、海底公路和铁路隧道的已经进入前期研究阶段。第五，在隧道的修建过程中，环境保护已经被提上议事日程。
2.2 城市隧道与地下工程技术发展现状
随着我国在基础设施投入发面力度的加大，我国城市隧道及地下工程修建数量增多，修建难度增加，技术创新的深度和广度较之前也明显加大。期间最大成就是建成了我国最长的铁路隧道——长为18．4km的西康铁路秦岭隧道。为了配合秦岭隧道的建设，铁道部组织科研、施工、设计等各单位针对秦岭隧道建设急需解决的6大类24项科研课题进行联合攻关，取得了一系列科研成果。[2]这些研究成果中，有的已经直接应用到秦岭隧道的施工中，有的将灵活运用于其他城市隧道的建设。
3 城市隧道与地下工程发展面临的挑战
3.1 对城市环境的影响
日本隧道专家说：如果说20世纪是一个“Industrialization and Wars”，那么21世纪也许是“Urbanization and Environment”。[3]这里所说的对城市环境的影响，主要指以下两个方面：一是对城市环境的改善。如修建地下轨道交通能够改善城市交通流量，减小由于交通拥挤给城市造成环境的压力；可以将地面车辆的行驶空间和地面行人行走空间改建在地下，这一方面的实例很多如：在加拿大多伦多和蒙特利尔的地下商场，华盛顿和旧金山地铁系统，以及在汉城、北京和上海的地下购物街，还有在柏林、伦敦、巴黎和东京的铁路网络的延伸等。二是城市环境造成的破坏和威胁。通常在城市隧道中采用盾构法施工时，利用前舱的工作压力可以有效控制地层变形。然而在盾构推进后期，由于种种原因引起的地表沉降仍旧占有相当大的比例，这对地表构筑物的安全存在着一定程度的隐患。[4]这一问题在已修建完好的国内某地铁运营中已经出现，因此如何解决好城市隧道施工对环境的影响，直接影响到城市环境的发展。
3.2 施工过程中的技术限制
在相当长的时间内，城市隧道施工尤其是大断面隧道施工技术仍然具有一定的挑战，如大直径盾构设备的开发能够为日后地下大跨度车站提供快速安全且对周围环境扰动小的优点。此外，特长隧道的施工，尤其是采用盾构隧道施工，两边对接的施工技术已经在日本出现，日本现在正尝试25km的隧道盾构贯通对接技术的研究。[5]而我国在沿海地段无法采用桥梁时，特别需要利用这样的技术来修建地下隧道。因此，施工过程中的技术限制仍然是我国城市隧道与地下工程发展的畔脚石。
4 城市隧道与地下工程发展趋势和建议
4.1城市隧道与地下工程发展趋势
我国是世界上人口数量庞大的国家。随着人口城市化进程的加速，我国人口在百万以上的大城市已有35个，北京和上海更是已经成为人口超过千万的特大城市。因此，发展以地铁为骨干的城市轨道交通来解决这些城市的客运问题己成为城市经济建设和社会发展需求的必然趋势。我国目前已有20余座大城市正在建设或筹建地铁与轻轨交通，而城市地铁对施工技术的要求比山岭隧道更为精细，因此如何针对各城市的地质特点来“精益求精” 地修建地铁，将是今后城市隧道与地下工程的发展趋势和奋斗方向。
4.2城市隧道与地下工程发展建议
目前, 城市地下工程施工技术的发展迅速, 各种方法和技术更是日新月异。因此，结合已有资料和对该问题的认识,从我国的实际情况出发,提出一些较为实际的发展建议：第一、重视盾构机的引进、应用和开发。应当以降低成本, 提高质量,施工速度快,使用寿命长等为开发的方向。此外,要使盾构技术产品化、系列化。第二、重视隧道掘进机和混合型盾构掘进机的研制和应用。通过自主研发,使二者更好地应用于复杂地质条件,使掘进机向着自动控制一体化和智能化设备方向发展。第三、大力发展浅埋暗挖技术、沉井技术、沉管技术、非开挖技术等，促进中小口径顶管掘进机的推广与应用。第四、大力开发多媒体监控和三维仿真计算机管理系统,实现城市隧道管理信息化和智能化。第五、重视隧道动态设计与动态施工,提高城市隧道施工技术水平。充分利用国内外先进的监测技术和方法,建立对地表与地下产生形变、位移的数据库,为地下工程施工安全评价提供保障。第六、制定相应的有关城市地下工程勘察、规划、设计以及施工等技术和经济方面的法律法规,以保证施工有法可依,有章可循。同时，引进和吸收国外先进管理方法和经验,从制度上给予城市隧道与地下工程发展科学合理的保证。第七、明确和坚持“技术可行、安全可靠、经济合理、环境友好”[6]的理念和原则, 灵活地运用各种可能的技术手段,以期适应于未来城市地下工程的大型化和综合化等发展趋势。
5结语
21世纪是一个充满希望与活力的世纪，“地下空间”作为一种宝贵的自然资源，当今世界上许多国家也包括我国在内,都必须在对它进行科学、合理、有序、高效的开发与利用。特别对于我国，随着改革开放的持续深入，社会稳定、经济发展、科技进步、国际地位提高以及城市进程加速的同时，大城市现代化建设、更新与改造将会加快，必须更大范围、更大规模地推进城市土地资源的高效利用与地下空间的科学开发。在不久的将来，地下空间的开发与利用必将迎来新的时代。
参考文献：
[1] 侯学渊，钱达仁，杨林德. 软土地下工程施工新技术[M].合肥：安徽科学技术出版社，1999年.
[2] 黄宏伟. 城市隧道与地下工程的发展与展望，会议论文，2001.
[3] 陈志龙，王玉北. 城市地下空间规划[M]，南京：东南大学出版社，2005-01.
[4] 李彬峰，梁志新. 论城市地下工程的可持续发展[J].铁道工程学报，2003,9（3）：12~15.
[5] 周文波（编著）. 盾构隧道施工技术及应用[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004-11.
[6] 傅冰骏. 国际隧道及地下工程发展动向“2002年世界隧道及地下工程博览会暨学术交流会”情况报导[J].探矿工程，2002，（5）：54~57.
关键词：城市隧道；地下工程；发展；建议
中图分类号： TV554 文献标识码：A文章编号：
0 引言
21世纪初，中国经济将持续稳定增长，城市化水平不断提高，再加上当前中国政府提倡建设资源节约型环境友好型社会，因此中国城市隧道与地下工程的开发利用将越来越得到重视。预计到2020年，中国将成为世界城市地下隧道开发利用的大国和强国。特别是对我国而言，开发利用城市隧道，对城市用地的节省，能源的节约，城市交通状况的改善，城市污染的减轻，城市空间容量的扩大，城市生活质量的提高等都有重要作用。
1 隧道与地下工程对城市发展的作用
由于人口的高度城市集中化，为缓解人口增长对城市环境的压力，修建各种城市隧道和地下工程在世界各国呈现急剧增长的态势。一般规模的城市，其煤气供应管道、排污、通信、电缆等必定是地下设施；在超过50万人口的大中型城市，除上述地下设施外，还同时发展了市区隧道交通、汽车地下线路及地下人行走道等的运输隧道；在人口过百万的特大城市，还有地下商场、地下文化娱乐设施、地下停车场及废物处置地等地下设施。据统计，在过去的30到40年间，人口超过50万的100多个城市修建或正要修建在地下运行的地铁、城市轨道或快速运输系统。[1]截止1999年，世界上约有70个城市建有地铁运输系统。从这个数据不难看出，在大城市，隧道的修建日益迫切，城市隧道和地下工程在整个国家运输系统和城市发展中，扮演着愈来愈重要的角色。
2城市隧道與地下工程发展特点与现状
2.1 城市隧道与地下工程发展特点
我国城市隧道及地下工程发展的主要特点是：第一、城市地下隧道的机械化施工水平有了显著的提高。在秦岭铁路隧道的修建过程中，引进了全断面隧道掘进机，标志着我国铁路隧道结束了钻爆法施工“一统天下”的局面。第二、困难地质条件下的隧道施工技术有了进一步提升，积累了更为丰富的克服高瓦斯、高地应力、大涌水等不良地质条件的经验。第三、工程测试技术在城市隧道及地下工程中越来越受到重视。第四，特长公路隧道、海底公路和铁路隧道的已经进入前期研究阶段。第五，在隧道的修建过程中，环境保护已经被提上议事日程。
2.2 城市隧道与地下工程技术发展现状
随着我国在基础设施投入发面力度的加大，我国城市隧道及地下工程修建数量增多，修建难度增加，技术创新的深度和广度较之前也明显加大。期间最大成就是建成了我国最长的铁路隧道——长为18．4km的西康铁路秦岭隧道。为了配合秦岭隧道的建设，铁道部组织科研、施工、设计等各单位针对秦岭隧道建设急需解决的6大类24项科研课题进行联合攻关，取得了一系列科研成果。[2]这些研究成果中，有的已经直接应用到秦岭隧道的施工中，有的将灵活运用于其他城市隧道的建设。
3 城市隧道与地下工程发展面临的挑战
3.1 对城市环境的影响
日本隧道专家说：如果说20世纪是一个“Industrialization and Wars”，那么21世纪也许是“Urbanization and Environment”。[3]这里所说的对城市环境的影响，主要指以下两个方面：一是对城市环境的改善。如修建地下轨道交通能够改善城市交通流量，减小由于交通拥挤给城市造成环境的压力；可以将地面车辆的行驶空间和地面行人行走空间改建在地下，这一方面的实例很多如：在加拿大多伦多和蒙特利尔的地下商场，华盛顿和旧金山地铁系统，以及在汉城、北京和上海的地下购物街，还有在柏林、伦敦、巴黎和东京的铁路网络的延伸等。二是城市环境造成的破坏和威胁。通常在城市隧道中采用盾构法施工时，利用前舱的工作压力可以有效控制地层变形。然而在盾构推进后期，由于种种原因引起的地表沉降仍旧占有相当大的比例，这对地表构筑物的安全存在着一定程度的隐患。[4]这一问题在已修建完好的国内某地铁运营中已经出现，因此如何解决好城市隧道施工对环境的影响，直接影响到城市环境的发展。
3.2 施工过程中的技术限制
在相当长的时间内，城市隧道施工尤其是大断面隧道施工技术仍然具有一定的挑战，如大直径盾构设备的开发能够为日后地下大跨度车站提供快速安全且对周围环境扰动小的优点。此外，特长隧道的施工，尤其是采用盾构隧道施工，两边对接的施工技术已经在日本出现，日本现在正尝试25km的隧道盾构贯通对接技术的研究。[5]而我国在沿海地段无法采用桥梁时，特别需要利用这样的技术来修建地下隧道。因此，施工过程中的技术限制仍然是我国城市隧道与地下工程发展的畔脚石。
4 城市隧道与地下工程发展趋势和建议
4.1城市隧道与地下工程发展趋势
我国是世界上人口数量庞大的国家。随着人口城市化进程的加速，我国人口在百万以上的大城市已有35个，北京和上海更是已经成为人口超过千万的特大城市。因此，发展以地铁为骨干的城市轨道交通来解决这些城市的客运问题己成为城市经济建设和社会发展需求的必然趋势。我国目前已有20余座大城市正在建设或筹建地铁与轻轨交通，而城市地铁对施工技术的要求比山岭隧道更为精细，因此如何针对各城市的地质特点来“精益求精” 地修建地铁，将是今后城市隧道与地下工程的发展趋势和奋斗方向。
4.2城市隧道与地下工程发展建议
目前, 城市地下工程施工技术的发展迅速, 各种方法和技术更是日新月异。因此，结合已有资料和对该问题的认识,从我国的实际情况出发,提出一些较为实际的发展建议：第一、重视盾构机的引进、应用和开发。应当以降低成本, 提高质量,施工速度快,使用寿命长等为开发的方向。此外,要使盾构技术产品化、系列化。第二、重视隧道掘进机和混合型盾构掘进机的研制和应用。通过自主研发,使二者更好地应用于复杂地质条件,使掘进机向着自动控制一体化和智能化设备方向发展。第三、大力发展浅埋暗挖技术、沉井技术、沉管技术、非开挖技术等，促进中小口径顶管掘进机的推广与应用。第四、大力开发多媒体监控和三维仿真计算机管理系统,实现城市隧道管理信息化和智能化。第五、重视隧道动态设计与动态施工,提高城市隧道施工技术水平。充分利用国内外先进的监测技术和方法,建立对地表与地下产生形变、位移的数据库,为地下工程施工安全评价提供保障。第六、制定相应的有关城市地下工程勘察、规划、设计以及施工等技术和经济方面的法律法规,以保证施工有法可依,有章可循。同时，引进和吸收国外先进管理方法和经验,从制度上给予城市隧道与地下工程发展科学合理的保证。第七、明确和坚持“技术可行、安全可靠、经济合理、环境友好”[6]的理念和原则, 灵活地运用各种可能的技术手段,以期适应于未来城市地下工程的大型化和综合化等发展趋势。
5结语
21世纪是一个充满希望与活力的世纪，“地下空间”作为一种宝贵的自然资源，当今世界上许多国家也包括我国在内,都必须在对它进行科学、合理、有序、高效的开发与利用。特别对于我国，随着改革开放的持续深入，社会稳定、经济发展、科技进步、国际地位提高以及城市进程加速的同时，大城市现代化建设、更新与改造将会加快，必须更大范围、更大规模地推进城市土地资源的高效利用与地下空间的科学开发。在不久的将来，地下空间的开发与利用必将迎来新的时代。
参考文献：
[1] 侯学渊，钱达仁，杨林德. 软土地下工程施工新技术[M].合肥：安徽科学技术出版社，1999年.
[2] 黄宏伟. 城市隧道与地下工程的发展与展望，会议论文，2001.
[3] 陈志龙，王玉北. 城市地下空间规划[M]，南京：东南大学出版社，2005-01.
[4] 李彬峰，梁志新. 论城市地下工程的可持续发展[J].铁道工程学报，2003,9（3）：12~15.
[5] 周文波（编著）. 盾构隧道施工技术及应用[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004-11.
[6] 傅冰骏. 国际隧道及地下工程发展动向“2002年世界隧道及地下工程博览会暨学术交流会”情况报导[J].探矿工程，2002，（5）：54~57.