隧道工程

隧道是修建在岩土体内的地下工程建筑物，广泛用于公路、铁路、矿山、水利、市政和国防等。公路隧道专指服务于公路运输的地下工程结构，在山区高等级公路中地位突出。

隧道发展可划分为四个时代：原始时代（穴居，骨器石器开挖、稳定地层可不支护）、远古时代、中世纪时代、近代和现代。约公元前2200年巴比伦连接宫殿与神庙的隧道长约$1\,\mathrm{km}$，断面约$3.6\,\mathrm{m}\times 4.5\,\mathrm{m}$，采用明挖法、砖砌衬砌。

近代关键里程碑：火药于1679年用于法国马尔帕斯运河隧道；1818年布鲁内尔发明盾构；压缩空气与盾构联合用于水底隧道由英国人格瑞塞德于1896年实现。中国最早有记载的交通隧道为陕西汉中石门隧道（公元66年，通行车马行人）。

至1999年底我国公路隧道约1096座、总长超过340 km；国外代表工程如圣哥达隧道约$16.918\,\mathrm{km}$、挪威欧尔兰—莱尔达尔隧道约$24.5\,\mathrm{km}$、勃朗峰隧道约$11.6\,\mathrm{km}$。

OECD（1970）定义：以任何方法修建、最终位于地表以下、内部净空断面大于$2\,\mathrm{m}^{2}$的条状建筑物称为隧道。可按地层、位置、工法、埋深、断面形状与尺寸、车道数及用途等分类；用途分类最为鲜明。

按ITA断面尺寸：特大$>100\,\mathrm{m}^{2}$，大$50\sim 100\,\mathrm{m}^{2}$，中$10\sim 50\,\mathrm{m}^{2}$，小$3\sim 10\,\mathrm{m}^{2}$，特小$<3\,\mathrm{m}^{2}$。工法常见矿山法、明挖法、盾构法、沉埋法、掘进机法等。

交通隧道含公路、铁路、水底、地铁、航运与人行隧道等。公路隧道可缩短里程、改善线形；铁路隧道用于克服高程障碍（双机牵引最大坡度常小于$2.4\%$）；水底隧道不受气象影响、不碍航运，但造价较高。

水工隧道含引水（有压/无压）、尾水、导流或泄洪、排沙等；市政隧道含给水、污水（常卵形断面重力流）、管路、线路及共同沟，以及人防隧道（需防爆防冲击波装置）。矿山隧道含运输巷道、给水与通风巷道。

隧道勘察通常与公路设计阶段对应，分为可行性研究勘察、初步勘察与详细勘察。目的是查明工程与水文地质条件、评价环境影响，为规划设计施工提供资料。

可行性研究勘察又分预可行性（侧重收集研究既有资料）与工程可行性（现场踏勘方案并必要勘探关键不良地质，粗判地质条件）。初勘以批准的可研推荐方案为依据，优化线位、聚焦不良地质段，满足初步设计资料要求。