从“新奥法”推广到机械化配套施工全面升级，从浅埋暗挖法到盾构机广泛使用，以中国中铁隧道集团为代表的建筑施工企业，将隧道工程从山岭发展到城市到水下与海底，引领我国隧道科技实现一次又一次跨越。

    中铁隧道集团致力于隧道科技的创新与运用，拥有特殊地质条件下隧道和地下工程施工精湛的工艺和独到的技术，累计荣获11项国家科学技术进步奖、22项国家级工法，为我国的隧道和地下工程事业做出了重大贡献。“惟有创新，企业才能充满活力；惟有持续创新，企业才能不断发展壮大。”中铁隧道集团董事长丁荣富一语道出发展壮大的秘诀。

    第一篇 钻爆法传统工艺焕发生机

    上世纪八十年代，中铁隧道集团利用新奥法原理，成功修建衡广铁路复线大瑶山隧道，国内率先实行大型机械化作业，将我国隧道施工水平从落后国外30年迅速提高到当时世界先进水平。

    长期以来，钻爆法一直是隧道施工的重要手段，广泛应用于我国的隧道施工。尤其是近年来成功运用于石太、武广、京石、合武、渝利、贵广、云桂、兰渝、杭黄等高铁建设中，以及高速公路、水下与海底隧道新领域。

    进军水下与海底新领域

    “经过持续创新发展，再加上新的设计理念，即使在修建施工难度最大的海底隧道方面，钻爆法这一传统施工工艺依然焕发出生机与活力。”中铁隧道集团总经理唐忠认为。

    大陆首座海底隧道——厦门翔安隧道是世界上断面最大的海底隧道，全长8.70千米，海底隧道长6.05千米，其中风化土层、透水砂层就像大片沼泽，风化深槽犹如座座陷阱，处处充满危险。

    中铁隧道集团开创性地创新和运用CRD工法攻克了长达1118米的全强风化土层与软弱围岩；采用全程综合地质预报技术超前探孔探水、渗透水压力数值模拟计算、减震爆破等一系列新技术，成功破解了可能造成灾难性后果的突水、涌泥等世界级难题，创造了海底隧道施工的奇迹。《厦门翔安海底隧道建设与运营成套技术》获2012年福建省科技进步奖一等奖，并为成功修建第二座海底隧道青岛胶州湾海底隧道提供了借鉴。

    2012年通车的长沙营盘路湘江隧道，在国内首次采取“水下立交”设计新理念，受到业内专家的一致好评，在最大限度节约土地与保护周边环境的基础上，为解决城市交通拥堵提供了一种重要交通建设模式。

    该隧道主线为双向四车道，是一个双线多匝道多入口的互通式多通道隧道，相当于在湘江底下建了一座“互通式立交桥”。除南北两条主线隧道外，隧道还增设4条匝道，8条出入通道，在城市核心区域形成了一个交通大循环。中铁隧道集团勇于创新，打破了“一条隧道两个口”的传统隧道设计概念，首次成功将“立交桥”搬到了水下。中国工程院院士郑颖人评价说，该工程为正在筹建和在建的越江、过河、越海工程起到了示范作用。

    截至目前，中铁隧道集团承建的穿江越海隧道工程涵盖了国内主要河流，形成了“一穿黄河、两穿赣江、两穿海湾、三穿湘江、四穿珠江、六穿长江”的隧道工程品牌优势。王梦恕院士认为，这些表明我国隧道科技已进入“穿江越洋”时代。

    机械化配套成为发展方向与必由之路

    随着国家对安全质量环保的日益重视，以及人力成本的高企，钻爆法施工技术必须适应新形势，我国隧道机械化配套施工应运而生。

    新世纪以来，在中国铁路总公司（原铁道部）的支持下，中铁隧道集团依托贵广铁路三都隧道开展机械化配套科研攻关，积极探索铁路隧道安全、快速、环保施工途径，积累的机械化配套施工技术先后在沪昆高铁、京福客专、成兰铁路、怀邵衡、蒙华铁路等重难点长大隧道施工中得到推广应用。

    在沪昆高铁湖南段建设中，中铁隧道集团承建25.8千米的雪峰山隧道群，开工进场两年完成施工产值近20亿元，创造了我国长大山岭隧道施工的新纪录。在京福客专施工不仅将花山隧道建成全线样板工程，而且创造了月最高进度270米的纪录。

    2015年9月8日，中国铁路总公司建设标准化管理现场会在长沙召开，与会代表和专家在观摩雪峰山隧道项目施工时，一致对机械化配套技术取得的成效表示称赞。

    怀邵衡铁路南雪峰山隧道长9.59千米，穿越12个断层破碎带, 为Ⅱ级风险隧道。采用三臂凿岩台车只需配备2—3名操作人员，全断面开挖单循环时间控制在3到4小时，大大加快了开挖速度。机械手喷浆完成单循环初期支护时间控制在2到3小时，混凝土的回弹率均控制在12%以内，对提高混凝土质量、改善洞内环境、确保施工安全起到了很好的作用。

    目前，中铁隧道集团配置了先进的三臂液压凿岩台车、喷浆机械手、全液压自行式仰拱栈桥、衬砌混凝土自动养护台架、整体式衬砌模板台车等机械设备，形成了超前地质预报、钻爆开挖、喷锚支护、仰拱、防排水、二次衬砌、空洞检测、水沟施工作业等机械化配套作业生产线，实现了隧道全工序机械化作业。

    2015年11月，蒙华铁路质量安全管理现场会召开，中铁隧道集团承建的3标段创新性地采用“下台阶+仰拱同步封闭”支护新工艺，保障了施工安全与质量，受到与会代表的观摩，再次成为隧道施工的标杆。专家认为，机械化配套施工优势明显，前景广阔，日益成熟，成为未来我国隧道施工的发展方向与必由之路。

    在乌兹别克斯坦，业主要求只能设三个辅助施工通道且必须用三年时间完成19.26千米的安琶铁路库拉米隧道。中铁隧道集团凭借其技术实力和组织能力，在国内外其他竞争者不敢接招的情况下，勇敢地承揽起这一艰巨任务，自2013年9月开工以来,克服了上千次岩爆的影响，迄今为止已完成隧道开挖支护量的82.8%，衬砌工程量的63.2%，如期完工指日可待，彰显了隧道机械化施工的优势，获得乌国总统和总理的高度赞扬。

    中铁隧道集团凭借过硬的技术，成为业主点名的增援“尖刀队”。沪昆客专寨子岗、红毛岭、大乘山隧道，沈阳铁路枢纽东北环线团山子隧道，都是“卡脖子”工程。中铁隧道集团在危急关头发挥专业优势，急业主之所急，严控安全质量，加快施工进度，不负所望完成任务，尽显英雄本色，赢得了社会的广泛赞赏。

    第二篇 盾构科技让交通四通八达

    工欲善其事，必先利其器。盾构机（TBM）的诞生，为我国隧道施工带来了革命性的影响。“先进施工装备在国内的引入和广泛应用，为人类开发大江大河与海底空间提供了强大的支持，”中铁隧道集团党委书记于保林说。

    攻克盾构（TBM）三大世界性难题

    从上世纪九十年代承建西康铁路秦岭隧道以来，中铁隧道集团驾驭盾构机（TBM）多次穿越大江大河，承建了越江公路、地铁、能源隧道，攻克了诸多世界性难题，积累了丰富的施工经验。

    21世纪初，我国开始大规模应用盾构机（TBM）施工。谈起采用盾构机下穿长江，不得不提2002年底开工穿越29条断层的西气东输城陵矶长江隧道，该工程发挥了“探路者”的作用。

    “高压进舱作业”是水下盾构施工面临的主要难题。当盾构刀具磨损或前方遇到障碍物时，需要技术人员进入盾构机前面的高压土（泥水）舱检查和处理。在武汉长江隧道施工过程中，潜水员一般能承受3公斤的压力，但工程实际需要承受4.5公斤压力。为此，中铁隧道集团邀请海军工程大学的专家培训，反复试验，大胆探索，成功解决了这一难题。在南水北调中线穿黄隧洞施工中，该集团首次在盾构隧道内实施预应力混凝土衬砌，解决了隧道内水压力问题，确保水流经过时隧洞本身的质量和安全。

    防止“高水压直接涌入”是盾构施工中的前提。夺得国际项目管理大奖的广（州）深（圳）（香）港高铁狮子洋隧道就是典型代表。该隧道是当时中国最深的水下隧道和首条水下铁路特长盾构隧道，深埋处达62米，该工程岩石强度最高为78兆帕，无论长度、直径还是时速目标值均可以与世界级海底隧道相较量。科研人员通过对子系统进行创新改进，开发了减压限排换刀技术，实现了高水压下上千次的自主换刀，打破了该技术国外垄断局面，逐一攻克了600米江底裂隙发育段等12项重大危险源，逐步探索出一套高速铁路特长水下高风险隧道盾构施工及对接技术。

    “急转弯”是水下隧道施工面临的又一道难题。在武汉越江地铁隧道施工中，盾构机小弯道施工极易出现盾构卡壳、管片破损甚至漏水等现象，严重情况下还会导致隧道变形、坍塌等后果。项目科研人员让“盾头”和“盾尾”分离，通过精确计算，减小推力，严控掘进速度，最终取得成功。

    盾构机经常面临下穿既有线的挑战。2015年11月19日，重庆轨道交通五号线歇台子—石桥铺区间右线盾构成功下穿运营中的既有一号线，最大沉降量仅1.2毫米，标志着重庆地区唯一特级风险源被成功攻克。保持盾构掘进姿态控制平稳，保持刀盘土仓压力稳定，是此次盾构下穿成功的关键。北京地铁10号线二期创造性地采用了“CRD+千斤顶”工艺，杭州市环城北路地下通道盾构下穿沪杭铁路时地面沉降控制在1.7厘米以内，专家高度评价地表沉降控制堪称完美。

    盾构掘进面失稳、关键部件失效、掘进方向失准是三大国际公认的世界难题。经过二十年盾构科技攻关和施工实践，中铁隧道集团攻克了上述难题，掌握了丰富的盾构施工经验。该集团主编的《盾构法隧道施工与验收标准》等已成为国家标准。

    中铁隧道集团大胆创新使用超大直径矩形顶管。2014年9月,世界最大断面矩形顶管隧道——郑州红专路下穿中州大道隧道贯通。其精湛的施工技术赢得了新加坡业主的肯定，并成功进军新加坡市场。

    如今，中铁隧道集团累计承建了数十项水下隧道（洞）工程，实现了上万次水下高压进仓作业，攻克了强渗水、管片上浮、盾构姿态控制等一系列难题，成功掌握了盾构施工的核心技术，使我国盾构施工技术达到国际先进水平。

    沉管法提供水下隧道建设新途径

    沉管法是国内外成熟的工法，目前我国在建或已建成的沉管法隧道共11个，中铁隧道集团设计施工的项目占近半壁江山。

    中铁隧道集团在沉管技术运用方面始于宁波甬江隧道，建成了广州生物岛—大学城、舟山沈家门等水下沉管隧道，正在建设的有南昌红谷隧道等，逐步掌握了沉管隧道的设计和施工技术。

    仑头—生物岛—大学城隧道作为广州市南拓战略的重要节点，起着关键的中轴枢纽作用。生物岛—大学城隧道全长为1339米，在国内首次采用岸边水下最终接头、护岸结构采用空间立体锚索支护体系、在国内首次采用水下不扩散混凝土实现二次围堰浇筑等，多项成果达到国内先进水平。

    2014年1月，国内内河规模最大、最长的城市隧道——南昌红谷隧道开工建设，隧道主线长约2650米，穿越赣江。中国科学院院士孙钧、中国工程院院士周丰峻、卢耀如先后到南昌红谷隧道施工现场“把脉”，他们认为，红谷隧道项目将为我国今后在内河修建类似工程提供先例和典范。

    中铁隧道集团在施工工艺创新的同时，不断进行总结和推广，其参与主编的《内河沉管法隧道设计、施工及验收规范》正式颁布，被批准为天津市地方工程建设标准，自2013年11月1日起在天津市实施，填补了国内该工程领域标准的空白，为今后类似工程项目建设提供了依据。

    第三篇 地下空间开发前景广阔

    二十一世纪是地下空间大开发世纪。随着经济和社会的飞速发展，岛与岛之间、岛屿与大陆之间的海底隧道将越来越多，越来越重要，例如渤海海峡、琼州海峡、台湾海峡跨海通道或海底隧道正在加紧研究中。

    “平步跨高山，谈笑越江河。”中铁隧道集团总工程师洪开荣认为，随着隧道科技的不断进步，人类大交通正在向大江大河与海底延伸，我国隧道穿江越洋施工技术已达到国际先进水平。

    中铁隧道集团坚定实施“科技兴企”战略，“十二五”期间承担国家863、973项目8项，省部级项目7项，12项成果达到国际领先水平，23项成果达到了国际先进水平。五年来获国家级科技进步奖2项，省部级科技进步奖67项；取得各种专利70项，主持和参加了国家和省部级以上技术规范标准8项，翻译标准1项。科技创新和技术进步大大提高了隧道施工技术水平。

    展望未来，他们根据行业发展趋势，瞄准国际先进技术，提出了“十三五”科技创新重点突破领域：一是海绵城市及综合地下管廊建设领域。二是城市地下空间综合开发领域。三是海外项目技术与工艺标准的融合与突破。

    为此，中铁隧道集团提出“建设隧道与地下工程领域领军企业”的目标，确立了11大重点研究技术，适应隧道科技安全环保、节能减排、绿色工程以及机械化、信息化、智能化等要求。

    “人在地上走，车在地下行。江河湖海任我游，岛峡连接新大陆。”洪开荣认为，这是中铁隧道集团的梦想，也是隧道科技未来使命之所在。