隧道和地下工程的建设在不断发展，它们所应用的领域范围也在不断延展，21世纪将有1/3的人口生活在地下，这个数字一点也不夸张。”业内有关人士说。

　　城市人口的极速膨胀使得土地资源愈加紧缺，地下空间的开发利用愈加受到人们的重视，同时也对隧道和地下工程的建设技术提出了更高要求。2011年12月21日，由中国公路学会、山西省交通科学研究院共同主办，山西省交通运输厅、黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室、山西省公路学会协办的“2011年全国长大公路隧道建设技术研讨会”在山西太原召开，来自全国近270名行业代表参加会议，对长大公路隧道建设的理念和技术问题进行了交流和探讨。

　　中国工程院院士王梦恕、山西省交通运输厅副厅长张润、交通运输部公路学院研究员付智、山西省交通科学研究员副院长刘少文、山西省公路学会副理事长兼理事长冯尔钢出席开幕式，中国公路学会秘书长刘文杰主持会议。

　　王梦恕、付智、郭小红、张金柱等分别就隧道空间发展、隧道路面技术及隧道安全与节能等话题作了专题报告。

　　隧道内应“按需照明”

　　目前，我国公路隧道数量众多，随着路网的形成、交通量的日益增加，公路隧道的运营节能与安全引起了广泛关注。“这是一项复杂的系统工程，完善的标准体系、符合工程特点的参数取值、系统设置是从根本上保证安全、节约能源的重要技术措施。”招商局重庆交通科研设计院有限公司高级工程师邓欣在会议上说，目前，公路隧道技术的难点在于汽车尾气排放严重，对人体的伤害比较大，隧道内的车轮痕迹复杂，由此导致事故频发、火灾风险高，尤其是对于特长隧道来说，防灾救援十分困难。

　　对于上述难点问题所形成的原因，邓欣指出：“对于公路隧道来说，许多通风系统规模虽然庞大，但利用率非常低，导致通风系统能力不足，造成安全隐患，而由于没有采用新型的节能设备、产品、技术等原因，导致公路隧道运营开支数量较大，尤其是在照明费用上负担沉重。”

　　那么，对于L E D灯这样的新型设备来说，只要应用于隧道就会提高隧道营运效率吗？邓欣告诉记者，目前，像L E D隧道灯、单端荧光灯等这样的新型节能设备不断涌现，许多隧道对这些设备也进行了实际应用，但仍存在既不节能也不节钱、节能不节钱以及洞内照明条件较差影响安全行车等问题。究其原因，还是在设计理念、具体参数、设计方法以及运营管理等某些环节上存在缺陷，如设计与运营需求相脱节，照明未分期实施、未系统性地考虑隧道照明节能、照明系统不能很好解决驾驶员的视觉适应问题、新型节能照明光源的应用无据可依、短隧道照明规模庞大、理解和执行相关规范指标上存在偏差、设计保守、设计与营运相脱节、营运管理粗放化等。

　　为解决这些问题，还应从根本上下手。在设计研究时，首先，将“中间视觉理论”和“对目标物体反应时间的视觉功效法”应用于隧道照明系统的研究，提出L E D隧道灯、单端荧光灯的应用参数；其次，要落实“统一规划，一次设计，分期实施”的设计理念，设计上“因隧制宜”，注重隧道照明系统的合理化分期设计实施，从根本上达到节能目的，管理上“按需照明”，提供与交通量、环境条件相当的洞内亮度水平，在营运中实现节能；最后，应新增节能标准与措施的相关内容，比如，提出L E D隧道灯、单端荧光灯、逆光型照明方式的亮度指标、灯具型式与系统布置型式的要求、提出不同季节白天、夜间的调光要求。

　　沥青也能“温拌”

　　“温拌沥青混合料技术大大降低了有害气体的排放量，对施工人员身体健康以及环境的影响大大降低。”研讨会上，山西省交通科学研究院公路与交通工程研究所所长张晓燕，对温拌沥青混合料技术进行了详细讲解。她指出，温拌沥青混合料是一种拌和温度介于热拌沥青混合料（150摄氏度至180摄氏度）

　　和冷拌（常温）沥青混合料之间，性能达到（或接近）热拌沥青混合料的新型节能减排沥青混合料。

　　温拌沥青混合料有哪些优势呢？

　　张晓燕告诉记者，我国在“十二五”规划中提出，要把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标，抑制高耗能产业过快增长。在这样的背景下，进行了此项研究。温拌沥青混合料具有节能环保、延缓沥青老化、降低施工温度和延长施工时间的优势，大大提高了施工效率。同时，温拌沥青混合料适用于各等级公路沥青路面及各层位的铺筑，适用范围极广，因其具有环保等特点，温拌沥青混合料在空气质量要求较高的地区有重要的推广和使用价值。

　　一笔经济账 隧道内应“按需照明”隧道行车的安全性除了光线对驾驶员的影响以外，关键还要看一点就是路面的安全性与耐久性。在隧道路面的铺设方面，几位专家都发表了自己的观点。付智则对《公路隧道水泥混凝土路面施工新规定》中重新修订的内容进行了解读。他说，应该用混凝土新材料和路面新技术提升路面的抗超载能力、使用耐久性与行车安全性。 

　　目前，隧道水泥路面主要有以下几种结构形式：普通水泥混凝土路面、补强或抗裂纤维混凝土路面、复合式路面。付智认为，在普通水泥混凝土路面上仅加铺沥青或聚合物表面磨耗功能层即可，长大公路隧道不宜采用配筋混凝土路面。黄土地区公路建养技术重点实验室副主任申俊敏则认为，目前我国大量修建的普通水泥混凝土路面，多为无配筋的水泥混凝土面板，仅在纵缝设拉杆钢筋、横缝设传力杆钢筋、角隅处设补强钢筋，很容易产生断板、板角断裂、面板破碎、面板坑洞、边角剥落、接缝料损坏、接缝错台等病害。

　　申俊敏说，我国水泥混凝土病害的原因主要有三个：路基稳定性影响、超载影响以及配筋影响，从国外的发展趋势来看，德国、澳大利亚、比利时、荷兰、英国和加拿大等国家，均把连续配筋混凝土路面作为重载交通条件下长寿命水泥路面的首选，数据显示，比利时所有高速公路均采用连续配筋混凝土路面，法国超过550公里，德国超过1500公里，荷兰超过2825公里，英国超过750公里，日本超过1069公里。而我国一般采用无配筋普通混凝土路面结构，使用寿命大打折扣。

　　申俊敏算了一笔账，按山西省2010年6条在建高速公路平均预算单价计算，铺设公路如使用沥青面层，平均单价为每平方米188.4元；如使用普通水泥混凝土面层，按水泥单价每吨350元，钢筋单价每吨4300元计算，水泥路面素混凝土面层单价为每平方米126元，30厘米普通混凝土面层中若增设直径为6毫米钢筋网后单价为每平方米138.9元；若增设直径为8毫米钢筋网后单价为每平方米148.9元；连续配筋水泥混凝土面层的单价为平方米172.3元。

　　“与水泥路面素混凝土面层相比，连续配筋水泥混凝土路面价格虽然较高，却还是远远低于沥青路面，它的使用寿命较水泥路面素混凝土面层可大大提高。连续配筋水泥混凝土路面的使用对我国来说已是当务之急。”申俊敏说。

　　因地制“隧”

　　在照明等隧道要素的设计上，由于隧道的长短不同以及隧道对于灯光照明的不同需要，在设计上要“因隧制宜”。同时，由于地形以及不同地区地质的差异，在挖掘隧道时应考虑地质特点而采取不同的方式。

　　黄土隧道 隧道内应“按需照明”北京交通科学研究院的许崇帮对黄土隧道挖掘技术的演变作了简单介绍，20世纪50年代前，采用先拱后墙法，主要依靠人工开挖，容易引发安全事故；

　　50年代至70年代，主要采用上下导坑法，以手工工具为主，衬砌厚度偏大；

　　80年代以后，以新奥法为主，非爆破机械配合人工开挖。总体来说，黄土隧道的挖掘技术是从单一工序到多种工序，从小断面到全断面，再到大断面不断发展的过程。

　　我国的西部大开发战略极大地促进了西部地区公路的发展,穿越黄土地区的公路隧道不断增多。但是，现在国内对于黄土隧道的设计和施工仍处于总结和积累经验阶段,还没有形成相应的设计和施工技术规范。比如，现行的《公路隧道设计规范》关于隧道围岩“承载拱”围岩压力公式，主要依据隧道塌方统计值，统计过程中主要针对岩质隧道，而对于黄土大断面隧道，若按现行隧道设计规范计算围岩压力，一般误差较大。

　　在关于锚杆的设计讨论上，王梦恕认为，钢架支护条件下的黄土隧道中，系统锚杆作用不大，可以取消。许崇帮对此作了进一步的分析，他说：“如果浅埋黄土隧道拱部发生了整体沉降，锚杆并不存在锚固段，加固作用很小，而深埋黄土隧道如果塑性区较大，系统锚杆一般较难穿过塑性区，则加固效果不明显。”

　　监控量测上，黄土隧道变形以沉降为主，同时黄土隧道变形具有突发性和不确定性，采用传统的监控量测手段不足以对黄土隧道变形实施有效管理。因此，许崇帮认为，应根据黄土隧道的变形特点，将拱顶拱脚下沉、地表沉降等项目作为监测重点，应收集大量监测资料，以提炼制定出变形控制指标。

　　岩溶隧道 隧道内应“按需照明”蜀道难，难于上青天，湖北省宜昌到恩施高速公路最早规划于民国初，至今已有100年的时间，可见其修建难度之大、成本之高。宜昌地区山高谷深，很多世界知名专家谈到这条路时都说，如果谁能把这条路做成的话，那世界上没有他不能做的高速公路了。中交第二公路勘察设计研究院有限公司的郭小红说，该地区地质条件复杂，大部分地区是岩溶地质，这条高速公路长180公里，隧道长度为48.6公里，为了降低成本，采用了分叉隧道形式，这也是该地区隧道建设的一个创新点。

　　分叉隧道应用于长隧道的建设，宜昌到恩施高速公路隧道最短1000米，最长3600米。

　　分岔隧道的建设中，还存在一定的困难，如地形陡峻，场地狭小以及建设经验不足等。分岔隧道是一种特殊形式的隧道建设方式，与同类地质条件下的隧道相比，结构复杂多变，对施工技术要求较高，因此，分岔隧道施工效率相对较低，造价相对偏高。

　　在岩溶地区建设隧道，选线十分关键。“是选择高线、中线还是低线，对建设成本以及运营成本的影响都非常大，前期都要作大量的勘察，不仅要弄清岩溶的分部特点，避开岩溶发热带及水平溶蚀带，还要对自然环境进行保护，因为环境一旦遭到破坏，其恢复难度相当大，再加上该地区地形陡峭、降雨量大，浅埋与偏压显著，存在岩溶及煤系地层等问题，设计勘察显得更为重要。”郭小红说。

　　软岩隧道 “隧道内应“按需照明”在施工过程中，我们应实行“岩变我变”的方法，对施工方法进行动态调整，对变形段落采取相应措施。”中铁十二局的张金柱在谈到软岩隧道施工方法时讲到，软弱围岩隧道安全施工的核心是“控变、防坍”,即控制围岩和支护变形、防止坍方。

　　什么是软岩隧道？一般情况下，将抗压强度小于30兆帕斯卡的围岩称为软岩，抗压强度小于5兆帕斯卡的围岩称为极软岩。如土质、泥岩、页岩、砂岩、千枚岩、板岩等。在断层破碎带和风化带地质条件下，由于构造原因，造成岩体极其破碎，围岩自稳能力极差，因此，将断层破碎带和风化带地层也纳入软岩隧道范围。

　　张金柱认为，软弱围岩强度低，隧道开挖后地应力发生重新分布，围岩易受拉或受压产生塑性区，在隧道施工中围岩和支护易发生变形，若工程措施不当，很容易造成支护侵限、塌方等工程事故。

　　为防止隧道变形，张金柱提出了加强锚杆、注浆加固、对侵限的部位进行换拱处理、支护加强、采用V级承压断面以及加大变形预留量等措施。他指出，隧道变形的原因主要是由于隧道位于变质岩地层，围岩强度低，地应力较大，围岩强度与地应力之比很小，加之地下水与地质构造等多种因素的共同作用所造成。 



　　品德是基石

　　“优秀的人才首先要具备高尚的品德。”一些专家在会上强调，品德是建好工程、培养创新人才的基础，我们每个人都要树立责任意识，每个企业都要制定自身的社会责任。地下工程有着不可逆性，不具备拆除重建的条件，因此，地下工程必须是遗产工程，不应是遗憾工程和灾害工程，其首要条件是建设者应有良好的品德和责任感。

　　在施工、建设、设计、管理、规划的理念上，王梦恕就工程建设中的一些不合理现象以及怎样干好工程，提出了自己的观点。他认为，当前的四个不合理（不合理工期、不合理造价、不合理方案、不合理合同）是工程建设的“癌症”，作为工程建设的主体施工单位，带着设备、机具、人力、技术、资金来“出卖”自己的局面必须扭转。在施工过程中，应加强对地下工程施工的动态管理、推广动态信息化施工、动态修改设计、动态验工计价，绝不允许地下工程全包，施工单位应有自己的架子队。工程人员要“平等相待、实事求是、畅所欲言、团结一致”，要做好五个阶段（规划、投招标、勘测设计、施工、运营）的风险分析，确保工程的安全和质量。

　　“地下工程是风险性很大的工程，必须实事求是，科学地对施工安全、施工质量、环境，施工进度和施工成本进行风险评估，不能将施工方作为工程安全惟一主体，隧道建设风险往往到施工时才反映出来，由施工方完全承担这些风险是不合理的。”王梦恕说，必须进行信息化动态反馈设计，隧道工程不确定因素很多，设计者必须实事求是，根据实际情况，及时地对工程图纸进行修改。

　　地下时代

　　我国是世界隧道和地下工程最多、发展最快、水文地质及结构形式最复杂的国家，由于土地资源紧缺和人口数量的不断增长，地下空间的开发和利用成为了解决城市资源与环境问题的重要措施，也是保证我国能够可持续性发展的重要途径。

　　据悉，在我国，山岭隧道正向长大方向发展，开工和即将开工长度超过10公里的隧道有65座。据统计，正在施工的山区隧道有5000公里，待开工的山区隧道近5000公里。如兰渝铁路总路长度800公里，其中隧道长度占600公里，被称为地下铁路；城市交通隧道方面，则以地铁、城市轻轨为主。目前，北京、广州、深圳等20余座城市地铁和轻轨都已开工或待开工建设；城际铁路是经济环保的快速交通工具，它可以大量地节省土地和能源。经过多年的发展，我国快速交通网络日渐形成，如珠江三角洲、长江三角洲、京津唐地区，以及各省内主要城市之间的快速轨道交通，使城市之间的联系更加紧密；隧道工程在西气东输工程、南水北调及各种供水水利工程中也得到了广泛的应用，发挥了重要作用，如长度为86公里隧洞沈阳引水、供水工程和即将开工的长为77公里隧洞“引汉济渭”引水工程就是很好的案例。

　　“21世纪是将地下时代。作为资源进行开发的时代，地下空间在不同的区域、不同领域以及各方面的建设中将发挥重要的作用。”与会代表如是说。