冻土施工隧道的建设理念（碳中和达标下的未来地下隧道工程研究）

未来隧道及地下工程需要研究的问题：基于隧道及地下工程发展方向，需要在超长山岭隧道建设技术、高水压大断面水下通道建设技术、高地温高地热隧道建设技术、复杂环境下城市地下通道建设技术、构造活跃带隧道建设技术等关键课题需要进行深入研究。结合我国在当前地下工程领域的综合科技水平，工业化进程的加快势必要求对地下工程施工提出了更高的自动化、信息化要求。第四次工业革命的到来为智能、绿色、低碳建造注入了新的活力，需要我们在地下工程设计建造运行维护的管理和技术方面进行革命性的创新。 一、未来需要重点研究的技术方面：1.超长隧道技术研究。超长大深埋隧道宜采用不设或少设斜竖井，以TBM法为主的“TBM 钻爆法”修建模式。高黎贡山隧道、新疆引水工程（独头掘进距离超过20 km）等，都面临着长距离独头掘进的难题。2.高地应力软岩隧道大变形控制技术研究。我国在建和规划的高地应力软岩大变形隧道非常多，尽管在大变形控制技术方面已经取得了很大进步，如兰渝铁路、成兰铁路等大变形隧道，但是在大变形预测及极严重大变形控制方面还需要进行系统深入的研究。3.高水压、大断面水下隧道建设技术研究。高水压是在建的苏埃通道、佛莞城际新狮子洋隧道，及拟建的渤海海峡通道、琼州海峡通道、台湾海峡通道等大断面水下隧道工程所面临的重大技术难题，开展1 MPa以上水压条件下的盾构刀具更换、长距离掘进等关键技术研究显得尤为迫切。4.高地温、高地热隧道建设技术。针对大瑞铁路高黎贡山隧道（深孔钻探实测最高温度为40.6 ℃，路肩最高温度为36.7 ℃）（见图）及类似工程建设的需求，需尽快开展高地温、高地热条件下隧道施工及防护技术研究。

高黎贡山隧道平面示意图

高黎贡山隧地表地热泉

5.高地震烈度与构造活跃带的隧道建设技术。随着国家基础设施建设力度的进一步加大，高地震烈度或构造活跃带地区隧道安全问题更加突出。如目前正在修建的成兰铁路隧道、川藏铁路隧道、高黎贡山隧道等都位于强地震带。6.隧道运营维护管理技术研究。利用信息化技术以及人工智能对隧道的智能安全监控、隧道灾害预警以及救援措施实施等相关技术进行研究可作为该领域的一个发展方向。岩溶发育、高海拔缺氧、低温、低气压恶劣气候环境下的隧道防灾相关技术也有待进一步深入研究。7.新材料研发与应用的开发研究。混凝土材料的耐久性、混凝土材料在强度发展过程中与钢筋协同工作的性能、施工性能等是提高隧道安全服役年限的重要因素，高性能绿色、机敏型混凝土（含喷射混凝土）、高可靠性防水材料等有待进一步开发。 二、施工管理方面需要研究解决的问题：1.项目管理结构复杂、制度不健全，缺乏针对性和操作性，制约管理效率。现阶段国内基础建设项目以重大型综合性项目的投融资总承包管理为主，项目施工参与方过多、管理过程复杂链条拉长。目前这种依靠集团、局、子分公司层层设立的项目管理模式实际相当于层层分包管理。不管是局管项目还是托管项目，均不同程度的存在管理制度不健全和冗赘繁杂同时并存局面，主要体现在:（1)总承包管理单位整合、管理资源能力不足，项目管理制度的制定照搬套抄得多，没有根据自身特点和所处环境制定符合本项目实际情况的规章制度；(2)部分规章制度过于笼统，对涉及项目管理核心的成本、进度、安全、质量等缺乏明确的实施、监督、反馈、考核和奖罚机制，制度的制定缺乏针对性和可操作性；(3)大部分项目规章制度虽然涉及到了项目管理的各个方面，但是文字表述冗长繁杂，逻辑不严，条理不清楚，可操作性弱。(4)地下施工不同于结构施工需要根据实时施工情况不断的调整具体方案和支护参数，管理链条的加长信息反馈至项目决策层或许在方案调整前现场已经出现险情。各项管理根本无法对施工起到有效的指导性作用。现场施工质量过程管控处于实际盲点。2.施工队伍建设不规范、合同执行不彻底，关键时刻受制于人:(1)当前地下工程隧道施工领域广泛采用推荐的架子队模式来进行劳务管理，实际上真正架子队寥寥无几，并且其组建质量也参差不齐，难以满足当前施工生产的需求，有些隧道架子队完全是为了应付上级检查，编造了组建资料，改换了称谓，其实质就是包工队，致使项目管理中以包代管、包而不管的现象呈现常态。(2)由于对包工队缺乏切实有效的约束机制，因此经常出现到节点工期、关键工序、重要检查时，外包队伍故意扯皮闹事，漫天要价，甚至以停工相要挟，给公司的经济效益和企业信誉均造成了巨大损失。公路市政建设领域推行的专业工程师班组化模式在很大程度上与架子队遇到同样的问题。3.安全质量监控不严隐患杜而不绝。安全文明施工设施投入不足，过分的注重形式：（1）安全质量直接关系到企业的生死存亡，成败只在一念间，很多项目在安全质量管理上都存在监控不严的现象当前很多项目对 安全文明施工管理认识不深、理解不透，没有真正领会到安全文明施工进行的根本目的，以为就是在标准上统一标识、统一布局、统一服装、多做牌子、多贴标语、多硬化场地，安全制度名义上定岗定人、制度也上墙了。（2）不能认真地检查落实、检查流于形式、过分注重现场表观和形式，忽略了本应该作为核心的施工过程控制。投入大收益小，舍本逐末，管理粗放。工作面应急照明、通讯、排水、安全庇护设施装备投入不足。 三、21世纪是地下空间作为资源加以大力开发利用的世纪，也是隧道与地下工程大发展的世纪，隧道与地下工程建设难度越来越大，建设技术标准要求也越来越高。展望未来地下工程及隧道施工领域作者认为：1.钻爆法和浅埋暗挖法是今后永恒的施工方法。2.TBM是实现快速施工的新的机械化程度很高的施工方法，小TBM或小导洞超前 钻爆法扩大是经济快速的施工方法。3.当前盲目追求掘进设备的高、大、全一定会物极必反，适合的才是最优的。4.安全是所有工程包括地下工程顺利实现的管理核心。过分的强调地下工程的深、大、长、难必然会牺牲其本有的安全、舒适、便捷。5.在当前地下工程领域的科技创新、制度创新要协同发挥作用，两个轮子一起转。创新不能脱离当前生产力发展水平的要求。6.绿色施工，智能化建造在碳中和达标的前提下，必然要进行生产工具和方式的革命性变化，要求不断的完善规划、设计、施工的理论研究和体系。