一、盾构机的定义、起源与发展

盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。盾构机尤其是土压平衡式和泥水式盾构机在日本由于经济的快速发展及实际工程的需要发展很快。德国的盾构机技术也有独到之处，尤其是在地下施工过程中，保证密封的前提以及高达0.3MPa气压的情况下更换刀盘上的刀具，从而提高盾构机的一次掘进长度。德国还开发了在密封条件下，从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的刀具。目前我国盾构机的生产水平以达到国际水平。

二、盾构机的分类

盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构（局部气压、全局气压），机械式盾构（开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构）。

泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。

三、盾构的原理及其优缺点

1、盾构的原理

盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

2、优点

1）在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工；

2）盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低；

3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰；在松软地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径速度，具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。

3、缺点

1）盾构机械造价较昂贵，隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂；在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大；

2）需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合，系统工程协调难；

3）建造短于750m的隧道没有经济性；对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度大。

一、盾构的外形和材料

1、盾构的外形

盾构的外形就是指盾构的断面形状，有圆形、双圆、三圆、矩形、马蹄形、半圆形或与隧道断面相似的特殊形状等。

2、制造盾构的材料

盾构主要用钢板（单层厚板或多层薄板）制成，钢板一般用A3钢。钢板间连接可采用焊接和铆接两种方法，大型盾构考虑到水平运输和垂直吊装的困难，可制成分体式，到现场进行就位拼装，部件的连接一般采用定位销定位，高强度螺栓联接，最后焊接成型。

二、盾构的基本构造

1、盾壳

盾构的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分构成，外壳采用钢板焊接成整体。

1）切口环部分

它位于盾构的最前端，用于开挖和挡土，施工时切入地层并掩护开挖作业。切口环前端设有刃口，以减少切土时对地层的扰动。切口环的长度主要取决于支撑、开挖方法以及挖土机具和操作人员的工作回旋余地。

2）支撑环部分

它是盾构的主体，内部装有千斤顶、举重臂、真圆保护器等各种设备，它紧接于切口环后，位于盾构的中部，是一个刚性较好的圆环结构。地层土压力、所以千斤顶的顶力以及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载均由支撑环承担。

3）盾尾部分

盾尾一般由盾构外壳钢板延长构成，主要用于掩护隧道衬砌的安装工作。盾尾末端设有密封装置，以防止水、土及注浆材料从盾尾与衬砌之间进入盾构内。盾尾钢壳厚度从结构上考虑尽可能减薄，但它除承受土压力外，遇到纠偏及弯道施工时，还有难以估计的施工荷载，受力复杂，所以其厚度应综合考虑上述因素。

2、推进系统

盾构的推进系统由液压设备和盾构千斤顶组成。千斤顶数量由设计总推力和千斤顶类型确定，其直径宜小不宜大，故采用高压液压系统提供动力，其位置应均匀地安装在盾壳支撑环的内周，方向与隧道轴线平行。

3、正面支撑系统

开挖面支撑系统类型有千斤顶类、刀盘面板类和网格类。此外，采用气压法施工时由压缩空气提供的压力也可使开挖面保持稳定。开挖面支撑上常设有土压计，以监测开挖面土体的稳定性。

4、衬砌拼装系统

衬砌拼装系统的主要设备为衬砌拼装器（俗称举重臂）和真圆保持器。衬砌拼装器是一种专用的机械手，用于钳住管片并使其平转、升举和旋转，使管片能按预定的位置就位，并安全、迅速地拼装成环。一般设置在盾尾或支撑环内，也可安装在车架上。真圆保持器是使隧道管片保持真圆的装置，当某环管片拼装成环后。

5、液压系统

液压系统由高压油泵、油马达、油箱、液压阀及管路等组成，为千斤顶、举重臂和大刀盘等提供动力。一般油泵和油箱设在盾构后面的车架上。

6、操作系统

操作系统控制盾构掘进机的工作状态。略……

一、世界盾构技术的发展情况

盾构技术自1823年由布鲁诺尔首创于英国伦敦的泰晤土河的水底隧道工程以来，已有170余年的历史。在这170余年的风风雨雨中，经过几代人的努力，盾构法已从一种只能在极少数欧美发达国家中才见应用的特殊技术，发展成为在发达国家中极为普通，在发展中国家中亦逐渐得到应用的隧道施工技术。

据说最早发明盾构法的思路是来自发明者的一个有趣的发现，英国的布鲁诺尔发现船的木板中，有一种蛀虫钻出孔道，并用它自己分泌的液体覆涂在孔壁上。1818年布鲁诺尔在蛀虫钻孔的启示下，最早提出了用盾构法建设隧道的设想，并且在英国取得了该施工法的专利。1825年，布鲁诺尔用他自己的想法制成盾构，并第一次在泰晤士河施工了水底隧道。这条道路隧道的断面（11.4m×6.8m）相当大，施工中遇到了坍方和水淹，加上隧道的损坏，当时处于难于进展的状态，由于初始未能掌握控制泥水涌入隧道的方法，隧道施工中两次被淹，后来在东伦敦地下铁道公司的合作下，经过对盾构施工的改进，用气压辅助施工，花了18年的时间才于1843年完成了全长458m的第一条盾构法隧道。

1865年巴尔劳首次采用圆形盾构，并用铸铁管片作为地下隧道衬砌。1869年，他用圆形盾构在泰晤土河底下建成了外径为2.21m的隧道。在盾构穿越饱和含水地层时，施加压缩空气以防止涌水的气压法最先是在1830年由口切兰斯爵士（LordCochrance）发明的。1874年，在英国伦敦地下铁道南线的粘土和含水砂砾地层中建造内径为3.12m的隧道时，格雷塞德（HenryGreathead）（1844～1896）综合了以往所有盾构施工和气压法的技术特点，较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，并且首创了在盾尾后面的衬砌外围环形空隙中压浆的施工方法，为盾构法发展起了重大的推动作用。1880～1890年间，在美国和加拿大间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径6.4m，长1800余m的水底铁路隧道。二十世纪初，盾构施工法已在美、英、德、苏、法等国开始推广。30～40年代在这些国家已成功地使用盾构建成内径自3.0～9.5m的多条地下铁道及过河公路隧道。仅在美国纽约就采用气压法建成了19条重要的水底隧道，盾构施工的范围很广泛，有公路隧道、地下铁道、上下水道以及其他市政公用设施管道等。苏联40年代初开始使用直径为6.0～9.5m的盾构先后在莫斯科、列宁格勒等市修建地下铁道的区间隧道及车站。

从20世纪60年代起，盾构法在日本得到迅速发展，除了大量在东京、大阪、名古屋等城市的地下铁道建设中外，更多地是用在下水道等市政公用设施管道建设中。70年代，日本及联邦德国等国针对在城市建设区的松软含水地层中由于盾构施工所引起的地表沉陷、预制高精度钢筋混凝土衬砌和接缝防水等技术问题，研制了各种新型的衬砌和防水技术及局部气压式、泥水加压式和土压平衡式等新型盾构及相应的工艺和配套设备。

1993年建成的、连接英法两国的英吉利海峡隧道，全长48.5km，海底段长37.5km，隧道最深处在海平面下100m。这条隧道全部采用盾构法技术施工，英国一侧共用6台盾构，3台施工岸边段，3台施工海底段，施工海底段的盾构要向海峡中单向推进21.2km，与从法国侧向英国方向推来的盾构对接。法国侧共用6台盾构，2台施工岸边段，3台施工海底段。海峡隧道由2条外径8.6m的单线铁路隧道及1条外径为5.6m米的辅助隧道组成。由于海底段最大深度达100m，因此无论盾构机械还是预制钢筋混凝土管片衬砌结构均要承受10个大气压的水压力，又由于单向推进21.2km，盾构推进速度必须达到月进1000m的速度才能在3年左右的时间内完成，因此盾构的构造及其后续设备均须采用高质量的耐磨耗及腐蚀的材料。所以该隧道的修建标志着盾构技术的最新水平。
第四节 日本盾构技术的发展

1、盾构技术的引进和发展

在日本最初成功的盾构技术，是国铁关门海底隧道工程（1939～1944），在门司方的不良地基中上行线405m，下行线725m之中，是使用φ7.2m的人工挖掘式盾构机，兼用了气压施工法和化学药液注浆法进行了施工。通过这项工程，可以认为是确立了日本的盾构技术的技术。

是在1953年的关门公路隧道和1957年的帝都高速交通营团4号线永田町2工区中，使用的是顶板盾构，再有，是名古屋市的地下铁道觉王山隧道中，是兼用气压施工法的人工开挖盾构施工的。

在此以后，由于要面向1964年的东京奥林匹克的工程，随着经济的高度成长，要求城市设施建设工程急剧增加，建设工程有时也带来的公害明显化了。人工开挖式盾构技术的使用就此替代了以往的城市隧道中的明挖工法。在此时期内，伴随着盾构掘进，作为对付地下水的对策便是降水工法和气压工法，而作为对付地基沉降等的措施，则是兼用了化学药液注浆法等的辅助工法。

在普及盾构技术的同时，希望能开发在缩短工期、省力化、对付复杂地基等问题上的盾构技术，而机械式掘进盾构技术是在1963年大阪市上水道大淀输水管道（φ2.6m，长度227m）中，是首先使用的新的盾构。第二年在大阪市地下铁道工程中，使用了φ6.97m，掘进长度达668.4m大断面机械掘进式看构工法，各制造厂方、公司致力于机械掘进式盾构机的开发并推向实用化阶段。

2、密闭型盾构技术的开发

作为辅助工法的气压工法或者是化学注浆工法使用的结果，是可能发生缺氧事故，化学浆液为害事故或隧道内火灾事故。在摸索这些事故的对策之中，成为泥水式盾构和土压式盾构技术的先后诞生过程。

泥水式盾构的原理，是在1961年由法国卡姆诺培罗纳笃公司设想出来的，而在日本是用于1967年帝都高速交通营团地下铁道的9号线神田川工区主线工程的引水隧道（φ3.1m、长度312m）中使用过泥水盾构技术。泥水盾构技术是对原封不作改变的机械化盾构的切削刀盘部分，用隔墙密闭化、用压送泥水至开挖面上，而用排泥阀按流体方式输送掘削土碴的。作为大型隧道断面的使用，是在1969年，日本铁道建设公团京叶线的羽田隧道，在贯穿森崎运河工区中，采用了φ7.29m、长度为856m×2线路工程，曾引起国外有关人士的较大关注。

此外，在1974年由日本独自开发了土压式盾构。这种盾构技术，也还是在机械化盾构机的切削刀盘后面设置了隔墙，采用螺旋输送机进行排出土碴，将密闭舱内掘削土经混合搅拌机构搅拌成泥土化，是通过给予所规定的压力来求得开挖面的稳定。作为土压式盾构技术的改良型，是在切削器的密闭舱内注入添加材料（加泥材料、泥浆材料），开发了藉助搅拌叶轮的混合泥土加压式盾构技术，土压式盾构技术可能应用的范围逐渐地在扩展。泥土加压式盾构技术首先采用的是在1976年东京都水道局本地区的水管建设工程中。作为使所用的添加材料，是使用气泡、使得掘削土的流动性能和止水性能得以提高的气泡（泡沫）盾构技术。

泥水式和土压式等的密闭型盾构技术改善了施工坑道内的大气压力作业的环境，不再有漏气、缺氧等问题产生，也为谋求工程区域周围的环境保护得到保证，已成为今后盾构技术的主流了。

2、盾构技术的多样化

由于密闭型盾构技术的实用化，对于开挖面的稳定和地基沉降等对周边环境的影响变小了，盾构技术成为对付地下铁道、上下水道、电力通信、道路、地下河渠等大规模的隧道工程施工条件不利情况下施工的主力军。

此外，当进入到廿世纪八十年代的后半时期，成为对于这些隧道中对应的规模、形状、线形、自动化、省力化、降低成本等多种需要，开展了工程总承包商和制造商相互之间技术竞争的动力。

1）大断面化

在克服开挖面的稳定和物资、机械、材料组合的功效化课题，以φ14.14m的横贯东京湾道路为起点，所进行了大断面铁路、公路、地下河流等大直径隧道施工。

2）大深度化

由于城市中比较浅的地下空间皆为已设置的构筑物云集占据，要新建隧道必须变深，便成为要施工深度在下60～70m的隧道，要提高盾构机和管片的承压性，耐久性，乃是往大深度、高水压施工的必要具备的条件。

3）长距离化

在过分密集的市中心部分，对于难以保证竖井用地的情况下，通过对盾构机等功效的有效使用，把降低造价为目标，要求使用1台盾构机作长距离的掘进。在此情况下，成为盾构机的耐久性，切削刀头的更换技术，掘削土碴的处理设备，物资器材高速度输向开挖面的设备等课题。正在出现施工长度为6.5km的工程实绩。

4）隧道衬砌、地下对接技术

作为缩短工期、降低造价的技术开发之一，乃是开发了不使用预制管片衬砌块，而是在盾构中直接设置模板，在现场就地浇筑隧道衬砌的ECL工法。此种场合下，从两侧方向掘进而至的盾构机，作会在地层中进行盾构的接合技术，而开发发地层土冻结工法，MSD工法等项目。

三、欧洲盾构技术的发展

目前欧洲开始采用ECL（挤压混凝土衬砌施工法）技术代替传统的管片衬砌系统，在施工成本和衬砌质量方面都取得了良好的效果，这项技术在国内还没有应用。德国海瑞克公司和德国维尔特公司是欧洲的两大知名生产商，德国维尔特公司声8.8m敞开式掘进机，平均月进尺316m(纯作业时间达到40％左右)。

1、英国爱德蒙努尔公司盾构

沃林顿排污隧道的直径为2.87m。用膨润土泥水盾构开挖，施工中遇到的地质是砂层和砂岩层。由于分界面接近表层，所以开挖中遇到了粒径为500mm的中砾层。这就迫使工程师不得不对切削头进行多次改进，但对膨润土泥浆系统未作重大改动。不过，从隧道施工最大进尺每班(10h)6.7m以及地面沉降量(最大19mm)相对较小来看，这种系统具有较大的灵活性和安全性，可以对付各种难于处理的地层。

2、水力喷射盾构及工程应用

在汉堡哈尔堡排污隧道施工中，与泥水加压盾构法配合，采用了钢纤维混凝土衬砌(外层衬砌)技术(开挖隧道直径为3.55m)。

隧道直径一般都在3.6m和10.6m之间。若采用顶管法混凝土衬砌，隧道内径可以减小到2.5m；采用混凝土管片衬砌，内径最小为3m。隧道直径小使得与开挖面联系困难，开挖设备只能纵向布置，成本相对较高。为了满足泥水盾构在小直径隧道中施工，又开发一种简单的盾构，即水力喷射盾构。

水力喷射盾构机头于1980年首次在汉堡哈尔堡排污隧道工程中使用。这项工程包括若干竖井施工、一部分填方和挖方施工以及总长920m的内径1.5m和2.4m不等的几条隧道的开挖。这些隧道有一部分是上下相叠布置的，隧道外壁间距最小0.55m。上层隧道覆盖层小于它的开挖隧道直径。上层隧道为下水道(内径2.4m)。采用素混凝土管衬砌，开挖隧道直径为3m，为了防腐，排污隧道的内表面涂有一层聚酯材料。

这条排污隧道的支线长430m，开挖隧道直径1.9m，隧道底板离地面约8～10m，地下水水头为6～7m。隧道沿线的地层为密实的中砂层，局部为泥炭层。在隧道施工中，即未采取排水法也未采用压缩空气，因为隧道附近有建筑物，这两种措施对它都很敏感。最后，采用水力喷射盾构机头，并配合使用顶管法进行施工，每段混凝土管长3.3m，竖井底的顶进设备、中继顶进站及润滑装置与普通顶管设备都相同。

盾构的切削装置是在控制头内组装的，有三个喷嘴(直径22mm)，按12、4、8三个钟点的位置布置，喷嘴摆动范围为120°。喷嘴前端的机械保护装置上有一块弹簧片，碰上固体障碍物时会将喷嘴关上。喷嘴水流速度的变化可以从操作者的控制盘上反映出来。操作者只是在隧道内进行观测，若将控制盘的电缆接长，也可以在隧道外的地面上观测泥水的流速变化。

在这条隧道施工中，多数时间的进尺达到10m。其推进速度主要受混凝土管节安装速度的影响，而与切削装置的切削能力无关。施工中只是在局部地区观测到有较小的地面沉降(约5mm)。

随着泥水加压式盾构和水力喷射式盾构的进一步发展，直径小于1.0m的隧道也可用盾构开挖，操作人员还可以在隧道外工作。

用水和价格便宜的填料配制的支护液可以取代昂贵的膨润土泥浆。这是降低开挖成本的一种方法。施工中还发现，通过对系统进行改造，可以减少动力方面的耗资。略……

一、我国城市轨道交通产业需求状况分析

目前我国正处于轨道交通建设的繁荣时期，中国已经成为世界上最大的城市轨道交通市场。

中国城市轨道交通发展至今约有40年的时间，目前国内40多座百万人口以上的特大城市中，已经有30多座城市开展了城市快速轨道的建设或建设前期工作，约有14个大城市上报城市轨道交通网规划方案，拟规划建设55条线路，长约1500公里，总投资5000亿元。

随着经济社会的发展，轨道交通面临巨大的运输需求。目前中国已经开通城市轨道交通的有北京、上海、天津、广州、长春、大连、深圳、武汉、南京等9个城市。

目前我国轨道交通技术装备水平不断提高，装备工业不断发展，中国轨道交通多渠道融资的局面已经初步形成。初步预测，到2010年，我国新建城市轨道交通线路将达到1000公里以上。

二、我国城市轨道交通线网规模

截止到2007年12月31日，中国已经开通运行轨道交通的城市12个（含香港、台湾地区），其中大陆10个城市通车线路总计达30条（含有轨电车和磁悬浮线路），通车总里程729公里（含磁悬浮）。预计全国“十一五”期间将会建设1500公里左右轨道交通，总投资额在4000-5000亿左右。其中，北京、广州的投资均将超过500亿元，上海更是高达1400多亿元。我国的城市轨道交通行业已步入一个跨越式发展的新阶段，市场前景十分广阔。

截至2008年1月份，北京、上海、深圳等十几个城市的轨道交通线路正在建设，在建线路里程达800多公里。根据各城市近期轨道交通发展规划，到2012年，其中，北京轨道交通线网将全部覆盖中心城，运营里程将达到440公里；上海轨道交通将形成13条线路、300多座车站、运营总长度超过500公里的轨道交通基本网络。

中国已开通城市轨道交通现状

 

三、我国北京、上海、广州等城市轨道交通发展分析

1、北京

北京是中国第一个拥有地铁的城市，1965年7月1日，北京市开始兴建第一条地下铁道，即地铁1号线，一期工程全长23.6公里，于1969年10月1日建成通车。而此时的新加坡、旧金山、汉城、华盛顿、亚特兰大等国际都市城内还没有一寸地铁，即使是现在地铁较为发达的香港也是从1980年才开始起步。随后，地铁2号线也于1984年9月通车试运营。然而到2001年，这32年的建设时间里，北京共竣工了42公里地铁，平均每年只修建1.3公里地铁。特别是从1987年到1997年的十年间，只开通了复兴门到西单的1.8公里。此时的北京地铁已经远远地被其他国际大都市抛在了后面。

随着城市地面交通压力日益增大，北京轨道交通建设也紧锣密鼓地进行。2002年12月28日，地铁5号线开工建设，紧接着4号线、10号线（一期）、奥运支线、机场轨道线陆续开工，到08年底，共有10条地铁线路同时开工建设，北京地铁在建里程达到了创历史的115公里。如此大规模的地铁建设，在世界地铁建设史上也是很少见的。

目前，包括刚开通的北京北站至延庆县的S2线与北京地铁10号线(含奥运支线)和轨道交通机场线在内，北京已建成了辐射天安门30公里半径范围内的城区轨道交通线，轨道交通第一阶段建设目标基本实现，完全满足了奥运会的需要。

按照北京市轨道交通近期(2007年~2015年)建设规划，2008年起北京市将着力加快第二阶段建设任务，确保未来一个时期内每年建成通车一条轨道交通线路。到2012年全市将基本完成中心城线网建设，累计轨道交通运营里程达到440公里，完成第二阶段建设任务。

北京城市轨道交通线网现状及规划

 

2、上海

上海地铁运营线路总长236公里，有163座车站，目前运营的有8条，贯穿于上海的各个角落，为生活出行带来许多便捷。

上海市城市轨道交通线网现状及规

 

3、广州

广州城市轨道交通线网现状及规划

 

1、隧道

隧道及地下工程大发展是以80年代为真正的起点。当时是以大瑶山铁路双线隧道为契机、为范例，彻底改变了近100年隧道及地下工程的修建方法，是中国铁路隧道修建史上的一次飞跃，被评为国家科技进步特等奖。随着隧道及地下工程的大发展，尤其我国要在廿一世纪把中西部地区的交通、能源、水源等基础设施抓紧早上、快上，要落实开发西部、移民2～3亿的战略，铁路、公路长大隧道不断在中西部规划和建成。如陕西省正在筹建穿越秦岭山脉，打通包头—西安—安康—重庆—北海的西部大通道，其中秦岭终南山特长公路隧道最长方案为18.4km，准备在近期开工。西安—安康线，西(安)宁(南京)、宝兰、渝(重庆)怀(化)铁路复线的相继开工，都出现了大量的隧道群和长隧道。但对于支护结构、防水处理、特长隧道服务通道设置、安全运行、通风、防灾、洞门位置、环境保护等许多重大问题，没有立法，随意性很大，百年大计的思想不能在技术标准上体现出来。如地下结构的构造型式，公认复合式衬砌最适合地下工程特点的合理结构型式，一次支护是施工安全的需要，也是岩土被扰动后进行力的调整、转换、自趋平衡的需要，然而，不少设计院、建设方从短期行为出发，提出整体式单层混凝土衬砌的结构型式，还提出施工临时支护+模筑整体式衬砌结构，还有减薄式衬砌等等，这样做省不了多少圬工量，反而使建成后的隧道出现漏水、渗水、开裂等病害。又如特长隧道的维修很重要，在正洞旁边设一服务隧道是完全正确的事，尤其超过10km的铁路、公路隧道，及单洞双向运行的长度超过5km的公路隧道，在通风、防灾、维护方面都会带来很大好处，但很难被人们接受。最近联通法国和意大利的勃朗峰公路隧道长11.6km，由于失火造成41人死亡，36辆汽车被毁，隧道被迫关闭1年进行整修，人员死亡的主要原因是没有撒离通道，没有直接向外的通风口。只有通过技术立法，才能防止不规范的设计，规范建设方、业主的行为。

2、城市地下空间的开发更为混乱

城市人口急剧膨胀，生存空间拥挤，交通阻塞，环境恶化。地下空间的开发、城市地铁的快速修建已列入市长们的议事日程。地下铁道、地下停车场、地下仓库、地下商业街等都在进行设计、施工，但很少统筹，处于无序状态。如管道层一般在地下3～5m范围，系统的共同沟可以避免反复破坏交通路面、影响市容、破坏环境，但不少城市对三通一平、设置共同沟缺乏足够的认识，热力管道、电力管道、通讯电缆、供水下水管道、燃气管道以及各部门名目繁多的管线仍各自为政，天上、地下混乱无序地布设，发生事故就东挖一坑，西挖一沟，非常落后，呼吁市长们把这些严重影响城市社会效益和形象的管线统管起来，迅速建立城市共同沟。略……