一．选题的依据和意义

隧道工程是既古老又年轻的学科古老是因为在几千年前人类就掌握了开挖隧道的技术。现代的隧道技术是在火药的发明和19世纪产业革命以后出现的，尤其是铁路隧道的出现对隧道建造起到了很大的推动作用。第一座隧道出现在1826-1830年修建的英国利物浦到曼彻斯特的铁路线上，全长1190米。火药的改进和钻眼工具的创制，促使隧道的修建技术有了显著的提高。在1898年建成的穿越阿尔卑斯山的辛普郎隧道中，第一次使用了TNT炸药和凿岩机。1971年日本新干线上修建了大清水隧道，全长22230米，是目前世界上最长的铁路山岭隧道。

现如今，随着改革开放基本国策的全面实施,我国的经济、社会发展取得令人瞩目的巨大成就，就现代化进程中的城市化而言，20世纪末我国的城市化水平达到了31%。可以预见：随着我国现代化进程的推进，在21世纪我国城市化进程将进入一个快速发展的阶段。中国作为世界上第一人口大国，城市化的不断加快，尤其对于大中城市而言，外来人口大量涌入，同时也将伴随着城市环境污染严重、用地紧张、地面交通阻塞等问题。地铁的建造有效缓解了这一矛盾，倍受各大城市青睐，它不仅污染小、节约城市用地，而客运量大、速度快，是大中城市解决城市交通矛盾的有效途径。地铁作为城市快速轨道交通的一部分，经过150年的发展，机车车辆、自动控制、通信和信号等技术方面有了很大的进步，很多方面代表和体现了当今高新科学技术发展的水平。发达国家的经验表明，地铁是解决大中城市公共交通运输的根本途径，对于21世纪实现城市持续发展有非常重要地意义。

隧道工程经过了多年的发展，现在隧道的建设的技术和理论已在不断补充和完善。特别是最近30多年随着长大隧道和特殊地质隧道的增多中和机械化施工技术的采用和相关学科的发展，现代隧道设计、施工理念和方法发生了重大的变化和改观。然而，尽管近年来隧道工程建设取得了一定的成就，但是还存在着许多问题和不足。具体说，截止到目前，我们对围岩的性质还没有深入地了解，计算模型的选用和计算的理论还不完全符合实际，人力和物力的消耗和浪费较大。今后应当加强隧道环境和地质的现场量测及实验室的试验，以便对各种不同性质的围岩能拟出较为符合实际的计算模型和计算理论。

本课题设计的目的是运用大学四年所学的相关理论知识，结合工程实际，检验自己在大学里的学习成果和理论联系实际的能力，为即将步入到工作岗位做进一步的准备。通过这一环节,进一步掌握隧道与地下工程的勘察、施工、设计、科研等方面内容,巩固理论知识、扩大知识面,提高综合运用所学知识的能力,同时掌握隧道与地下工程的施工、设计计算、工程绘图及撰写科学技术论文的一般程序和方法,进行一次工程技术人员必备的基本技能的训练,以期能独立地、系统地完成一个工程设计的全过程,毕业以后能较快地胜任技术工作。

二．国内外研究现状

自上个世纪90年代以来，我国许多大，中城市发展轨道交通的要求日益迫切。当前，中国城市轨道交通建设进入了快速发展的阶段，已有多个国内大，中城市正在建设或已规划了轨道交通线路。城市轨道交通的建设和管理得到了我国各级政府的高度重视，已成为社会关注的焦点。根据我国可持续性发展战略的要求，结合自身的城市轨道交通项目建设经验和学习体会，对城市轨道交通的可持续性发展进行研究，使其能够对城市可持续交通系统和城市可持续发展起到积极促进作用。

近年来，交通及市政工程建设得到了迅速的发展。目前在欧美等发达国家使用盾构机进行施工的城市隧道已占90%以上。我国目前是世界上使用盾构数量最多、发展最快、未来需求最大的市场，已是世界上的隧道第一大国。当公路、铁路、城市地铁以及重要的市政管线遇到江河、海峡等障碍或遇地面交通密集交叉、建筑物密集林立的情况时，往往必须修筑城市地下隧道。这类隧道在地表以下埋置较深，多采用暗挖法施工，当隧道长度大于1000m时，采用盾构法施工的工程屡见不鲜。盾构是一种钢制活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底、以及城市中心区修筑隧道的一种机械。盾构法施工技术经百余年的发展、改进、完善，技术已日趋成熟。现代盾构已不再局限与圆形断面、各类矩形、椭圆形、双圆形以及三圆形等。已成功的应用于各类地下工程的建设和施工中，世界盾构的数量逐年在上升，施工方法也逐步多样化。盾构法施工隧道的优点表现在施工作业可在盾构设备的掩护下安全地进行地下开挖与衬砌支护工作施工时振动和噪音小，对周围环境及附近居民几乎没有干扰，施工时不影响地表交通和航海交通，不受气候条件的影响，施工机械化程度高，施工管理容易。在土质差、水位高、埋深大的隧道施工中，有较高的技术经济优越性。该施工技术目前存在的主要问题是当覆土较浅时，开挖面稳定甚为困难，曲率半径较小的曲线段施工比较困难，在饱和含水层中，防水技术要求高。此外目前还不能完全防止盾构施工地区的地表沉降，只能采取严密措施把沉陷控制在最小限度。我国经过几十年来特别是改革开放以来的快速持续建设,我国在隧道及地下工程领域已得到了很大的发展,至今已建成各类隧道超过7000座,隧道总长度超过4000km,隧道数量和总延长位居世界首位,并且目前仍以每年新建200-300km隧道的速度在增加。

三．参考文献

1、易萍丽 主编 《现代隧道设计与施工》[M]. 北京 中国铁道出版社，1997；