從土木工程的發(fā)展史來(lái)看,19世紀(jì)是長(zhǎng)大橋梁發(fā)展的時(shí)代,20世紀(jì)是高層建筑發(fā)展的時(shí)代,21世紀(jì)將是長(zhǎng)大隧道工程發(fā)展、大力開發(fā)利用地下空間的時(shí)代,隧道工程和地下工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隧道在山嶺地區(qū)可用做克服地形或高程障礙,縮短里程,改善線形,提高車速,節(jié)省時(shí)間,減少對(duì)植被的破壞,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,同時(shí)可避免落石、坍方、雪崩等危害;在城市建設(shè)中可減少用地,構(gòu)成立體交叉,解決交叉路口的擁擠堵塞,疏導(dǎo)交通;在江河、海峽、港灣地區(qū),不影響水路通航;許多水電工程需修建大規(guī)模的隧洞工程用于引水發(fā)電。在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略中,隧道與地下工程將占據(jù)重要地位,其規(guī)模將日益壯大。
隧道工程是一項(xiàng)隱蔽工程,前方的地質(zhì)情況變化多樣,經(jīng)常會(huì)遇到斷層、破碎帶、暗河、溶洞等不良地質(zhì)體,而導(dǎo)致塌方、涌水和突水、巖溶塌 陷、洞體縮徑、山體變形和泥石流、巖爆及大變形等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。這些災(zāi)害的發(fā)生導(dǎo)致設(shè)備損壞、人員傷亡,影響施工進(jìn)度,甚至導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。如日本于1984 -1997 年間在隧道施工中死亡220人,其中因崩塌死亡的占26%。在日本的青函隧道(53. 8km)施工過程中遇到 115200m3/d的突水,共死亡34人、傷殘1300 余人,經(jīng)過5個(gè)多月的工程處置措施才控制住隧道突水,總工期比預(yù)期推遲十年之久。意大利和瑞士之間的勒奇 山隧道( 14. 6km)施工過程中因坍塌死亡25人。
我國(guó)川黔線涼風(fēng)埡隧道(4. 3km)因圍巖遇水膨脹導(dǎo)致拱頂大量塌方,壓裂拱圈和邊墻,推遲工程達(dá)半年之久。成昆線紅廟隧道因大量涌水和嚴(yán)重塌方被迫改線。成昆線沙木拉達(dá)隧道(6. 4km)曾發(fā)生52000m3/d的多次突水,造成停工 32天,通車后嚴(yán)重漏水,多年的整治耗資近千萬(wàn)元。
“快速施工是我國(guó)21世紀(jì)隧道修建的主攻方向,消除施工中的地質(zhì)災(zāi)害是快速施工的關(guān)鍵,而要消除隧道施工中的地質(zhì)災(zāi)害,關(guān)鍵是要加強(qiáng)施工地質(zhì)工作,其中主要就是地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。”在隧道施工前對(duì)地質(zhì)情況的了解對(duì)于隧道建設(shè)有十分重要的作用,圍巖工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、可能變形破壞模式、規(guī)模和自穩(wěn)時(shí)間的正確預(yù)報(bào)和判斷,是快速施工的關(guān)鍵。