21世紀以來中國經(jīng)濟取得高速發(fā)展，龐大密集的人口、大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)，使得有限的土地資源不堪重負，直接威脅到中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和人們生存生活。地下隧洞與地下空間作為一種新型應(yīng)用資源，日益受到國家重視和倡導(dǎo)。特別是關(guān)系國計民生的城市地鐵、公路、鐵路、水利、水電建設(shè)領(lǐng)域的交通隧道、引水隧洞、地下廠房獲得大規(guī)模開發(fā)利用。
　　洞隧開挖施工主要有鉆爆法、全斷面掘進機法、沉管法、淺埋暗挖法等方法。鉆爆法涵蓋傳統(tǒng)的礦山法和新奧法，顧名思義，就是采用鉆眼爆破進行開挖。全斷面掘進機法包括TBM掘進機及盾構(gòu)掘進機，TBM適用于硬巖地層，盾構(gòu)適用于土質(zhì)圍巖，尤其適用于軟土、流沙、淤泥等特殊地層。沉管法則用來修建水底隧道、城市市政隧道等。淺埋暗挖法主要用來修建埋深很淺的山嶺隧道或城市地鐵隧道。本文將圍繞鉆爆法和全斷面掘進機法兩種主要掘進工法及其成套設(shè)備應(yīng)用展開探討。
　　1、鉆爆法掘進模式及其成套設(shè)備應(yīng)用
　　鉆爆法是傳統(tǒng)的隧洞施工工法，通過在巖體上鉆鑿出一定孔徑和深度的炮眼，并裝上炸藥進行爆破，從而達到開挖的目的。
　　其施工工藝過程如下：定位鉆孔→裝填引爆炸藥→排除危石，安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土→裝碴運碴→安裝邊墻錨桿和噴混凝土→噴射拱部第二層混凝土和隧洞底部混凝土→下一輪循環(huán)→在初次支護穩(wěn)定后，進行二次襯砌。
　　鉆爆法具有施工靈活，隧洞斷面形狀尺寸可變、地質(zhì)適應(yīng)性強、設(shè)備費用相對低廉的優(yōu)點，因而目前在我國山嶺隧道及大地下空間開發(fā)中占主導(dǎo)地位。
　　國外的施工經(jīng)驗表明，只有當山嶺隧道長度與直徑之比大于600，即對于一般的單線鐵路隧道，長度大于5.4km的隧道，采用 TBM施工才能體現(xiàn)其綜合經(jīng)濟性。因此山嶺隧道中短于5.4km的隧道幾乎都是鉆爆法設(shè)備施工的天下。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，2006年僅在建客貨共線、客運專線和擬建客運專線中短于3km的隧道已達1071.077km，占2006年總里程的45.62%，如果計算3～5.4km的隧道，其所占比例將超過50%。
　　在長大山嶺交通隧道開鑿中，鉆爆法施工仍然大有作為，如全長14.295km的大瑤山隧道，全長18.4km的秦嶺隧道2號線，長度為5.1km的左線和長度為5.2km的右線雁門關(guān)公路隧道等都是采用鉆爆法設(shè)備施工完成。
　　尤其是水利水電隧洞，它的洞室空間大多大大超過最大TBM掘進機的直徑，且洞隧斷面大小形狀漸變變化（如引水隧洞前大后小）、體形互不相同，眾多洞隧布置緊湊、起伏錯落、縱橫交織，這樣的地下工程也只能用鉆爆法施工。如溪洛渡電站工程的導(dǎo)流隧洞長度為1.2～1.5km, 襯砌斷面為16m×21m( 寬×高)，開挖斷面達17.2m×22.2m～19.6m×24.6m, 進口漸變段的最大開挖斷面更達27.0m×26.0m，對于如此大斷面隧洞快速施工，只能鉆爆法設(shè)備施工完成。而巨大的地下廠房更是非鉆爆法施工莫屬。
　　據(jù)我們所知，已經(jīng)建成或在建的廣蓄、二灘、萬家寨、太平驛、天荒坪、大朝山、三峽、棉花灘、洪家渡、構(gòu)皮灘、錦屏一、二級、小灣、糯扎渡、龍灘、溪洛渡、向家壩以及引大入秦、南水北調(diào)引水隧道等除個別外都是由鉆爆法設(shè)備施工建設(shè)。
　　顯然，對于占50%以上交通隧道中短隧道、部分長隧道工程，大空間、大直徑的水電隧洞工程，非圓形斷面隧洞工程，地質(zhì)與水文地質(zhì)條件極差（如溶洞多、斷層多、滲水、涌水、泥石流，長距離破碎帶）的工程，鉆爆法設(shè)備施工具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。
　　我國鉆爆法施工常用配套設(shè)備如下：
　　為了快速、安全掘進隧洞，國外鉆爆法施工通常采用鑿巖臺車鉆孔、錨桿臺車安裝錨桿、混凝土噴射臺車噴錨支護，襯砌臺車二次成型襯砌。這也是國內(nèi)鉆爆法設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展方向。下面對此類主要施工設(shè)備應(yīng)用探討如下：
　　1.1　鑿巖臺車
　　鑿巖臺車是鉆孔爆破開挖的關(guān)鍵攻堅設(shè)備，它機械化程度高、鉆進速度快，不僅用于隧洞的鑿巖開挖，而且廣泛用于鉆孔、噴錨支護、灌漿加固中。
　　現(xiàn)在國內(nèi)工地上的液壓鑿巖臺車絕大部分從國外進口，主要制造商包括瑞典的Atlas、Sandvik，挪威的AMV公司等。由于增加了車載電腦，使鑿巖臺車具有很高的人機對話功能，能在鑿巖過程中自動修整鑿石參數(shù)和自動紀錄鉆孔數(shù)據(jù)，可以對巖層進行分析，從而及時調(diào)整爆破參數(shù)。
　　1.2　錨桿臺車
　　錨桿臺車主要完成隧洞的錨桿安裝，加固洞室頂拱與邊壁的巖石。
　　錨桿臺車是當今先進的錨桿施工機具，鉆孔、安裝錨桿、注漿，甚至摘取錨桿各工序均由自行臺車上的遙控機械手(液壓支臂)進行。工作高度可達10余米，裝設(shè)一根錨桿耗時約2～7 min，每班可裝100余根。目前國內(nèi)工地上使用的有瑞典的Atlas、芬蘭的Tamrock等錨桿臺車產(chǎn)品。
　　1.3　噴射臺車
　　噴射臺車是隧洞噴射混凝土支護的核心設(shè)備，它將噴射混凝土技術(shù)和注漿錨桿結(jié)合起來，依靠錨桿、鋼絲網(wǎng)和噴射混凝土共同負荷來提高隧道、基坑、邊坡巖體的結(jié)構(gòu)強度，增強巖體的整體穩(wěn)定性。噴射臺車利用壓縮空氣或其他動力,按一定配比拌制混凝土沿管路輸送至噴頭,以較高速度垂直噴射于受噴面,依賴噴射過程中水泥與骨料的