21世紀以來中國經濟取得高速發(fā)展，龐大密集的人口、大規(guī)模的開發(fā)建設，使得有限的土地資源不堪重負，直接威脅到中國經濟的持續(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用資源，日益受到國家重視和倡導。特別是關系國計民生的城市地鐵、公路、鐵路、水利、水電建設領域的交通隧道、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掘進機及盾構掘進機，TBM適用于硬巖地層，盾構適用于土質圍巖，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備應用展開探討。
　　1、鉆爆法掘進模式及其成套設備應用
　　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、地質適應性強、設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)中占主導地位。
　　國外的施工經驗表明，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)其綜合經濟性。因此山嶺隧道中短于5.4km的隧道幾乎都是鉆爆法設備施工的天下。據有關資料統(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的右線雁門關公路隧道等都是采用鉆爆法設備施工完成。
　　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?。Ⅲw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，只能鉆爆法設備施工完成。而巨大的地下廠房更是非鉆爆法施工莫屬。
　　據我們所知，已經建成或在建的廣蓄、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、南水北調引水隧道等除個別外都是由鉆爆法設備施工建設。
　　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，地質與水文地質條件極差（如溶洞多、斷層多、滲水、涌水、泥石流，長距離破碎帶）的工程，鉆爆法設備施工具有明顯的應用優(yōu)勢。
　　我國鉆爆法施工常用配套設備如下：
　　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。這也是國內鉆爆法設備的應用發(fā)展方向。下面對此類主要施工設備應用探討如下：
　　1.1　鑿巖臺車
　　鑿巖臺車是鉆孔爆破開挖的關鍵攻堅設備，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和自動紀錄鉆孔數據，可以對巖層進行分析，從而及時調整爆破參數。
　　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，裝設一根錨桿耗時約2～7 min，每班可裝100余根。目前國內工地上使用的有瑞典的Atlas、芬蘭的Tamrock等錨桿臺車產品。
　　1.3　噴射臺車
　　噴射臺車是隧洞噴射混凝土支護的核心設備，它將噴射混凝土技術和注漿錨桿結合起來，依靠錨桿、鋼絲網和噴射混凝土共同負荷來提高隧道、基坑、邊坡巖體的結構強度，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