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西南交通大学 土木工程学院
摘要：山岭隧道、城市隧道、水下隧道，都属于隧道。但是随着时代的发展，社会的需求，三种隧道分别走向了不同的方向，形成了各自的领域，有了不同的技术特点以及施工方法。所以用隧道这一大概念来统一描述和形容三种隧道已经不能很好地反应出三种隧道的特点。尤其是现在对城市隧道和水下隧道的需要越来越大，两种隧道的施工、养护以及技术难点、技术创新等已经具有了自己的特色，有了属于自己的领域。本文通过总结三种隧道的概念及施工方法，反应出三种隧道的异同以及发展方向。
关键词：山岭隧道；城市隧道；水下隧道；概念；施工方法
隧道是人类利用地下空间的一种形式，是埋置与地层中的工程结构物。1970年OECD（世界经济合作与发展组织）隧道会议综合了各种因素对隧道的定义为：以任何方式修建，最终适用于地表面以下的条形建筑物，其空洞内净空断面在2以上的条形洞室。从不同的角度，隧道有许多种分类方法。按地层分为岩石隧道、土质隧道、；按埋深分为深埋和浅埋隧道；按隧道断面分为特大断面（100）、大断面（50～100）；按隧道所处位置分为山岭隧道、城市隧道、水底隧道。本文针对隧道所处位置分类进行归纳总结，从施工方法、常用计算方法、应用地方等不同方面总结出山岭隧道、城市隧道、水下隧道的特点。
一、山岭隧道、城市隧道、水下隧道的基本概念
（一）山岭隧道
在山区不论是公路还是铁路，在其前进方向上都会不可避免的遇到高山，又由于机车的爬坡性能和安全性考虑，线路的的坡度有严格的限制，不能在拔起越过山峰，所以高山就成了线路上的高程障碍。而铁路公路进入山区，山区地形复杂，没有良好的行车条件，线路不得不依山傍河迂回前进。而依山行走则需绕行，线路里程明显增长，傍河行走时又需要注意河流冲刷。有的时候若是山嘴伸出太急，线路还无法随之环绕，这就出现了平面障碍。而山岭隧道就是为克服山区地区的行车的高程障碍和平面障碍而设置的可以直穿山体的一种隧道。是现在解决山区线路问题比较好的一种方法。
（二）城市隧道
随着经济的发展城市越来越繁荣，城市人口也越来越多，但城市的面积却没有改变，直接导致了城市越来越拥挤，特别是交通的拥挤。仅仅是地面的常规交通运输，如城市公交、私家车等已经不能满足城市运输的需要。所以需要城市快速轨道交通，需要充分利用地下空间发展城市交通。城市隧道就属于城市快速轨道交通的一部分，因其具有运量大、快速、正点、低能耗、少污染、乘坐舒适方便等优点，常被称为“绿色交通”。而且其充分利用地下空间，极大地改善了城市地面交通拥挤的缺点，所以在世界各地城市隧道的发展都很迅速。
（三） 水下隧道
江河胡海在为人类带来丰富的水资源的同时，也导致了地理单元的天然分割。随着全球经济一体化水平的显著提高，区域经济单元之间的要素流动和资源整合越来越频繁，改善江河湖海导致的城市板块之间、城市之间、地区之间以及国际之间的水域交通阻隔问题已经迫在眉睫。而水下隧道已成為克服水域平面障碍，解决这一问题的重要手段。水下隧道具有维护航道交通、保护水环境和沿岸生态平衡等方面的优点，但也同样存在缺点，如造价高、灾害事故不好处理等。因此水下隧道方案的选择是一项比较复杂的综合技术经济问题。
二、山岭隧道、城市隧道、水下隧道的施工方法的异同
山岭隧道的常规施工方法称为矿山法，因其最早应用于采矿坑道而得名。在矿山法中，多数情况下都需采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。钻爆法是山岭隧道最常用的施工方法。我国采用的矿山法是以控制爆破为开挖方法，以喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工的一种隧道施工法。山岭隧道还有一种隧道掘进机施工方法。隧道掘进机是一种专门用于开挖地下通道工程，集掘进、弃渣装运、洞壁支护等工序于一体的大型成套施工装备。具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点。城市铁道施工方法主要分为三种，分别为明挖法施工、浅埋暗挖法、盾构法。明挖法是指从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。明挖法适应性强，适用于任何岩体，可以修筑各种形状的结构物。在地面和交通条件允许的地方，应该优先选择明挖法施工；浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和喷锚作为初期支护手段，按照十八字原则进行施工的一种施工方法；盾构法是在地表以下的土层或松软岩层中在盾壳保护下进行全断面开挖和衬砌的一种施工方法。水下隧道施工方法也分为三类，分别为盾构法、沉管法、矿山法。盾构法和矿山法同山岭隧道和城市隧道的施工方法相同，沉管法是水下隧道施工的特有的施工方法，是指在修建隧道的江河或海峡的水底下预先挖好一条沟槽，把若干预制的管段分别浮运到现场，一个接一个的陈放安装，在水下将其相互连接并正确定位在已经开挖的水下沟槽内，以后辅以相关工程施工，使这些管段组合体成为连接水体两端陆上交通的隧道型交通运输载体。
三、结束语
本文通过对山岭隧道、城市隧道、水下隧道概念及施工方法的总结，反用出三种隧道的异同点。可以看出三种隧道的应用领域和技术特点等有很大的不同。山岭隧道应该是最常用的隧道，城市隧道水下隧道都是通过山岭隧道发展过来的。但是近年来随着交通发展的需要，城市隧道和水下隧道的需要越来越多。而在修建在过程中面临的难题也不同于山岭隧道了，在人们不断探索，解决问题的同时，城市隧道、水下隧道理论和施工方法等也日趋完善，有了属于自己的独特领域。不过虽然二者的理论日趋完善，但还是有许多难题没有解决，需要我们继续去探索完善。
参考文献：
[1]高波，王英学，周佳媚，地下铁道，西南交通大学出版社，2011 [2]何川，肖明清，张志强，水下铁道，西南交通大学出版社，2011
[3]仇文革，上岭隧道，西南交通大学出版社，2011
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3.3 分曲线推流
在推流时，应首先作一个判断，即根据H-ADCP测流有效距离来决定使用哪条曲线进行推流。例如，若有效距离缩短至35m，则采用5～30m曲線，若缩短至55m，则采用5～50m曲线。在具体应用时，可编写程序对流量系列进行批量处理。实验结果分析得出，5～80m曲线在最下方，5～30m曲线在最上方，选用5～30m曲线所推出流量较5～80m的要大，弥补了因回波距离缩短而产生的误差。采用分段定线、分曲线推流的方法使推求出的流量和实测值已非常接近，推流成果合理性大大提高。
3.4 对硬件改进的讨论
上述仅讨论了在现有硬件条件下通过后续计算来弥补H-ADCP回波强度有效距离缩短所带来的影响，HADCP硬件改进值得进一步探讨。影响回波强度的关键因素是泥沙含量，泥沙含量无法人为改变，这是客观事实，因此只能从声波获得更强的穿透力方面入手。回到声呐方程，换能器发射功率用可用SL描述：
错误！未找到引用源。 （1）
式中：I是换能器方向上离换能器中心1m处的声强；I0为参考声强，取值为0.67×10-22W/cm2。换能器功率和声强是对数关系，要增大声强，需要成倍增加换能器发射功率，但增大功率会带来更大的功耗，因此需均衡考虑。二是降低仪器的频率，声波的频率更低，穿透力会更强，但需要牺牲一定的精度。综合考虑以上因素，希望生产厂家能生产出功率可调、频率可调的H-ADCP，即在预计洪水将要到来、泥沙含量会增大时，一方面可加大仪器的发射功率，使声波传输得更远；另一方面，可降低仪器的发射频率，声波获得更好的穿透力，以得到更远的回波距离。
4 结语
综上所述，如今的水流测验研究中，ADCP水流测验一直是受我国研究人眼重视的一项工程。但是在实际水流测验中，ADCP会受到含沙量的影响，而导致测流结果与实测值产生较大误差。因此，为了确保ADCP测流的准确性，我们需要对含沙量的影响进行分析，并采取有效的解决方法做好处理，从而减小ADCP的测量误差，提高ADCP的实用性。
参考文献：
[1]黄勇强.ADCP流速仪在三水水文站的比测试验[J].广东水利水电.2011（02）.
[2]谢波；田岳明；叶建红；吴建荣.ADCP河流流量测验及其误差分析[J].水资源研究.2007（04）.
摘要：山岭隧道、城市隧道、水下隧道，都属于隧道。但是随着时代的发展，社会的需求，三种隧道分别走向了不同的方向，形成了各自的领域，有了不同的技术特点以及施工方法。所以用隧道这一大概念来统一描述和形容三种隧道已经不能很好地反应出三种隧道的特点。尤其是现在对城市隧道和水下隧道的需要越来越大，两种隧道的施工、养护以及技术难点、技术创新等已经具有了自己的特色，有了属于自己的领域。本文通过总结三种隧道的概念及施工方法，反应出三种隧道的异同以及发展方向。
关键词：山岭隧道；城市隧道；水下隧道；概念；施工方法
隧道是人类利用地下空间的一种形式，是埋置与地层中的工程结构物。1970年OECD（世界经济合作与发展组织）隧道会议综合了各种因素对隧道的定义为：以任何方式修建，最终适用于地表面以下的条形建筑物，其空洞内净空断面在2以上的条形洞室。从不同的角度，隧道有许多种分类方法。按地层分为岩石隧道、土质隧道、；按埋深分为深埋和浅埋隧道；按隧道断面分为特大断面（100）、大断面（50～100）；按隧道所处位置分为山岭隧道、城市隧道、水底隧道。本文针对隧道所处位置分类进行归纳总结，从施工方法、常用计算方法、应用地方等不同方面总结出山岭隧道、城市隧道、水下隧道的特点。
一、山岭隧道、城市隧道、水下隧道的基本概念
（一）山岭隧道
在山区不论是公路还是铁路，在其前进方向上都会不可避免的遇到高山，又由于机车的爬坡性能和安全性考虑，线路的的坡度有严格的限制，不能在拔起越过山峰，所以高山就成了线路上的高程障碍。而铁路公路进入山区，山区地形复杂，没有良好的行车条件，线路不得不依山傍河迂回前进。而依山行走则需绕行，线路里程明显增长，傍河行走时又需要注意河流冲刷。有的时候若是山嘴伸出太急，线路还无法随之环绕，这就出现了平面障碍。而山岭隧道就是为克服山区地区的行车的高程障碍和平面障碍而设置的可以直穿山体的一种隧道。是现在解决山区线路问题比较好的一种方法。
（二）城市隧道
随着经济的发展城市越来越繁荣，城市人口也越来越多，但城市的面积却没有改变，直接导致了城市越来越拥挤，特别是交通的拥挤。仅仅是地面的常规交通运输，如城市公交、私家车等已经不能满足城市运输的需要。所以需要城市快速轨道交通，需要充分利用地下空间发展城市交通。城市隧道就属于城市快速轨道交通的一部分，因其具有运量大、快速、正点、低能耗、少污染、乘坐舒适方便等优点，常被称为“绿色交通”。而且其充分利用地下空间，极大地改善了城市地面交通拥挤的缺点，所以在世界各地城市隧道的发展都很迅速。
（三） 水下隧道
江河胡海在为人类带来丰富的水资源的同时，也导致了地理单元的天然分割。随着全球经济一体化水平的显著提高，区域经济单元之间的要素流动和资源整合越来越频繁，改善江河湖海导致的城市板块之间、城市之间、地区之间以及国际之间的水域交通阻隔问题已经迫在眉睫。而水下隧道已成為克服水域平面障碍，解决这一问题的重要手段。水下隧道具有维护航道交通、保护水环境和沿岸生态平衡等方面的优点，但也同样存在缺点，如造价高、灾害事故不好处理等。因此水下隧道方案的选择是一项比较复杂的综合技术经济问题。
二、山岭隧道、城市隧道、水下隧道的施工方法的异同
山岭隧道的常规施工方法称为矿山法，因其最早应用于采矿坑道而得名。在矿山法中，多数情况下都需采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。钻爆法是山岭隧道最常用的施工方法。我国采用的矿山法是以控制爆破为开挖方法，以喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工的一种隧道施工法。山岭隧道还有一种隧道掘进机施工方法。隧道掘进机是一种专门用于开挖地下通道工程，集掘进、弃渣装运、洞壁支护等工序于一体的大型成套施工装备。具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点。城市铁道施工方法主要分为三种，分别为明挖法施工、浅埋暗挖法、盾构法。明挖法是指从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。明挖法适应性强，适用于任何岩体，可以修筑各种形状的结构物。在地面和交通条件允许的地方，应该优先选择明挖法施工；浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和喷锚作为初期支护手段，按照十八字原则进行施工的一种施工方法；盾构法是在地表以下的土层或松软岩层中在盾壳保护下进行全断面开挖和衬砌的一种施工方法。水下隧道施工方法也分为三类，分别为盾构法、沉管法、矿山法。盾构法和矿山法同山岭隧道和城市隧道的施工方法相同，沉管法是水下隧道施工的特有的施工方法，是指在修建隧道的江河或海峡的水底下预先挖好一条沟槽，把若干预制的管段分别浮运到现场，一个接一个的陈放安装，在水下将其相互连接并正确定位在已经开挖的水下沟槽内，以后辅以相关工程施工，使这些管段组合体成为连接水体两端陆上交通的隧道型交通运输载体。
三、结束语
本文通过对山岭隧道、城市隧道、水下隧道概念及施工方法的总结，反用出三种隧道的异同点。可以看出三种隧道的应用领域和技术特点等有很大的不同。山岭隧道应该是最常用的隧道，城市隧道水下隧道都是通过山岭隧道发展过来的。但是近年来随着交通发展的需要，城市隧道和水下隧道的需要越来越多。而在修建在过程中面临的难题也不同于山岭隧道了，在人们不断探索，解决问题的同时，城市隧道、水下隧道理论和施工方法等也日趋完善，有了属于自己的独特领域。不过虽然二者的理论日趋完善，但还是有许多难题没有解决，需要我们继续去探索完善。
参考文献：
[1]高波，王英学，周佳媚，地下铁道，西南交通大学出版社，2011 [2]何川，肖明清，张志强，水下铁道，西南交通大学出版社，2011
[3]仇文革，上岭隧道，西南交通大学出版社，2011
上接第538页
3.3 分曲线推流
在推流时，应首先作一个判断，即根据H-ADCP测流有效距离来决定使用哪条曲线进行推流。例如，若有效距离缩短至35m，则采用5～30m曲線，若缩短至55m，则采用5～50m曲线。在具体应用时，可编写程序对流量系列进行批量处理。实验结果分析得出，5～80m曲线在最下方，5～30m曲线在最上方，选用5～30m曲线所推出流量较5～80m的要大，弥补了因回波距离缩短而产生的误差。采用分段定线、分曲线推流的方法使推求出的流量和实测值已非常接近，推流成果合理性大大提高。
3.4 对硬件改进的讨论
上述仅讨论了在现有硬件条件下通过后续计算来弥补H-ADCP回波强度有效距离缩短所带来的影响，HADCP硬件改进值得进一步探讨。影响回波强度的关键因素是泥沙含量，泥沙含量无法人为改变，这是客观事实，因此只能从声波获得更强的穿透力方面入手。回到声呐方程，换能器发射功率用可用SL描述：
错误！未找到引用源。 （1）
式中：I是换能器方向上离换能器中心1m处的声强；I0为参考声强，取值为0.67×10-22W/cm2。换能器功率和声强是对数关系，要增大声强，需要成倍增加换能器发射功率，但增大功率会带来更大的功耗，因此需均衡考虑。二是降低仪器的频率，声波的频率更低，穿透力会更强，但需要牺牲一定的精度。综合考虑以上因素，希望生产厂家能生产出功率可调、频率可调的H-ADCP，即在预计洪水将要到来、泥沙含量会增大时，一方面可加大仪器的发射功率，使声波传输得更远；另一方面，可降低仪器的发射频率，声波获得更好的穿透力，以得到更远的回波距离。
4 结语
综上所述，如今的水流测验研究中，ADCP水流测验一直是受我国研究人眼重视的一项工程。但是在实际水流测验中，ADCP会受到含沙量的影响，而导致测流结果与实测值产生较大误差。因此，为了确保ADCP测流的准确性，我们需要对含沙量的影响进行分析，并采取有效的解决方法做好处理，从而减小ADCP的测量误差，提高ADCP的实用性。
参考文献：
[1]黄勇强.ADCP流速仪在三水水文站的比测试验[J].广东水利水电.2011（02）.
[2]谢波；田岳明；叶建红；吴建荣.ADCP河流流量测验及其误差分析[J].水资源研究.2007（04）.