隧道技术

地质调查

为了评估不同地点的相对风险，并减少所选地点地面和水条件的不确定性，彻底的地质分析是必不可少的。除土石类型外，关键因素还包括控制岩体行为的初始缺陷;节理间的岩块大小;薄弱层和带，包括断层、剪切带和风化或热作用减弱的蚀变区;地下水，包括水流形态和压力;加上一些特殊的危险，如高温、气体和地震风险。对于山区，深钻孔所需的大成本和长时间通常限制了它们的数量;但是从彻底中可以学到很多东西空中地面勘测，加上石油工业发展起来的测井和地球物理技术。通常情况下，在设计和施工方法的变化中灵活地解决这个问题，并在隧道工作面前不断进行勘探，在旧隧道中，先在前面挖一个先导孔，现在则是钻孔。日本工程师开创了预先确定棘手的岩石和水条件的方法。

对于大型岩室特别是大型隧道，随着开口尺寸的增加，问题会迅速增加，不利的地质条件可能会使项目不切实际，或至少成本极高。因此，在设计阶段，这些项目的集中开放区域总是通过一系列名为飘，它们还提供了现场测试，以调查岩体的工程性质，并且通常可以定位，以便后期扩大为施工提供通道。

由于较浅的隧道通常在松软的地面上，钻孔变得更加实用。因此，大多数地铁都需要在100-500英尺的间隔上钻孔来观察水位并获得未受扰动的样品，用于测试土壤的强度、渗透性和其他工程性质。门户网站隧道通常位于因风化作用而变弱的土壤或岩石中。由于它们很浅，很容易通过钻孔进行调查，但不幸的是，门户问题经常被忽视。通常情况下，他们只进行了少量的探索或将设计留给承包商，其结果是隧道的高比例，特别是在南部地区美国，曾经历过门户故障。无法定位地下山谷也造成了一系列代价高昂的意外。五英里澳索隧道新墨西哥举个例子。1967年，在那里，一颗鼹鼠开始在坚硬的页岩中顺利地前进，直到距离洞口1000英尺的地方，它撞上了一个充满含水沙子和砾石的地下山谷，把鼹鼠埋了起来。六个月后延迟对于手工采矿，鼹鼠被修复了，很快就创造了新的世界纪录，平均每天240英尺，最多每天420英尺。

挖掘和材料处理

隧道孔内地面的挖掘可以是半连续的，如用手持电动工具或矿机，也可以是循环的，如用钻孔和掘进机爆破较硬岩石的方法。在这里，每个循环都包括钻孔、装炸药、爆破、排烟和开挖爆破岩石(称为挖粪)。通常,堆垛机是一种前端装载机，它将破碎的岩石移动到皮带输送机上，再将其倾倒到汽车或卡车的牵引系统中。由于所有的作业都集中在船首，堵塞是长期存在的，因此许多独创性被用于设计能够在小空间内工作的设备。由于进度取决于前进的速度，通常情况下促进同时开采几个矿道，如从竖井或从修筑为较长的隧道提供额外的入口。

对于直径较小和较长的隧道，通常使用窄轨铁路来清除渣土，并引入工人和建筑材料。对于短到中等长度的大尺寸钻孔，通常首选卡车。在地下使用时，需要使用带有洗涤器的柴油发动机来消除废气中的危险气体。虽然现有的卡车和铁路系统足以应付隧道每天40-60英尺(12-18米)的进展，但他们的能力不足以跟上快速移动的鼹鼠以每天几百英尺的速度前进。因此，开发大容量运输系统——连续带式输送机，管道以及创新的铁路系统(高容量的车辆在地铁上行驶)高速火车)。在拥挤的城市地区，渣土的处理和地面运输也是一个问题。在日本成功应用的一种解决方案是通过管道将其输送到可以用于填海的地点垃圾填埋场．

为调查控制、高精度的过境级工作(从山顶三角测量建立的基线开始)一般已经足够;从山的两侧穿过的长隧道通常会有一英尺或更少的误差。进一步的改进可能从最近的引入激光铅笔大小的灯梁这为工人提供了一条容易理解的参考线。在美国，大多数鼹鼠现在使用激光束来引导转向，一些实验机器使用由激光束驱动的电子转向。

地面支持

隧道系统所有阶段的主要因素是支撑周围地面安全所需的支撑程度。工程师必须考虑支架的类型、强度，以及在开挖后必须在多长时间内安装。支架安装时机的关键因素是所谓的站立的时间- - - - - -也就是说,地面能在巷道上安全独立站立多久，从而为安装支架提供一段时间。在松软的土地上，站立的时间可以从几秒钟不等，如松散的沙子，到几个小时有凝聚力的在地下水位以下的流动地面上，粘土甚至降至零，在那里，向内渗水将松散的沙子带入隧道。岩石中的直立时间可能从松动地的几分钟(紧密断裂的岩石，碎片逐渐松动和掉落)到中度节理岩石的几天(节理间距以英尺为单位)不等，甚至在几乎完整的岩石中，岩石块(节理之间)的大小等于或超过隧道开口的大小，因此不需要支撑。虽然矿工一般更喜欢岩石而不是软土地基，但岩石内部的局部重大缺陷可以有效地产生软土地基情况;通过这些区域通常需要彻底改变使用软基类型的支撑。

在大多数情况下，隧道开挖引起地面荷载通过拱向开口两侧的转移，称为ground-arch效应．在顶部，效果是三维的，局部创建了一个地面圆顶，其中负载不仅向两侧拱形，而且向前和向后。如果完全保证地拱的持久性，则站立时间为无限，不需要任何支持。地拱强度通常随着时间的推移而变差，同时也增加了支撑的荷载。因此，总荷载是由支持和地拱之间的比例，他们的相对刚度的物理机制称为structure-medium交互。支护荷载的大幅度增加固有的由于允许过多的屈服使岩体松动，地面强度大大降低。由于这可能发生在支架安装延迟太长时间时，或者因为它可能是由爆炸破坏造成的，所以良好的实践是基于需要保持地面拱的强度，作为系统中最强大的承载构件，通过及时安装适当的支架，防止爆炸破坏和水流流动，有松动地面的趋势。

因为站着的时间随着开口的增大而迅速下降正面的方法的进步，在其中的整个直径隧道是一次性开挖的，最适用于坚固地基或较小的隧道。软弱地基的影响可以通过减小最初开采和支护的开口大小来抵消，如顶头法和台阶法的进步。对于非常柔软的地面的极端情况，这种方法导致了多漂移推进法，其中单个漂移减小到适合开挖的小尺寸，部分支撑放置在每个漂移中，并随着漂移的扩展逐步连接。直到侧面和顶部得到安全支撑，中心核心才被挖掘，从而提供一个方便的中央扶壁来支撑每个单独漂移中的临时支撑。虽然这种明显缓慢的多漂法在非常脆弱的地面上是一种古老的技术，但在一些现代隧道中，这种条件仍然迫使它作为最后的手段。例如在1971年，在在科罗拉多州的直溪州际高速公路隧道中，一个非常复杂的多重漂流模式被发现是必要的，这个巨大的马蹄形隧道高42英尺，宽45英尺，穿过一个超过1000英尺宽的弱剪切带，在盾构全面操作的试验失败后。

在早期的隧道中，木材被用于最初或临时的支撑，然后是砖或石砌成的永久衬里。自钢成为可用的，它已被广泛用于第一临时阶段或主要支持。为了防止腐蚀，它几乎总是被包裹在混凝土中，作为第二阶段或最后的内衬。钢肋外挡支护在岩石隧道中得到了广泛的应用。除了最弱的岩石外，马蹄形岩石都很常见，因为底部是平坦的促进牵引。相比之下，通常需要更强和结构更有效的圆形形状来支持来自软土地基的更大载荷。下面将讨论更现代的隧道施工程序中的新类型的支护，其中的趋势是从两个阶段的支护转向一个单一的支护系统，早期安装部分并逐步加强，以转换为最终的完整支护系统。

环境控制

除了最短的隧道外，所有隧道都控制着环境提供安全的工作条件至关重要。通风这是至关重要的，既可以提供新鲜空气，也可以清除甲烷等爆炸性气体和有毒气体，包括爆炸烟雾。虽然使用带有排气洗涤器的柴油发动机和只选择低烟雾炸药用于地下可以减少这个问题，但长隧道涉及一个主要的通风设备，该设备通过直径达3英尺的轻质管道强制通风，并在间隔内安装助推器风扇。在较小的隧道中，风机通常是可逆的，在爆破后立即排气，然后反转，为现在集中工作的掘进提供新鲜空气。

高层噪音在掘进处由钻井设备产生的高速气流和在整个隧道的通风口经常需要使用耳塞配合手语进行交流。在未来，设备操作员可能会在密封的驾驶室中工作，但通信仍是一个未解决的问题。隧道内禁止使用电子设备，因为杂散电流可能会激活爆破电路。雷暴也可能产生杂散电流，需要特别的预防措施。

灰尘通过喷水、湿钻和使用防毒面具来控制。因为长时间暴露在含有高比例二氧化硅的岩石灰尘中可能会导致呼吸系统疾病疾病被称为矽肺病在美国，恶劣的条件下需要特别的预防措施，比如每次钻孔都要安装真空排气罩。

虽然过多的热量在深隧道中更常见，但在相当浅的隧道中偶尔也会发生。1953年，工人们在6.4英里加利福尼亚州圣巴巴拉附近的Telecote隧道被浸在装满水的矿车中，穿过炎热的地区(117°F[47°C])。1970年，一个完整的制冷设备需要通过7英里内150°F(66°C)的大量热水流入Graton隧道为了将一座铜矿的水排到安第斯山脉下秘鲁．

定居点破坏和失地

软地面隧道最常用于城市服务(地铁、下水道和其他公用设施)，这些隧道需要乘客或维修人员快速进入，因此适合较浅的深度。在许多城市，这意味着隧道在上面基石这使得挖隧道更容易，但需要持续的支撑。在这种情况下，隧道结构通常被设计为支持其上方地面的全部荷载，部分原因是土壤中的地拱随着时间的推移而恶化，部分原因是为了考虑未来建筑或隧道建设引起的荷载变化。软地面隧道通常呈圆形，因为这种形状具有固有的更大强度和适应未来荷载变化的能力。在街道路权范围内的位置，主要关注在城市挖隧道是需要避免的，不能容忍结算对相邻建筑物的破坏。虽然对于现代摩天大楼来说，这很少是一个问题，因为现代摩天大楼的地基通常延伸到岩石上，深地下室通常延伸到隧道下面，但这可能是一个问题决定性的考虑到中等高度的建筑，其基础通常很浅。在这种情况下，隧道工程师必须在支撑和采用能够防止沉降破坏的足够万无一失的隧道方法之间做出选择。

地表沉降是由失地引起的也就是说,超出隧道实际体积的地面进入隧道。所有软土地基掘进方法都会造成一定程度的失地。有些是不可避免的，如塑性粘土缓慢的横向挤压发生在巷道工作面前方，这是由于巷道掘进时圆顶产生的新应力导致粘土在隧道到达其位置之前就向工作面移动。然而，大部分失地的原因是施工方法不当和做工粗枝大叶。因此，以下的强调是合理的保守的隧道法，它提供了最好的机会将失地控制在约1%的可接受水平。

Hand-mined隧道

手工采矿的古老做法在某些条件下(更短和更小的隧道)仍然是经济的，并且可能比机械化采矿更能说明某些技术。的例子是超前支架而且乳房技术是为危险情况下跑(不稳定)地面开发的。图1显示过程的要点:在顶前极板的屋顶下前进，在冠(和在严重的情况下在两侧)加上连续的木板或在头部的乳房。只要仔细工作，这种方法就能取得进展，而且几乎没有损失。顶部的胸板可以被移除，一个小的前进挖掘，这个胸板被替换，并继续通过工作向下一个板的时间。虽然实墙预撑杆几乎是一门失传的艺术适应它被称为木桩。前柱在倾倒断断续续的中间有空隙。通过不好的地方时，仍然要用皇冠的剥落;在这种情况下，桩子可能由前面的轨道组成，甚至是在碎石上钻孔的钢筋。

在提供合理站立时间的地面上，现代支撑系统使用钢材衬板在较大的隧道中，用圆形钢肋加固内部。单个衬板重量轻，用手很容易架设。通过采用小的漂移(水平通道)，支撑到中心岩心，衬板技术已在较大的隧道中成功应用图2这是1940年对20英尺隧道的练习芝加哥地铁。顶部标题向前移动，前面稍微加了一个"猴式漂移”，其中墙板被设置并作为拱肋的基础，也跨越当墙板是由竖立的柱子支撑在小级在下面长凳的两边。由于肋板和衬板只提供轻的支撑，因此在采矿后一天左右通过安装混凝土衬里进行加固。虽然衬垫板隧道比盾构隧道更经济，但地面损失的风险更大，不仅需要非常仔细的工艺，而且还需要事先进行彻底的土力学调查Karl V. Terzaghi．

盾构隧道

通过使用带有单独口袋的防护罩，工人可以在前方开采，也可以降低失地的风险;这些可以迅速关闭，以防止磨合。在极软的地面上，防护罩可以简单地向前推进，并关闭所有的口袋，完全取代前面的土壤;或者在推进过程中打开一些口袋，软土就像香肠一样从口袋里挤出来，然后被带式输送机切成大块。这些方法中的第一种用于林肯隧道在哈德逊河淤泥。

护盾尾部的支撑由大的部分组成，它们非常重，在螺栓连接在一起时需要一个动力架设臂来定位。由于其耐腐蚀性能高，铸铁已成为最常用的管片材料，从而消除了混凝土的二次衬里的需要。今天，更轻的部分被采用。例如，1968年旧金山地铁采用焊接钢板段，外部用沥青涂层保护镀锌在里面。英国工程师已经开发出预制混凝土这些细分市场在欧洲很受欢迎。

盾构方法的一个固有问题是存在一个2- 5英寸(5- 13厘米)的环形空洞，这是由于蒙皮板的厚度和节段架设所需的间隙造成的。土壤进入这一空洞可能导致高达5%的地面损失，这在城市工作中是无法忍受的。通过及时向空隙中吹入小型砾石，然后注入水泥，将失地控制在合理的水平灌浆(sand-cement-water混合物)。

控水

地下水位以下的软地面隧道经常有与地下水相碰撞的危险也就是说,土、水流入巷道，常造成掘进完全丧失。一种解决方案是在施工开始前将地下水位降低到隧道底部以下。这可以通过从前面的深井和隧道内的井点抽水来实现。虽然这有利于隧道开挖，但地下水位的下降增加了更深土层的负荷。如果这些是相对可压缩的，结果可能是一个重大的沉降相邻建筑地基较浅，一个极端的例子是下沉15到20英尺墨西哥城由于抽油过多。

当土壤条件不利于地下水位下降时，压缩空气隧道内部可以抵消外部的水压。在较大的隧道中，通常设置空气压力来平衡隧道下部的水压，其结果是它超过了顶部(上部)较小的水压。由于空气倾向于从隧道的上部逸出，因此需要经常检查和用稻草和泥浆修补漏洞。否则,一个可能会发生井喷，使隧道减压，并可能随着土壤进入而失去掘进。压缩空气大大增加了运行成本，部分原因是需要一个大型的压缩装置备用防止压力损失的设备，部分原因是工人和渣土火车通过气闸的缓慢运动。然而，主要的因素是在空气中工作的人们为了预防一种致残的疾病而大大减少了生产时间和很长的减压时间弯曲(或沉箱病)，潜水员也会遇到。当压力增加到通常的最大45磅每平方英寸(3个大气压)时，规定就会变得僵硬，每天的工作时间被限制为1小时，减压时间为6小时。再加上更高的危险费用，使得在高压下挖隧道的成本非常高。因此，许多隧道作业试图降低作业气压，或通过部分降低地下水位，或通过注入地下水来加固地面，特别是在欧洲固化化学水泥浆。法国和英国的灌浆专家公司已经开发了许多高度工程化的化学灌浆，这些灌浆在薄弱土壤的提前胶结方面取得了相当大的成功。

软土层摩尔

自1954年首次成功以来，摩尔(矿机)已在世界范围内迅速采用。在加拿大Gardiner大坝的粘土页岩中，类似的大直径隧道使用了Oahe鼹鼠的近距离复制Mangla大坝在20世纪60年代中期的巴基斯坦，后来的鼹鼠成功地在其他许多地方，包括在软岩石中挖隧道。在建造的几百摩尔中，大多数是为更容易挖掘的土壤隧道而设计的，现在开始分为四大类(所有类型都是相似的，它们都是用拖齿和放电渣土上带式输送机，大多数在盾内操作)。

的开面轮式可能是最常见的。在车轮中，刀臂沿一个方向旋转;在一种不同的模型中，它在雨刷器的动作中来回振荡，这是最适合潮湿，粘性的地面。虽然适合于坚实的地面，但有时也会被松软的地面所掩埋。

的闭面轮鼹鼠在一定程度上解决了这个问题，因为它可以一直压在表面，同时通过槽吸收渣土。由于刀具是从表面更换的，所以必须在牢固的地面上进行更换。这种鼹鼠的表现很好，从20世纪60年代末开始，在旧金山地铁项目中，在软到中等粘土和一些砂层中，平均每天30英尺。在本工程中，采用鼹鼠式操作，使两条单轨隧道比一条大型双轨隧道行车成本低、安全性好。当邻近的建筑物地基较深时，地下水位的部分降低可以在地下进行操作低压，成功地将地表沉降限制在约1英寸。在建筑地基较浅的区域，不允许降水;然后空气压力翻了一番，达到每平方英寸28磅，定居点也稍微小了一些。

第三种类型是pressure-on-face摩尔。在这里，只有掘进面加压，隧道在自由空气中正常运行，从而避免了在压力下的高劳动力成本。1969年，第一次重大尝试是用气压对在沙子和淤泥中活动的鼹鼠的面部进行测试巴黎地铁．1970年在墨西哥城的火山粘土中尝试使用粘土-水混合物作为加压泥浆(液体混合物);该技术的新颖之处在于，浆液神气活现的通过管道切除，日本也曾用过这种方法，摘除直径23英尺的压脸痣。这一概念在英国得到了进一步的发展，1971年首次建造了这种类型的实验鼹鼠。

的挖掘机盾构机本质上是一个液压驱动的挖掘机臂在盾构前面挖掘，盾构的保护可以通过液压操作的极板向前延伸，起到可伸缩桩的作用。1967-70年，直径26英尺在洛杉矶附近的Saugus-Castaic隧道中，一摩尔这种类型的粘土砂岩平均每天的进度为113英尺，最多为202英尺，提前半年完成了5英里的隧道。1968年，一个独立开发的类似设计的装置也在西雅图一条直径12英尺的下水道隧道的压实淤泥中工作得很好。

顶管

对于5到8英尺大小范围内的小隧道，开面轮型的小鼹鼠是有效的结合使用一种古老的技术，称为顶管，在这种技术中，预制混凝土管的最后内衬被分段向前顶。1969年在芝加哥两英里长的下水道中使用的系统在竖井之间有高达1400英尺的顶进管道。激光对准的车轮鼹鼠切了一个比衬里管略大的孔。摩擦减少为膨润土通过从表面钻出的孔向外部添加润滑剂，这些孔后来用于灌浆管道衬里外的任何空隙。最初的顶管技术是专门为穿越铁路和公路作为一种手段避免露天沟渠施工交替导致交通中断。由于芝加哥项目显示出每天几百英尺的潜在进展，这项技术对小型隧道变得有吸引力。

岩体的性质

重要的是要区分坚固或完整岩石块的高强度和由较弱的节理和其他岩石缺陷隔开的强岩石块组成的低强度岩体。虽然完整岩石的性质在采石、钻井和鼹鼠切割中很重要，但隧道开挖和岩石工程的其他领域都与岩体的性质有关。这些特性由缺陷的间距和性质控制，包括关节(通常由张力有时充满了较弱的物质)，缺点(剪切裂缝通常被粘土状物质填充，称为凿泥)，剪切带(因剪切位移而破碎)、蚀变带(热或化学作用在很大程度上破坏了岩石晶体胶结的原始粘结)、层理面和弱煤层(在页岩中，通常蚀变为粘土)。由于这些地质细节(或危险)通常只能在预先预测中概括，因此岩石隧道法需要在遇到情况时灵活处理。这些缺陷中的任何一个都可以将岩石转变为更危险的软基情况。

同样重要的是地应力- - - - - -也就是说,在隧道开挖之前，应力在原地存在的状态。虽然土壤中的条件相当简单，但岩石中的地应力却有很大的范围，因为它受到过去地质事件遗留下来的应力的影响:造山、地壳运动或后来被移走的载荷(冰川冰的融化或以前沉积物覆盖的侵蚀)。评价地应力效应和岩体性质是相对较新的岩石力学领域的主要目标岩石力学下面用地下室来处理，因为它们的重要性随着开口大小的增加而增加。因此本节强调通常的岩石隧道，大小在15到25英尺之间。

传统的爆破

爆破是在钻孔、装填、爆破、排烟和清除渣土的循环中进行的。由于在头部的密闭空间内，一次只能进行这五种作业中的一种，因此集中力量改进每一种作业的结果是将推进速度提高到每天40-60英尺，或可能接近这种循环系统的极限。钻井在美国，这种消耗时间周期的工作已经高度机械化。用可再生硬钻头的高速钻头碳化钨均由位于各平台层的电动臂架进行定位钻井巨轮(a安装钻机平台)。装载在卡车上的巨型隧道被用于较大的隧道。当安装在轨道上时，钻井巨车被安排跨在出渣机上，以便在出渣作业的最后阶段恢复钻井。

通过试验不同的钻孔模式和发射顺序炸药在这些洞中，瑞典工程师能够在每个循环中爆破一个几乎干净的圆柱体，同时最大限度地减少爆炸物的使用。

炸药这种常见的炸药由电雷管发射，由一个单独的带有锁定开关的发射电路供电。枪弹通常是单独装载的，并固定在一个木制的夯实棒上;瑞典努力加快装弹机通常采用气动装弹机。美国为缩短装填时间所做的努力往往是用一种自由运行的炸药来取代炸药，例如硝酸铵而且燃油(称为fo)，呈颗粒状(小颗粒)可以用压缩空气吹进钻孔。虽然an - fo类型的药剂更便宜，但其较低的功率增加了所需的数量，并且其烟雾通常会增加通风要求。对于湿孔，必须将颗粒改为需要特殊处理和泵送设备的浆料。

岩石的支持

在硬岩石隧道的支撑上，最常见的载荷是由于地面拱下松动的岩石的重量，在这里，设计师特别依赖于由两位奥地利人评估的阿尔卑斯隧道的经验，Karl V. Terzaghi，美国的创始人土力学约瑟夫·斯蒂尼(Josef Stini)是工程地质．岩体弱化因素，特别是爆破破坏，大大增加了支护荷载。此外，如果延迟放置支撑使岩石松动到传播向上(也就是说,围岩从巷道顶板脱落)，岩体强度降低，地面拱起。显然，松动的岩石载荷可以通过节理倾角(岩石裂缝的方向)的变化或前面提到的一个或多个岩石缺陷的存在而大大改变。高地应力的情况不太常见，但更严重，这在坚硬、脆弱的岩石中可能导致危险岩石破裂(从隧道一侧爆炸剥落)或在更具可塑性的岩体中可能会缓慢挤压到隧道中。在极端情况下，挤压地面的方法是让岩石收益率在控制这一过程的同时，多次开挖和重置初始支撑物，再加上推迟混凝土衬砌，直到地面拱变得稳定。

很多年了钢肋组是岩质隧道常用的第一级支护形式，在钢肋组支护中，与岩石间的紧密间隔对减小钢肋组的弯曲应力具有重要意义。优点是增加了改变肋间距的灵活性，以及在采矿后通过重置肋来处理挤压地面的能力。缺点是在许多情况下，该系统会过度屈服，从而导致岩体的削弱。最后，肋系统仅作为第一级或临时支撑，需要第二级混凝土衬里来保护腐蚀。

混凝土衬里

混凝土衬砌通过提供光滑的表面来帮助流体流动，并确保岩石碎片不落在使用隧道的车辆上。虽然浅层隧道通常是通过从表面钻出的洞中浇注混凝土来衬砌，但大多数岩石隧道的较大深度需要完全在隧道内浇筑混凝土。在这样拥挤的空间中操作需要特殊的设备，包括用于运输的搅拌车，用于放置混凝土的泵或压缩空气设备，以及可伸缩的拱形形式，可以折叠起来在保留的形式内向前移动。仰拱通常首先进行混凝土浇筑，然后是拱，拱的形状必须在原地停留14至18小时，以使混凝土获得必要的强度。在皇冠通过将排水管埋在新鲜的混凝土中来减少污染。最后的操作包括接触注浆，即注入砂水泥浆液来填充任何空隙，并在衬砌和地面之间建立完全接触。这种方法通常每天的进尺在40到120英尺之间。在20世纪60年代有一种趋势连续浇筑的进坡法，最初设计用于水电压力管钢筒的埋设。在这个过程中，几百英尺的模板最初被设置，然后在短段内倒塌，并在混凝土获得必要的强度后向前移动，从而保持在新混凝土不断前进的斜坡的前面。1968年，蒙大拿利比大坝的平头隧道就是一个例子获得采用推进斜坡法，每天浇筑300英尺(90米)的混凝土速率。

岩石螺栓

岩石锚杆用于加固节理岩石，就像钢筋在岩石中提供抗拉能力一样钢筋混凝土．经过大约1920年的早期试验，它们在20世纪40年代被开发出来用于加固矿山的层状顶板。为公共工程自1955年以来，它们的使用迅速增加，因为信心已经从两个独立的开创性应用中发展起来，都是在20世纪50年代早期。其中之一是在85英里长的隧道形成的主要部分，成功地从钢肋组改为更便宜的岩石螺栓纽约市的特拉华河渡槽．另一个是这种螺栓的成功，作为澳大利亚大型地下动力室的唯一岩石支撑雪山项目。自1960年以来，锚杆在为大型隧道提供唯一支护方面取得了重大成功岩室跨度可达100英尺。螺栓的尺寸通常在0.75到1.5英寸之间，作用是在岩石上产生压缩裂缝这样既能防止关节张开，又能防止关节滑动。为此，它们在爆破后立即放置，在末端锚固，拉伸，然后注浆以抵抗腐蚀和防止锚固蠕变。岩石筋(预应力索或捆扎杆，提供比岩石螺栓更高的能力)长达250英尺，每个预应力几百吨，已经成功地稳定了岩石室，坝肩和高岩石斜坡上的许多滑动岩体。一个著名的例子是它们在加强的桥台Vaiont大坝在意大利。1963年，水库发生巨大滑坡，造成巨浪淹没大坝，造成大量人员伤亡。值得注意的是，875英尺高的拱坝经受住了巨大的超载;岩石肌腱被认为提供了主要的加固。

喷射混凝土

喷射混凝土是小骨料混凝土通过软管输送和喷射空气枪在备份表面上形成薄薄的一层。虽然砂混合物已经使用了很多年，但在20世纪40年代末的新设备使加入粗粉来改进产品成为可能总高达一英寸;每平方英寸6000到10000磅(每平方厘米400到700公斤)的强度变得很常见。1951-55年，在瑞士Maggia水电项目中，岩石隧道支护取得了初步成功，该技术在奥地利和瑞士得到了进一步发展瑞典．一层薄薄的喷射混凝土(一到三英寸)的非凡能力，以结合和编织裂缝性在许多欧洲岩石隧道中，为了防止松动，喷射混凝土在很大程度上取代了钢肋支撑。到1962年，这种做法已经传播到南美．从这一经验加上在爱达荷州Hecla矿山的有限试验，粗集料喷射混凝土在隧道支护中的首次主要使用北美开发于1967年温哥华铁路隧道，有一个横截面高20英尺长29英尺，长2英里。在这里，最初的2到4英寸的涂层在稳定坚硬的块状页岩和预防方面非常成功纠缠在易碎的砾石和砂岩中，喷射混凝土在拱门上被加厚到6英寸，在墙壁上被加厚到4英寸，以形成永久的支撑，节省了原始钢肋骨和混凝土衬里约75%的成本。

喷射成功的关键是在松动开始降低岩体强度之前及时应用。在瑞典的实践中，这是在爆破后立即进行的，在进行渣土处理时，使用““瑞典机器人”，它可以让操作员保持在先前支撑的屋顶的保护下。在温哥华隧道上，喷射混凝土应用于从巨型隧道向前延伸的平台，而挖粪机在下面操作。通过利用几个优势独特的喷射混凝土的特性(柔韧性、高抗弯强度和连续层增加厚度的能力)，瑞典的实践已经将喷射混凝土发展成单一的支撑系统，并根据需要逐步加强，转化为最终的支撑。

保存岩石强度

在岩石隧道中，只要施工方法能保持岩体的固有强度，对支护的要求就能显著降低。人们经常表示，在美国的岩石隧道中，需要有高比例的支撑(可能超过一半)来稳定被爆破破坏的岩石，而不是因为岩石本身的强度很低。作为补救措施，目前有两种技术可用。首先是瑞典的发展sound-wall爆破(以保存岩石强度)，在岩石室下面处理，因为它的重要性随着开口的大小而增加。二是美国的发展在隧道中切割光滑表面的岩石鼹鼠，从而最大限度地减少岩石损伤和支撑需求——这里仅限于由钢带连接的砂岩隧道的岩石螺栓。在坚硬的岩石中(如1970年芝加哥的白云石下水道)，鼹鼠挖掘不仅在很大程度上消除了支撑的需要，而且还产生了一个足够光滑的表面，便于下水道流动，这可以节省大量的成本省略混凝土衬里。自它们在粘土页岩中取得初步成功以来，岩石鼹鼠的使用迅速扩大，并在中等强度岩石如砂岩、粉砂岩、石灰石、白云石、流纹岩和片岩中取得了重大成功。推进速度可达每天300至400英尺，经常超过隧道系统中的其他作业。虽然实验鼹鼠被成功地用于切割坚硬的岩石，如花岗岩和石英岩，这样的设备是不经济的，因为刀的生活短，频繁更换切削齿成本高。然而，随着摩尔制造商寻求扩大应用范围，这种情况可能会改变。切削齿的改进以及减少设备损坏造成的时间损失方面的进展都取得了持续的改善。

美洲鼹鼠已经发展出两种类型的切割器:圆盘切割机楔从坚硬的滚动圆盘切割的初始沟槽之间的岩石中出来使用钻头的滚轮钻头，最初是为快速钻井而开发的。作为该领域的后进者，欧洲制造商通常尝试了一种不同的方法-铣削型铣刀，磨掉部分岩石，然后剪切掉切边区域。人们的注意力还集中在扩大鼹鼠的能力，使其成为整个隧道系统的主要机器。因此，未来的鼹鼠不仅要切割岩石，还要探索前方的危险地带;处理和处理坏地;提供迅速安装支撑、锚固或喷射的能力;在松软的地面上从后方更换刀具;并产生一定大小的岩石碎片适当的对渣土清除系统的能力。随着这些问题的解决，摩尔连续掘进系统有望在很大程度上取代循环钻爆系统。

水流入

在隧道路径的前方进行探测对于确定可能的高水位流入和允许其预处理是特别必要的排水或灌浆。当意外发生高压气流时，会导致长时间的停工。当遇到巨大的水流时，一种方法是驱动平行隧道，交替推进，以便一个在另一个前面释放压力。这是1898年的一项研究辛普朗隧道在1969年Graton隧道在秘鲁那里的流量达到了每分钟6万加仑(23万升)。另一种技术是通过排水孔(或两侧的小排水漂移)提前减压，1968年的一个极端例子日本处理异常困难的水和岩石条件上罗科铁路隧道，在主隧道四分之一英里的长度上使用了大约四分之三英里的排水漂移和五英里的排水孔。

沉重的地面

对于导致反复破坏和更换支架的非常弱或高地应力的地面，矿工的术语是重地面。聪明才智处理它总是需要大量的时间和资金。正如众多例子中的几个所表明的那样，特殊的技术通常是在工作中发展起来的。7.2英里勃朗峰车辆隧道1959年至1963年，在阿尔卑斯山脉下，一个32英尺大小的先导钻孔，通过缓解高地应力，极大地减少了岩爆。5英里，14英尺El Colegio Penstock隧道哥伦比亚于1965年在沥青页岩这需要更换和重置2000多个肋组，当仰拱(底部支撑)和两侧逐渐压缩到3英尺时，这些肋组就发生了屈曲，并推迟了混凝土施工，直到地面拱稳定下来。

虽然在这些和许多类似的例子中，地面拱最终稳定下来，但知识不足以建立理想变形(调动地面强度)和过度变形(降低其强度)之间的点，改进最有可能来自于仔细规划和观察的现场测试截面原型但这些工程造价高昂，实际实施的很少，尤其是1940年在芝加哥地铁上进行的粘土测试，以及1950年在加州的粘土页岩中进行的加里森大坝测试隧道北达科他．然而，这种原型现场测试在最终的隧道成本上节省了大量费用。对于更硬的岩石，可靠的结果更加零碎。

无衬里的隧道

许多中等规模的常规爆破隧道都没有衬里，如果人类居住的人很少，而且岩石一般都很好。最初，只有薄弱区域被排列，并且边际区域留作后期维护。最常见的情况是建造超大的水洞，以抵消粗糙的两侧增加的摩擦，如果是压力管道隧道，则配备了一个岩石陷阱，以便在松动的岩石进入涡轮机之前捕获它们。其中大多数都是成功的，特别是如果作业可以安排定期停机以维修岩崩;科罗拉多州北部的larmie - poudre灌溉隧道在60年里只经历了两次重大的岩崩，每次都在非灌溉时期很容易修复。相比之下，在14英里处有一个渐进的岩崩加拿大科马诺水管隧道导致整个小镇关闭卡提玛特在英属哥伦比亚,度假1961年，由于没有其他电源来运行冶炼厂，工人们工作了9个月。因此，选择无衬砌隧道涉及到在最初节省和延期维护以及评估隧道关闭的后果之间的妥协。