處在海平面以下40m的豎井處，貼耳于井壁上時，可聽到逐漸臨近傳來的盾構機聲音，然后恢復到寂靜。

    從地平面下70m深的豎井內，φ9.1m的泥水盾構始發(fā)推出。日本最大級別深度的東京煤氣扇島工廠受配管用的海底隧道，在海底下地層中掘進了530m長度后到達了海底豎井，轉瞬間便停止了盾構機。

    此盾構機掘進工程是在1995年3月6日～同年9月8日的6個月時間內，包括豎井筑造、下沉，盾構始發(fā)乃至到達的防護等準備工程，以21個月、在700KPa的高水壓力下，完成了一條完全不滲漏水的盾構隧道，成為日本盾構工法技術處在世界第一流水準的又一個佐證。

    盾構掘進的發(fā)源，是在1818年英國人M·I布魯湟爾，在倫敦市泰晤士河岸所設置的深度為21m的工作坑處，采用“盾構”推出擋土結構，是以工作坑后壁為支承墻，通過所使用的螺旋千斤頂作為推進動力，把這個“擋土式盾構”作了推進。途中，由于河床土體坍塌、浸水事故而中斷。后來到隧道貫通時實際上是花了20多年的時間，此時，作為盾構機的創(chuàng)始人布魯湟爾已成了72歲的古稀老人了。發(fā)展到今天的盾構工法，乃是這位布魯湟爾的熱情散發(fā)到頂端所至。

    此后，在1887年的南倫敦鐵路隧道工程中，兼用了氣壓施工法的盾構推進，構筑了盾構工法的基礎。

    到了1890年時代，盡管美國、德國、法國等國多半也使用了盾構工法應用于隧道建設中。還使用了半盾構(頂板盾構)、橢圓形、馬蹄形、矩形等盾構。

    在日本，通過學習歐美的技術，大約在1940年開始，采用盾構工法在地下鐵道、下水道等建設中，1970年后又開發(fā)了密閉型工法，并有了飛躍的發(fā)展。在1989年時橫貫英法海峽隧道工程中，是采用了日本制造的土壓式盾構機，領先于世界直到如今。

    以下，就盾構工法在日本的引進、發(fā)展，并對今后的展望作一試敘。

    日本的盾構工法

    1. 盾構工法的引進和發(fā)展

    在日本最初成功的盾構工法，是國鐵關門海底隧道工程(1939～1944)，在門司方的不良地基中上行線405m，下行線725m之中，是使用φ7.2m的人工挖掘式盾構機，兼用了氣壓施工法和化學藥液注漿法進行了施工。通過這項工程，可以認為是確立了日本的盾構工法的技術。

    是在1953年的關門公路隧道和1957年的帝都高速交通營團4號線永田町2工區(qū)中，使用的是頂板盾構，再有，是名古屋市的地下鐵道覺王山隧道中，是兼用氣壓施工法的人工開挖盾構施工的。

    在此以后，由于要面向1964年的東京奧林匹克的工程，隨著經(jīng)濟的高度成長，要求城市設施建設工
程急劇增加，建設工程有時也帶來的公害明顯化了。人工開挖式盾構工法的使用就此替代了以往的城市隧道中的明挖工法。在此時期內，伴隨著盾構掘進，作為對付地下水的對策便是降水工法和氣壓工法，而作為對付地基沉降等的措施，則是兼用了化學藥液注漿法等的輔助工法。

    在普及盾構工法的同時，希望能開發(fā)在縮短工期、省力化、對付復雜地基等問題上的盾構工法，而機械式掘進盾構工法是在1963年大阪市上水道大淀輸水管道(φ2.6m，長度227m)中，是首先使用的新的盾構。第二年在大阪市地下鐵道工程中，使用了φ6.97m，掘進長度達668.4m大斷面機械掘進式看構工法，各制造廠方、公司致力于機械掘進式盾構機的開發(fā)并推向實用化階段。

    2. 密閉型盾構工法的開發(fā)

    作為輔助工法的氣壓工法或者是化學注漿工法使用的結果，是可能發(fā)生缺氧事故，化學漿液為害事故或隧道內火災事故。在摸索這些事故的對策之中，成為泥水式盾構和土壓式盾構工法的先后誕生過程。

    泥水式盾構的原理，是在1961年由法國卡姆諾培羅納篤公司設想出來的，而在日本是用于1967年帝都高速交通營團地下鐵道的9號線神田川工區(qū)主線工程的引水隧道(φ3.1m、長度312m)中使用過泥水盾構工法。泥水盾構工法是對原封不作改變的機械化盾構的切削刀盤部分，用隔墻密閉化、用壓送泥水至開挖面上，而用排泥閥按流體方式輸送掘削土碴的。作為大型隧道斷面的使用，是在1969年，日本鐵道建設公團京葉線的羽田隧道，在貫穿森崎運河工區(qū)中，采用了φ7.29m、長度為856m×2線路工程，曾引起國外有關人士的較大關注。

    此外，在1974年由日本獨自開發(fā)了土壓式盾構。這種盾構工法，也還是在機械化盾構機的切削刀盤后面設置了隔墻，采用螺旋輸送機進行排出土碴，將密閉艙內掘削土經(jīng)混合攪拌機構攪拌成泥土化，是通過給予所規(guī)定的壓力來求得開挖面的穩(wěn)定。作為土壓式盾構工法的改良型，是在切削器的密閉艙內注入添加材料(加泥材料、泥漿材料)，開發(fā)了藉助攪拌葉輪的混合泥土加壓式盾構工法，土壓式盾構工法可能應用的范圍逐漸地在擴展。泥土加壓式盾構工法首先采用的是在1976年東京都水道局本地區(qū)的水管建設工程中。作為使所用的添加材料，是使用氣泡、使得掘削土的流動性能和止水性能得以提高的氣泡(泡沫)盾構工法。

    泥水式和土壓式等的密閉型盾構工法改善了施工坑道內的大氣壓力作業(yè)的環(huán)境，不再有漏氣、缺氧等問題產(chǎn)生，也為謀求工程區(qū)域周圍的環(huán)境保護得到保證，已成為今后盾構工法的主流了。

    3．盾構工法的多樣化

    由于密閉型盾構工法的實用化，對于開挖面的穩(wěn)定和地基沉降等對周邊環(huán)境的影響變小了，盾構工法成為對付地下鐵道、上下水道、電力通信、道路、地下河渠等大規(guī)模的隧道工程施工條件不利情況下施工的主力軍。

    此外，當進入到廿世紀八十年代的后半時期，成為對于這些隧道中對應的規(guī)模、形狀、線形、自動化、省力化、降低成本等多種需要，開展了工程總承包商和制造商相互之間技術競爭的動力。

    (1) 大斷面化

    在克服開挖面的穩(wěn)定和物資、機械、材料組合的功效化課題，以φ14.14m的橫貫東京灣道路為起點，所進行了大斷面鐵路、公路、地下河流等大直徑隧道施工。

    (2) 大深度化

    由于城市中比較淺的地下空間皆為已設置的構筑物云集占據(jù)，要新建隧道必須變深，便成為要施工深度在下60～70m的隧道，要提高盾構機和管某醒剮?，耐静[?，穆柷往大深度、高水压施工抵\匾弒傅奶跫?br>
    (3) 長距離化

    在過分密集的市中心部分，對于難以保證豎井用地的情況下，通過對盾構機等功效的有效使用，把降低造價為目標，要求使用1臺盾構機作長距離的掘進。在此情況下，成為盾構機的耐久性，切削刀頭的更換技術，掘削土碴的處理設備，物資器材高速度輸向開挖面的設備等課題。正在出現(xiàn)施工長度為6.5km的工程實績。

    (4) 斷面的最佳化

    通常，工程費用是與掘削斷面呈正比例的，此外，受到用地的制約，求得兼能符合使用目的形狀，盡量減少斷面面積的隧道。根據(jù)這樣的需要，就此不斷地開發(fā)了MF、DOT、H&V等多圓形、自由斷面、MMST、偏心多軸等異形斷面和擴大、球體等的盾構工法應用到各種實際工程中。

    (5) 隧道襯砌、地下對接技術

    作為縮短工期、降低造價的技術開發(fā)之一，乃是開發(fā)了不使用預制管片襯砌塊，而是在盾構中直接設置模板，在現(xiàn)場就地澆筑隧道襯砌的ECL工法。此種場合下，從兩側方向掘進而至的盾構機，作會在地層中進行盾構的接合技術，而開發(fā)發(fā)地層土凍結工法，MSD工法等項目。

    4．在海外的評價

    在1994年5月開業(yè)的英法海峽隧道(長度49km)工程的幾個主要區(qū)段中，在設計、制作、維修保養(yǎng)等方面，全面地使用了日本的盾構機。

    留傳下來的均為優(yōu)秀的施工實績，日本的盾構技術和長期從事這方面的有關人員的努力，成為海外評價的對象。

    今后的技術課題和展望

    根據(jù)以英法海峽隧道，或者是橫貫東京灣海底隧道為代表的大深度、大斷面隧道掘削技術的發(fā)展和大城市圈內基礎設施用地難以保障的背景，于2000年5月成立了“關于大深度地下公共使用特別措置法”，地下開發(fā)技術再一次引起人們的注意。

    特別是對鐵路、公路等的地下長大構筑物的盾構工法上的期待是很大的，對今后，不用說在確保質量的前提下，期望以安全、高速度、低價格的施工為目標的技術開發(fā)。具體地可舉出如下的幾個方面的技術課題。

    大深度(盾構機等的密封、始發(fā)、到達方法、排土機構……)

    大斷面化(盾構機的方向控制、管片接頭、拼裝方法……)

    長距離化(掘削土碴的搬運、管片的搬運、切削刀頭的修補、更換、作業(yè)人員的安全衛(wèi)生……)

    地層障礙物處置(原設構筑物的基礎樁、流放木段等排除……)

    在市中心部分的施工(地面上臨時設施的緊湊化、降低噪聲、振動……)

    最近，作為新型的盾構工法之一，發(fā)表了關于幾只盾構必須成為整體方式的掘進，做到可任意地分岔地下道路坡道等合理施工的構想，已可看到盾構工法技術高度化的先兆。對于社會的需求，期待著技術人員作出更進一步的鉆研成果。