隧道建设是国家重大战略实施与生态文明协调发展的必然选择，是实现城乡互动、区域互通、全球互联和军民互动的强力保障，意义重大。我国当前基础设施建设加强，铁路公路交通、水利水电、能源矿山、市政工程以及其他领域修建了大量的隧道(洞)工程，我国已经成为世界上修建隧道规模最大的国家。随着“一带一路”倡议的深入，世界范围内隧道建设规模越来越大，隧道机械将发挥越来越重要的作用。

传统的隧道建设只能采用明挖法、矿山法等传统工法，存在高风险、高污染、低效率等重大社会环境和经济问题。盾构法和TBM掘进法掘进速度可达到传统钻爆法的6倍，采用隧道掘进机施工能够大幅缩减工期。经过多年努力，我国隧道掘进机发展经过了起步阶段，已经基本完成技术积累，隧道掘进机技术已经比较成熟，成为目前隧道施工的主要工法。隧道掘进机技术含量高、单台设备价格昂贵、供货周期长，有很高的行业壁垒。我国隧道掘进机发展时间较短，该类型设备一度以进口为主。从隧道掘进机的发展历程来看，北方重工集团有限公司、中铁工程装备集团有限公司、天业通联重工股份有限公司、上海隧道股份有限公司等为代表的隧道机械制造企业，与浙江大学、同济大学、燕山大学、石家庄铁道大学、太原理工大学和盾构及掘进技术国家重点实验室等科研院所紧密合作，极大推动了我国隧道掘进机的发展，经过尝试探索阶段后，在刀盘、盾体、液压系统、主轴承等领域逐渐突破，进入高速发展期，隧道掘进机整机实现国产化，购置成本大幅降低。隧道掘进机核心部件国产化，使用成本、维修成本降低，整机价格进一步下降，推动行业实现跨越式发展。伴随着国内地铁、隧道、水利、地下管廊等地下空间建设的快速发展，我国盾构机需求在2019年有望达到190亿元以上，2016—2019年复合增长率25%以上，同时“一带一路”倡议也将带来新的市场，为盾构机行业的发展提供广阔的空间。然而，软土盾构机的寿命仅6~10km，硬岩TBM寿命约20km，今后盾构机行业的重点是研发具备更长生命周期、更高可靠性和可维修性的产品。

但对隧道结构而言，异形断面具有空间利用率高、功能匹配性强等显著优点，可以减少土方开挖和空间浪费，降能耗、减成本、提效率。所以目前我国在建和规划的超过40000km的隧道里程中，异形隧道占70%以上，总投资超过10万亿元，广泛应用于国防、能源、交通、水利、城市立体开发等重大领域。中铁工程装备集团有限公司和浙江大学等单位开发的异形掘进机，是一种可实现异形隧道施工机械化、自动化、信息化作业的大国重器，已经成功占领了国际市场。

目前国内没有系统全面的隧道施工机械应用手册，各个施工单位、设计院以及各大院校在隧道施工设备资料收集与样本查询中遇到很多困难。在此之际，在《工程机械手册》编委会指导下，总结我国近年来自主开发的隧道机械各类产品、积累的相关成果和经验，编写以实用为主的《隧道机械》。

本书主要内容取材于编者科研团队和合作企业所完成的国家“863”“973”、国家自然科学基金和企业委托科研项目实践中的相关成果。另外，还参考了一些国内外企业的最新产品资料。本书涉及现在主流的隧道种类、施工技术，包含了从早期工法到现在先进工法的各种隧道开挖设备、支撑设备、TBM、盾构机以及相关的辅助设施等内容。本书是一部全面介绍隧道机械产品应用的实用手册，力争为读者提供一个完整的隧道及隧道机械的实用知识体系。

本书分为隧道及其施工技术，非全断面隧道施工机械，全断面隧道施工机械，其他机械及辅助设备4篇。内容涵盖了隧道机械的历史发展、各种隧道掘进设备以及辅助设备等多个方面。

第1篇隧道及其施工技术，首先阐述了我国隧道的发展历程及现状，然后按隧道的用途、长度、断面面积、隧道所处的地理位置、隧道埋置的深度和隧道所在的地质条件对隧道进行了详细的划分，并对隧道的基本结构进行了介绍。其中，对隧道施工技术和全断面隧道施工方法进行了重点介绍。

第2篇非全断面隧道施工机械，主要包含两部分，隧道开挖设备和隧道支护设备，具体涉及了每种设备的概述、分类、典型机种的结构与工作原理、常用产品性能指标、选用原则、维护保养等内容。

第3篇全断面隧道施工机械，包括全断面岩石掘进机(TBM)、盾构机和异形断面隧道盾构机。对上述全断面隧道机械从概述、分类、典型机种的结构与工作原理、常用性能指标、选用原则、维护保养和常见故障排除方法等七个方面进行了详细的阐述，并且介绍了国内外的应用实例，为施工单位和科研人员提供参考。

第4篇其他机械及辅助设备，介绍隧道施工中的一些常用辅助设备，这些设备在隧道施工过程中的施工技术特点及其结构特点有独特之处，并且这些设备在隧道施工中的作用同样巨大，其在使用过程中同样需要工程人员特别关注。顶管设备在管道铺设中的应用，防水板铺设机械、拱架安装设备、除尘设备、井下作业车以及装碴运输机械等在施工中的运用也极大地提高了工作效率和施工人员的安全性。

本书涉及各种工法的施工机械设备30余类，遵循突出实用性的原则，希望为业内人士提供合适的样本，提高资料收集效率。在为隧道施工单位以及设计科研人员介绍各种施工工法、施工机械选用的同时，也介绍了很多典型机械的工作原理，更便于施工单位人员对设备的理解与使用。此外，本书还介绍了隧道施工机械的维护与维修，可为相关设备研发设计单位提供借鉴。

不同的地质条件、不同的规模需要不同的施工工法，造成施工机械的多样性，而TBM和盾构更是需要根据隧道定制。基于各种原因，一些特殊的隧道施工机械和工法没有合适的资料，本书不能面面俱到，不能解决隧道施工设备选用的所有问题，但希望可以为读者提供解决问题的思路。

本书由燕山大学赵静一教授担任主编，浙江大学龚国芳教授、燕山大学郭锐副教授、秦皇岛天业通联重工科技有限公司的冯扶民总工和秦倩云总工任副主编。本书的编者中有来自相关企业和高校的技术人员和研究者，由于结构所限，只能介绍他们某些领域的部分成果，在此向他们致敬。

感谢浙江大学杨华勇院士、徐兵教授，燕山大学王永昌教授一直以来的大力支持，感谢编者团队的博士生、硕士生完成搜集、整理大量参考资料工作，特别感谢他们在电子文档录入、电子图表绘制等工作中付出的辛勤劳动。

感谢清华大学出版社，感谢《工程机械手册》主编石来德先生，在他们悉心指导和支持鼓励下，编者才能够顺利完成本书的编写任务。

由于本书内容涉及的隧道机械门类众多，机型各异，技术复杂，特别是许多根据新工法催生的新型隧道施工机械，技术复杂，编写难度巨大。鉴于编者水平所限、时间仓促，难免有疏漏和不当之处，望读者提出宝贵建议与意见。

编者2018年9月