本研究成果研发了一种城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法，联络通道采用上、下台阶法开挖，台阶法施工顺序为：进行上台阶开挖、施做上台阶初支、施做拱部砂浆锚杆、下台阶开挖、施做下台阶初支、施做联络通道二衬结构；其中，上台阶采用机械法辅助高压气体膨胀致裂法开挖，下台阶采用高压气体膨胀致裂法破岩开挖。本研究成果既具有爆破法开挖的高效性，又具有机械法开挖的安全性,影响范围小、基本无环境污染，较于纯机械开挖效率高，并且还具有安全性能好、污染少、噪声低、振动小、易控制等特点。

近年来，随着我国经济的快速发展和城市建设的大力推进，我国城市交通流量大幅上升，交通拥塞、城市环境日益恶化已成为各大城市普遍存在和待解决的重要问题。城市地铁作为一种安全、快捷、高效、环保的交通形式，成为许多大城市解决交通问题的首要选择。在城市地铁的规划设计中，上下行隧道间通常需要设置联络通道，联络通道是非常重要的附属设施，常起着两隧道连结、集、排水、防火和疏散等作用，在地铁运营过程中发挥着重要的作用。在盾构法隧道基础上修建联络通道，由于要破除管片，使开挖过程中已修建盾构隧道管片的结构受力复杂，另外联络通道部位往往存在降水及地层加固困难，在地下水的作用下，开洞处及联络通道容易产生塌方，因此，如何开洞及如何保护盾构管片的安全稳定，是盾构法施工很关键的问题。在联络通道施工中，目前采取的方法主要有冻结法（或钻爆法）、矿山法、顶管法等，这几种方法在国内的地铁建设中都得到了广泛的应用。冻结法、顶管法等方法主要是解决在富水、软泥等极不稳定的地层中开挖联络通道，以达到在联络通道开挖过程中控制围岩变形，防止塌方、透水等事故的发生；矿山法（或钻爆法）在城郊硬岩地层或允许爆破的环境中应用，但其在人车密集的城区极少采用。 随着我国在建的城市地铁建设项目分布在大江南北，地质条件差异极大，比如，华中及华南的大部分城市盾构法修建地铁大多会穿越上部为素填土、砂卵石地层及下部为硬岩地层的上软下硬复杂地质环境，当联络通道施工穿越硬岩（如花岗岩、灰岩等）地层，围岩强度大（最高达到150MPa以上），凿岩破岩困难；联络通道下穿城市交通主干道，周围建构筑物、人口密集，对周围环境安全影响大；联络通道拱顶上部为含水砂卵石地层，开挖后拱顶渗水、受力复杂，会使拱顶围岩受到较大的拉应力，硬岩的准脆性特导致其抗拉强度较小，存在较大塌方风险；暗挖联络通道施工过程中受力体系频繁转换和平衡，盾构管片的结构易变形、失衡和破坏。研究可安全、高效率破岩的联络通道掘进方法，规避施工中工程灾害的发生是联络通道施工中亟待解决和技术难题，也是保证联络通道安全、快速、经济施工的首要前提和必要条件。 尽管传统的控制爆破技术已应用于很多工程项目建设中，但在某些特殊和敏感的城区，炸药爆破开挖方法被禁止或不适用，比如，市中心地铁、重要管线附近，紧邻民宅，争议性较大的敏感地区等等。因为在城市地铁复杂施工环境下，邻近既有建构筑，地面人多、车多，而现在炸药爆破施工存在振动、噪声和飞石三大公害，影响范围大，在城市中心采用炸药爆破施工极易引发安全事故。而国内外对非爆破方法的研究主要有机械铣挖法、静态膨胀剂法、劈裂棒法、二氧化碳法、镐头机破岩法、风镐等。这些非爆破开挖法具有振动小、噪声较小且安全可靠等优点，但成本高、破岩效率低、人员和设备用量大、需要多个临空面，对强度超过50MPa的硬岩开挖，效率极低甚至无法实施。本研究成果提供的一种城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法，可解决上述现有技术存在的问题，使得城市复杂环境下地铁硬岩地层联络通道安全、高效施工。 目前，本研究成果已在长沙市、杭州市等城市地铁硬岩地层联络通道开挖中成功应用，取得了良好的经济和社会效益。 未来的几十年，我国大、中城市还将大量修建地铁等轨道交通，也将面临越来越多的地铁穿越城市硬岩地层，且位于城市人口、车流、建构筑物密集区，为了城市的安全与环境，大部分城市已禁止采用爆破开挖。本研究成果，作为一种新兴的环境友好型硬岩破岩方法和技术，必将大有用武之地，预计每年将产生上亿的经济价值。