進入21世紀以后，我國隧道工程發(fā)展迅猛，特別是隨著高速公路、高速鐵路、城市地鐵的大規(guī)模修建，呈現(xiàn)出建設標準高、速度快、長度長、斷面大、地質(zhì)復雜、工期短等顯著特點，并且高海拔、大埋深、高巖溫、強富水、擠壓性圍巖和不良氣體等隧道逐漸增多，城市復雜環(huán)境隧道和跨江越海水下隧道呈快速增長之勢。這些隧道工程的建設對我國隧道修建技術的發(fā)展提出了很大的挑戰(zhàn)，也帶來了難得的發(fā)展機遇。對我國隧道修建技術發(fā)展而言，首先取得的成績是主要的，我們在較短的時間內(nèi)建成了這么多地質(zhì)復雜的隧道工程，為我國的交通發(fā)展和經(jīng)濟建設做出了突出的貢獻。已故王夢恕院士曾直言：“只有隧道工程才可以使高速鐵路采用較大的曲線半徑穿山越嶺成為可能，沒有隧道工程技術的進步，就沒有中國高速鐵路�！钡�是，我們也有很多經(jīng)驗教訓值得總結，有不少隧道工程在建設過程中走了不小的彎路，造成了嚴重的后果，有的是發(fā)生重大安全事故造成人員傷亡和設備損壞，有的是拖延了項目工期，有的是增加工程投資造成了經(jīng)濟損失，也有的是給后期運營帶來隱患甚至直接影響運營安全。這些教訓充分反映了我們的隧道設計還有很多不完善的地方，我們的施工技術還不夠先進，我們的建設管理水平還需要進一步提高。
　　隧道技術的發(fā)展，首要在設計，設計是技術進步的龍頭。也只有先進的設計，才能建造出精品工程。設計是有靈魂的，好的設計必須有科學的理論指導和正確的設計方法。當前隧道設計工作中往往有幾種不良的傾向：有的設計直接照搬參考圖，缺乏針對性和靈活性，但事實上世界上沒有完全相同的兩座隧道，設計也要體現(xiàn)出個性；有的設計采用極其保守的工程措施，美其名日“寧強勿弱”，實際上是造成工程的浪費，缺乏經(jīng)濟性，要知道不考慮經(jīng)濟性的方案不是好的設計方案；有的設計長官意識太強，有些觀念本來就是錯誤的，但我們的設計人員怕得罪上級，設計方案遵從長官意志，結果這些工程往往經(jīng)不起歷史的考驗。當然，絕大部分設計人員還是想把設計搞好，但是一方面由于缺乏經(jīng)驗，難以準確判斷出可供參考的工程案例，另一方面由于對設計方法了解不夠，難以設計出高質(zhì)量的作品。寫作本書的目的，就是期望向廣大設計人員傳遞一個正確的設計思想，使其全面了解國內(nèi)外有關隧道設計的理論和方法，掌握隧道相關技術的最新發(fā)展和工程應用實例，為可能遇到的相關技術難題提供參考。
　　本書之所以用“講”的形式進行寫作，主要是考慮“講”寫起來更加靈活，更容易把深奧的理論講清楚，“平面鋪展”與“縱向深入”相結合，基于當前行業(yè)發(fā)展和隧道技術理念與方法創(chuàng)新的規(guī)律幫助讀者建立完善的知識結構，從而拉近讀者與作者的距離，給讀者一種面對面交流的感覺。另外，每一講是一個獨立專題，都是圍繞隧道設計理論和方法進行系統(tǒng)介紹，講與講之間既有聯(lián)系，又重點突出、自成一體。
　　本書共分九篇，56講。首先為緒論，共分2講，主要介紹隧道設計的特征及基本要求，我國隧道工程取得的成就，以及隧道設計理論和方法的發(fā)展歷程。第一篇介紹隧道設計的基本理論和設計方法，共分9講，主要介紹隧道工程的力學理論、圍巖穩(wěn)定性評價和分級、高速鐵路隧道空氣動力學效應及工程對策，系統(tǒng)介紹國外的設計理論：新奧法、挪威法和巖土變形控制分析法，以及國內(nèi)隧道設計常用的標準設計和工程類比設計方法、特征曲線法以及最新研究成果圍巖變形控制設計方法。第二篇介紹支護結構設計，共分12講，首先介紹常用的結構計算方法，包括解析設計方法以及荷載一結構模型和圍巖一結構模型兩種結構計算方法；然后分別介紹礦山法隧道結構體系中各部分的設計方法，包括超前支護設計、掌子面圍巖補強設計、初期支護設計、二次襯砌設計、明洞與棚洞設計；最后介紹其他幾種施工工法的設計方法，包括TBM選型及設計、盾構隧道管片設計、沉管隧道設計，以及隧道結構耐久性設計。第三篇主要介紹特殊結構設計，共分5講，包括洞口段設計、淺埋和偏壓段設計、超大跨度隧道結構設計、近接隧道設計和結構抗震設計。第四篇主要介紹隧道的防排水設計，共分4講，包括圍巖滲透性及地下水控制、圍巖注漿堵水與加固設計、防水設計和排水設計。第五篇介紹特殊巖土與不良地質(zhì)隧道設計，共分10講，包括黃土隧道、風積沙隧道、寒區(qū)隧道、多年凍土隧道、巖溶隧道、巖爆防治、擠壓性圍巖隧道、采空區(qū)隧道、膨脹性圍巖隧道和瓦斯隧道的設計方法。第六篇是特殊工法設計，共分3講，分別是凍結法、微振爆破設計方法和懸臂掘進機銑挖法設計。第七篇介紹其他設計，共分6講，分別是輔助坑道設計、缺陷整治設計、超前地質(zhì)預報、監(jiān)控量測、鐵路隧道運營通風和防災救援設計。第八篇主要介紹幾個重大工程實例，共分5講，包括目前運營最長的關角隧道、在建最長的高黎貢山隧道、獲得國家科技進步獎的獅子洋水下隧道、采用TBM法修建的西秦嶺隧道和采用沉管法修建的港珠澳大橋沉管隧道。本書內(nèi)容非常豐富，幾乎涵蓋了隧道設計有關的全部理論和方法。