盾构隧道刀具更换技术

　　本书以盾构隧道刀具更换技术为主题，从盾构刀具类型及其在地层中切削和磨损物理过程出发，阐述了盾构刀具更换技术的内涵和主要分类，并结合课题组的研究成果和典型盾构工程换刀作业实例，对常规刀盘-常压换刀、基于常压可更换刀盘设计的常压换刀、带压换刀等三种主要换刀技术的原理、技术流程、关键技术、适用范围和优缺点等进行系统的分析和总结；*后分别介绍了我国盾构遭遇基岩凸起和大孤石等特殊工况下避免换刀的技术和目前日本*新换刀技术。本书是对盾构刀具更换技术的一次较系统的总结。本书以技术理论分析为基础，结合相关典型工程案例，深入浅出地展示了盾构隧道施工中刀具更换技术，既可帮助工程一线施工人员更好理解刀具更换技术，又可为工程技术人员、科研人员以及大专院校有关专业的师生提供参考，促进盾构技术的发展。

　　钱七虎，现任军委科技委顾问、解放军陆军工程大学教授、博士生导师，2018年度国家科学技术奖得主。长期从事防护工程及地下工程的教学与科研工作，解决了孔口防护等多项难点的计算与设计问题，率先将运筹学和系统工程方法运用于防护工程领域。 主持完成了《21世纪中国城市地下空间发展战略及对策》《我国重要经济目标防护措施及对策》等多项国家咨询课题；作为首席科学家主持完成了国家自然科学基金重大项目《深部岩石力学基础研究与应用》研究。 陈健，教授级高工。中铁十四局集团副总工程师、首席专家，国内知名大盾构专家，主要从事大盾构越江隧道项目技术管理及科研攻关工作。获“中国土木工程詹天佑创新集体”“茅以升铁道工程师”“山东省优秀发明人”“江苏省十大职工操作法”“山东省优秀青年知识分子”等荣誉称号。成功完成了南京长江隧道、扬州瘦西湖隧道、武汉地铁8号线越江隧道等大型水下隧道工程建设，主持研发的科技成果多项达到国际先进、国内领先水平。曾获省部级科技进步一等奖6项，二等奖2项；获工法1项，省部级工法5项；授权国家专利23项；发表核心及以上科技论文14篇，出版专著1部。 闵凡路，博士，河海大学副教授，硕士生导师，香港科技大学访问学者，入选河海大学“大禹学者”计划。主要从事水下盾构隧道、城市地铁等方面的科研与教学工作。主持国家自然科学基金2项、国家973计划项目子课题等纵向课题5项，主持或参与南京长江隧道、南京纬三路过江隧道、扬州瘦西湖隧道、南水北调中线穿黄隧道、武汉过江地铁等10余项大直径水下盾构隧道及城市地铁的科技创新工作；发表论文60余篇，其中SCI/EI论文30篇；出版专著1部；授权发明专利16项；获得省部级科技进步奖一等奖1项。

第1章绪论1
1.1盾构技术的发展及应用概况/11.2复杂地层中盾构工程遭遇刀具磨损的严重性和普遍性/41.3恢复盾构掘进的关键技术——刀具更换技术/7第2章盾构掘进时刀具的切削、磨损与更换8
2.1盾构刀盘及刀具的类型与布置/82.1.1盾构刀盘类型/82.1.2盾构刀具类型/142.1.3盾构刀盘布置/212.2刀具切削与磨损/262.2.1盾构刀具切削机理/272.2.2盾构刀具磨损类型及实例/312.2.3盾构刀具磨损原因分析/382.2.4盾构刀具磨损监测方法/412.3盾构开舱技术/442.3.1盾构隧道开舱概述/442.3.2盾构隧道常用开舱技术/462.3.3国内外典型的盾构隧道开舱实例简介/492.3.4盾构开舱技术总结与展望/522.3.5盾构刀具更换技术/52第3章常规刀盘常压换刀技术55
3.1自稳地层换刀技术/553.2地层加固技术/573.2.1旋喷加固技术/583.2.2深层搅拌加固技术/663.2.3冷冻法施工技术/723.2.4竖井加固技术/783.2.5地下连续墙加固技术/843.2.6几种技术方法比较/903.3常压换刀技术/913.3.1换刀流程/913.3.2盾构刀盘刀具焊接工艺/923.3.3刀盘修复的内容/973.4南水北调中线穿黄隧道工程实例/1013.4.1工程概况/1013.4.2停机情况介绍/1023.4.3保障开挖面稳定措施/1043.4.4开挖支护/1073.4.5刀盘刀具修复/108第4章基于常压可换刀设计的常压换刀技术112
4.1基于常压可换刀设计的常压换刀技术简介/1124.1.1常压换刀工艺原理/1124.1.2常压换刀工法特点/1124.2常压可更换刀刀盘结构设计及刀具布置/1134.3常压可换刀具的拆卸及安装/1164.3.1刀具更换的安全要点/1164.3.2刀具检查及更换计划/1174.3.3常压换刀的流程/1174.4武汉地铁8号线越江段常压开舱换刀实例/1274.4.1工程概况及地质条件/1274.4.2盾构基本参数及特点/1294.4.3停机位置及换刀计划/1304.4.4常压换刀流程及方案/133第5章带压开舱开挖面稳定技术与换刀技术138
5.1带压开舱开挖面稳定技术/1395.1.1泥浆配制技术/1395.1.2泥浆成膜技术/1455.1.3基于泥膜闭气的稳定开挖面技术/1475.2带压开舱换刀技术/1515.2.1潜水作业/1515.2.2带压进舱/1535.2.3带压换刀技术流程/1555.3南京长江隧道(纬七路)常规压缩空气带压开舱换刀实例/1565.3.1南京长江隧道工程概况/1565.3.2南京长江隧道盾构掘进及停机过程分析/1635.3.3开舱时开挖面稳定性的控制/1655.3.4带压开舱换刀实施/1695.3.5开舱经验总结与讨论/1705.4南京纬三路过江隧道饱和法带压开舱换刀技术实例/1715.4.1南京纬三路过江隧道工程/1715.4.2泥膜闭气性在带压开舱中的应用/1765.4.3饱和法带压进舱换刀流程/1825.4.4饱和法带压进舱换刀总结/185第6章其他特殊技术下的换刀技术186
6.1遭遇抛石和基岩盾构刀具的更换技术/1866.1.1工程概况/1866.1.2刀盘设计/1886.1.3抛石及基岩对盾构掘进的影响及其位置勘测/1896.1.4施工方案/1926.2遭遇大孤石盾构刀具保护与更换技术/2006.2.1工程概况/2006.2.2孤石及基岩凸起对盾构掘进施工影响的分析及爆破施工工艺/2026.2.3施工参数设计/2056.2.4施工保证措施/2096.3日本熊谷组Sunrise Bit工法换刀技术/2106.4日本鹿岛建设公司盘形滚刀更换技术/2116.5日本大成建设公司中央滚刀更换技术/2136.6日本飞岛建设公司变色龙刀具更换技术/213参考文献216