地面出入式盾构法

　　本书主要介绍了地面出入式盾构法的装备、设计和施工核心技术，该系列技术已成功应用于南京地铁机场线秣陵站—将军路站区间隧道工程中。地面出入式盾构法突破了盾构法隧道对覆土的传统限制，实现了地下隧道与地面道路连接的一体化设计与施工，规避了暗埋段大开挖施工对周边环境的影响，为隧道工程出入地面的建设难题提供了一种全新解决途径。全书共分为６章，首先介绍了地面出入式盾构法在国内外的发展情况；随后介绍了该技术的设计、试验、装备、施工等各方面的内容。全书内容全面、系统、创新，提出了诸多技术原则和要点，形成了地面出入式盾构法施工技术新体系。该施工技术可在城市道路隧道、轨道交通隧道、地下通道匝道等工程中应用。本书可供相关专业的研究、设计、施工人员学习和参考，也可供相关专业研究生和高校高年级大学生查阅、参考。

　　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。 吴惠明，博士，教授级高工。现任上海隧道工程有限公司副总工程师，兼任中国土木工程学会市政工程分会理事、上海市土木工程学会理事、上海市力学学会理事；入选上海领军人才。主要从事盾构隧道施工风险控制研究、盾构隧道施工新工艺研究、盾构隧道信息化智能化研究等工作，主要负责的科研项目先后有20项获省、部级科技进步奖。获上海市科技进步一等奖3项；获国家发明专利20项、软件著作权10项；取得工法3项；出版专著1部；参编国家、地方规范标准4本。 周文波，博士，教授级高工。现任上海城建集团总裁，兼任中国土木工程学会市政工程分会理事长、中国岩石力学与工程学会隧道掘进机工程应用分会理事长、上海大学教授及博士生导师；入选上海领军人才；享受国务院特殊津贴专家。主要从事地下工程中力学问题、隧道施工工艺及工法、隧道工程信息化和智能化管理、城市基础设施智慧运营养护等方面的研究；作为主要负责人承担国家863科技支撑项目2项。获科技进步奖4项、省部级科技进步奖16项；获国家发明专利12项；中外公开发表论文90篇；出版专著3部。

第1章绪论1
 
1.1盾构法隧道国内外现状/1
1.1.1盾构法的应用与发展/1
1.1.2传统盾构法的局限性/4
1.2地面出入式盾构法技术/5
1.2.1技术优势/5
1.2.2技术难点/6
1.2.3技术体系/8
1.3地面出入式盾构法工程实践/9
1.3.1浅覆土盾构施工实践/9
1.3.2南京机场线GPST隧道工程/10
第2章地面出入式盾构法隧道设计13
 
2.1总体设计/13
2.1.1出入段一体化设计/13
2.1.2一体化设计要点/14
2.2结构设计方法/14
2.2.1修正三角形抗力模型/16
2.2.2土弹簧抗力模型/19
2.2.3关键参数取值/21
2.3防水能力研究/28
2.3.1密封垫一字缝无错动防水能力/28
2.3.2密封垫一字缝错位拼装防水能力/36
2.3.3密封垫T形缝防水能力试验/40
2.3.4接缝橡胶密封垫装配力校核/41
2.4抗浮设计研究/43
2.4.1施工阶段上浮影响因素/44
2.4.2使用阶段上浮影响因素/46
2.4.3圆隧道抗浮措施及设计/47
第3章地面出入式盾构法试验分析57
 
3.1整环管片足尺试验/57
3.1.1试验目的/57
3.1.2试验装置/57
3.1.3试验方法及工况/61
3.1.4试验结果分析/64
3.1.5试验结论/74
3.2同步注浆浆液试验/75
3.2.1试验目的/75
3.2.2性能指标试验/75
3.2.3材料配比试验/83
3.2.4施工参数模型试验/88
3.3土体改良浆液试验/92
3.3.1改良添加剂/92
3.3.2试验分析/102
3.3.3试验结论/122
第4章地面出入式盾构法装备研发124
 
4.1盾构总体集成设计/124
4.1.1盾构总体布置/124
4.1.2盾构适应性分析/126
4.1.3盾构主要技术参数/127
4.2刀盘针对性设计/128
4.2.1刀盘刀具的合理布置/128
4.2.2工况受力分析/131
4.3管片稳定装置设计/135
4.3.1装置形式/135
4.3.2受力分析/137
4.3.3监控系统/142
4.4高精度控制技术/142
4.4.1控制特点及组成/143
4.4.2平衡模式/145
4.4.3推进系统/148
4.4.4出土系统/150
4.4.5同步注浆/153
第5章地面出入式盾构法工程施工157
 
5.1工程概况/158
5.1.1工程规模/158
5.1.2工程地质条件/159
5.1.3工程盾构/163
5.1.4工程管片/164
5.2试验设计/166
5.2.1工况设定/166
5.2.2施工监测/168
5.2.3地面接收施工流程/176
5.2.4地面始发施工流程/177
5.2.5导坑与隧道端墙连接施工/182
5.3掘进参数控制/182
5.3.1盾构推力和刀盘扭矩/184
5.3.2盾构平衡压力/184
5.3.3土体改良/185
5.3.4同步注浆/195
5.4盾构姿态控制/201
5.5隧道变形控制/202
5.6隧道抗浮技术/204
5.7隧道防水技术/206
5.7.1管片防水制作/206
5.7.2隧道施工防水/207
5.7.3隧道修补与堵漏/207
5.7.4管片拼装/207
5.7.5尾盾油脂压注/208
5.7.6成型隧道嵌缝施工/208
5.8工程实施效果/211
5.8.1盾构姿态控制/211
5.8.2隧道轴线分析/212
5.8.3成环隧道上浮分析/212
5.8.4成环隧道变形分析/215
5.8.5土体变形分析/216
第6章展望220
 
6.1技术创新/220
6.1.1研发环境友好型地面出入式盾构法新技术/221
6.1.2构建地面出入段盾构隧道结构设计新方法/222
6.1.3自主研制世界首台GPST地铁盾构掘进机/222
6.1.4创建地面出入式盾构掘进控制技术体系/223
6.2前景展望/224
参考文献226