盾构隧道结构横向大变形试验与治理技术研究

　　本书详细阐述了轨道交通隧道横向收敛大变形的变形机理，分析了近20项试验工况的足尺模型试验成果，提出基于性能的结构服役安全评价方法，介绍了微扰动注浆和内张钢圈加固的轨道交通隧道结构修复与治理成套工艺和装备，对智慧运维的前景提出了一些前瞻性想法和展望。本书技术内容可系统解决隧道结构横向大变形的识别、评估、治理问题。 本书既适合从事轨道交通建设和运维管理的技术人员借鉴参考，也可作为高等学校相关专业研究生的教学参考书。

　　王如路：现任上海申通地铁集团有限公司副总工程师，兼任上海市第十三届政协常委会委员。1998年同济大学博士后工作站出站后一直致力于上海地铁运营隧道结构保护技术的研究与应用，先后获得上海市领军人才、首届刘建航院士基金奖，享受国务院津贴的全国专家等荣誉。工作期间主持、承担和参加研究课题达30项。获上海市科技进步一、二、三等奖共4项，上海市优秀发明选拔赛奖励3项，国土资源部科技进步二等奖2项，建设部三等奖1项，著作3本，实用新型专利2项，发明专利3项，发表论文40余篇。主编出版《城市轨道交通运营与维修技术丛书》《上海地铁监护实践》《软土地区地铁隧道结构安全预警预控与治理技术》《地下工程建设运维监测检测技术》、《软土盾构近距离穿越地铁运营隧道关键技术》等多部著作。

第１章 绪论………………………………………………………………………………… １
１．１ 盾构隧道结构安全问题…………………………………………………………… １
１．２ 隧道结构承载性能研究现状……………………………………………………… ３
１．３ 隧道结构安全评估现状…………………………………………………………… ５
１．３．１ 隧道结构变形监测与检测………………………………………………… ５
１．３．２ 隧道结构安全评估方法…………………………………………………… ６
１．４ 隧道横向收敛大变形治理技术发展……………………………………………… ９
第２章 盾构隧道结构破坏机理分析及试验研究 ……………………………………… １１
２．１ 盾构隧道结构试验加载设计 …………………………………………………… １１
２．２ 通缝拼装盾构隧道结构试验分析 ……………………………………………… １４
２．２．１ 试验概况 ………………………………………………………………… １４
２．２．２ 试验设计 ………………………………………………………………… １４
２．２．３ 试验结果 ………………………………………………………………… １５
２．２．４ 试验分析 ………………………………………………………………… ２２
２．２．５ 无环向螺栓、有环向螺栓盾构隧道结构对比分析……………………… ２３
２．３ 错缝拼装盾构隧道结构试验分析 ……………………………………………… ２４
２．３．１ 试验概况 ………………………………………………………………… ２４
２．３．２ 试验设计 ………………………………………………………………… ２４
２．３．３ 试验结果 ………………………………………………………………… ２７
２．３．４ 试验分析 ………………………………………………………………… ３７
２．３．５ 通缝、错缝拼装盾构隧道结构对比分析………………………………… ４０
２．４ 双圆盾构隧道结构试验分析 …………………………………………………… ４０
２．４．１ 试验概况 ………………………………………………………………… ４０
２．４．２ 试验设计 ………………………………………………………………… ４１
２．４．３ 试验结果 ………………………………………………………………… ４６
２．４．４ 试验分析 ………………………………………………………………… ５２
２．５ 类矩形盾构隧道结构试验分析 ………………………………………………… ５３
２．５．１ 试验概况 ………………………………………………………………… ５３
２．５．２ 试验设计 ………………………………………………………………… ５４
２．５．３ 试验结果 ………………………………………………………………… ５５
２．５．４ 试验分析 ………………………………………………………………… ６３
２．５．５ 双圆、类矩形盾构隧道结构对比分析…………………………………… ６３
２．６ 内张钢圈加固盾构隧道结构试验研究 ………………………………………… ６６
２．６．１ 试验概况 ………………………………………………………………… ６６
２．６．２ 试验设计 ………………………………………………………………… ６６
２．６．３ 试验结果 ………………………………………………………………… ７０
２．６．４ 试验分析 ………………………………………………………………… ７９
２．７ 粘贴复合型材加固盾构隧道结构试验研究 …………………………………… ８１
２．７．１ 试验概况 ………………………………………………………………… ８１
２．７．２ 试验设计 ………………………………………………………………… ８２
２．７．３ 试验结果 ………………………………………………………………… ８５
２．７．４ 试验分析 ………………………………………………………………… ９５
第３章 盾构隧道结构服役安全分析 …………………………………………………… ９８
３．１ 基于性能的盾构隧道结构评价 ………………………………………………… ９８
３．１．１ 结构性能水平划分 ……………………………………………………… ９８
３．１．２ 量化指标的确定………………………………………………………… １００
３．２ 盾构隧道结构性能影响因素分析……………………………………………… １０１
３．２．１ 结构性能影响因素参数及其敏感性分析方法………………………… １０１
３．２．２ 结构性能敏感因素及工程措施………………………………………… １０２
第４章 盾构隧道结构大变形机理及治理技术………………………………………… １０５
４．１ 隧道结构收敛变形现象及机理分析…………………………………………… １０５
４．１．１ 隧道结构收敛变形现象………………………………………………… １０５
４．１．２ 隧道横向收敛变形机理分析…………………………………………… １０９
４．２ 隧道结构变形监控、评估与整治要求 ………………………………………… １２２
４．２．１ 隧道结构变形监控……………………………………………………… １２２
４．２．２ 隧道结构安全状态评估与整治要求…………………………………… １４１
４．３ 隧道结构横向大变形治理技术………………………………………………… １４３
４．３．１ 微扰动注浆工艺………………………………………………………… １４３
４．３．２ 内张钢圈加固工艺……………………………………………………… １４５
４．４ 隧道结构横向大变形治理工程案例…………………………………………… １４７
４．４．１ 虹桥机场停机坪收敛变形治理………………………………………… １４７
４．４．２ 龙华中路—东安路区间收敛变形治理………………………………… １５０
４．４．３ 祁华路—上海大学区间错台变形治理………………………………… １５１
４．４．４ 陈太路出入库线收敛变形治理………………………………………… １５３
第５章 展望……………………………………………………………………………… １５８
５．１ 智能感知………………………………………………………………………… １５８
５．２ 预警……………………………………………………………………………… １６１
５．３ 维修……………………………………………………………………………… １６４
参考文献…………………………………………………………………………………… １６６