超大型泥水盾构越江施工技术研究与实践 南京长江隧道2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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概述篇2

第一章 工程背景及建设意义2

1.1 工程背景2

1.2 工程建设意义4

第二章 工程概况6

2.1 线路规划6

2.2 建设规模及工程范围6

2.2.1 左汊隧道8

2.2.2 右汉桥梁8

2.2.3 附属结构10

2.3 周边环境11

2.3.1 建构筑物11

2.3.2 管线12

2.4 地质条件12

2.5 水文条件15

2.5.1 地表水15

2.5.2 地下水16

2.6 工程特点及难点17

第三章 盾构选型19

3.1 盾构法隧道的基本原理及特点19

3.1.1 盾构法隧道的基本原理19

3.1.2 盾构法隧道的特点19

3.2 盾构的构造及分类20

3.2.1 盾构的构造20

3.2.2 盾构的分类21

3.3 盾构机选型的意义22

3.4 盾构机选型的影响因素23

3.5 盾构机的选型原则及依据23

3.5.1 选型原则23

3.5.2 选型依据24

3.6 盾构机选型的一般程序24

3.7 大直径泥水盾构机的适应性分析26

3.7.1 泥水盾构的工作原理26

3.7.2 选型依据27

3.7.3 盾构机的选择28

3.7.4 盾构机参数分析30

3.7.5 盾构机掘进情况及使用效果33

施工篇36

第四章 明挖施工36

4.1 概述36

4.2 浦口段37

4.2.1 盾构始发井施工37

4.2.2 盾构井后续段施工45

4.2.3 暗埋标准段施工47

4.2.4 引道段施工49

4.3 梅子洲段50

4.3.1 盾构始发井施工50

4.3.2 盾构井后续段施工54

4.3.3 暗埋标准段施工56

4.3.4 引道段施工57

第五章 盾构施工58

5.1 盾构始发58

5.1.1 始发辅助工程施工58

5.1.2 负环管片及箱涵安装59

5.1.3 洞门破除60

5.1.4 始发参数控制61

5.2 试掘进61

5.2.1 试掘进段的地质情况62

5.2.2 试掘进段的掘进参数选取62

5.2.3 试掘进段的目的62

5.2.4 地面沉降控制63

5.3 正常段掘进63

5.3.1 掘进开挖控制63

5.3.2 泥水控制管理67

5.3.3 注浆管理80

5.3.4 管片箱涵拼装83

5.3.5 盾构掘进姿态控制与调整86

5.4 特殊施工88

5.4.1 近距离盾构施工88

5.4.2 始发、到达段浅覆土盾构施工89

5.4.3 穿越长江大堤施工90

5.4.4 穿越江底段浅覆土盾构施工91

5.4.5 软硬不均地层（卵石层）盾构施工92

5.4.6 曲线段盾构施工94

5.5 盾构到达95

5.5.1 端头加固95

5.5.2 盾构机定位及到达端洞口位置复核测量95

5.5.3 盾构到达段掘进96

5.5.4 渣土清理及洞门临时密封装置安装97

5.5.5 接收基座安装及盾构机步上接收基座97

5.5.6 洞门圈封堵97

5.5.7 盾构到达施工技术要点及措施97

5.6 盾构隧道洞门施工98

5.6.1 洞门预埋环的制作与安装98

5.6.2 洞门衬砌及防水施工99

5.6.3 洞门保圆措施100

5.6.4 洞门施工注意事项100

施工关键技术篇102

第六章 盾构冷冻始发施工技术102

6.1 施工方案优化102

6.2 施工设计103

6.2.1 冷冻加固设计103

6.2.2 冻结加固尺寸103

6.2.3 冻结孔的布置103

6.2.4 主要技术参数104

6.3 施工工序104

6.4 施工工艺104

6.4.1 钻孔施工104

6.4.2 冻结施工105

6.4.3 始发条件105

6.4.4 破壁注意事项105

6.4.5 冻结管拔除106

6.4.6 冷冻体掘进107

6.5 施工效果107

第七章 始发段超浅覆土掘进技术108

7.1 施工方案优化108

7.2 施工工序108

7.3 施工工艺109

7.3.1 切口水压控制109

7.3.2 严格控制主要掘进参数110

7.3.3 加强壁后同步注浆控制111

7.3.4 泥水质量控制113

7.3.5 盾构平面高程姿态控制113

7.3.6 加强监控量测，严格控制沉降114

7.4 施工效果114

第八章 长江大堤穿越施工技术115

8.1 施工工艺116

8.1.1 施工调查116

8.1.2 水土压力控制116

8.1.3 管片壁后注浆管理116

8.1.4 加强盾尾保护116

8.1.5 跟踪注浆补强116

8.2 施工效应117

第九章 盾构穿越江中砂砾复合地层技术118

9.1 施工方案优化118

9.2 施工工艺119

9.2.1 盾构机掘进控制119

9.2.2 背填注浆控制120

9.2.3 盾构姿态控制120

9.2.4 其他控制措施121

9.3 施工效果121

第十章 江中带压开舱更换刀具技术122

10.1 施工方案123

10.2 常压更换刀具的程序124

10.2.1 刀盘的结构和刀具的布置124

10.2.2 常压更换刀具的拆卸步骤125

10.3 常压更换刀具的改进126

10.4 施工效果127

第十一章 盾构穿越江中冲槽段施工技术129

11.1 施工方案比选130

11.1.1 江底覆土加固方案131

11.1.2 江底非抛填施工方案131

11.1.3 方案比选131

11.2 施工工艺131

11.2.1 参数选取及施工控制措施131

11.2.2 管片上浮控制及处理措施134

11.3 施工效果135

第十二章 超大直径盾构到达施工技术137

12.1 施工方案比选137

12.1.1 原施工方案137

12.1.2 优化后方案137

12.2 施工工序138

12.2.1 到达段各种参数的选取原则及控制措施138

12.2.2 洞门破除139

12.2.3 竖井内堆填黏土和灌水139

12.2.4 到达段掘进139

12.2.5 加固区段掘进139

12.2.6 工作井内推进139

12.3 施工工艺140

12.3.1 总体到达方案140

12.3.2 接收基座施工140

12.3.3 洞门端头土体加固141

12.3.4 洞门端头井点降水141

12.3.5 贯通测量142

12.4 施工效果143

第十三章 临近江河超大深基坑施工技术144

13.1 盾构始发井深基坑降水施工145

13.1.1 降水设计要求145

13.1.2 降水方法的选择145

13.1.3 轻型井点降水145

13.1.4 深井井点降水146

13.1.5 降水系统设计146

13.1.6 降水井布设148

13.2 盾构到达深基坑降水技术149

13.2.1 降水井布置149

13.2.2 降水效果151

13.2.3 降水引起的地面沉降分析151

13.3 临近江河超深基坑施工技术153

13.3.1 测量放线153

13.3.2 导墙施工153

13.3.3 泥浆制备154

13.3.4 成槽施工154

13.3.5 钢筋笼制作和吊放155

13.3.6 锁口管与混凝土施工156

13.3.7 墙趾注浆施工157

13.3.8 地下连续墙施工157

工程质量安全管理篇160

第十四章 工程监测160

14.1 基坑工程施工监测160

14.1.1 施工监测的目的160

14.1.2 施工监测的组织机构160

14.1.3 监测工作流程161

14.1.4 监测项目及方法161

14.1.5 监测点保护措施167

14.1.6 工程应急抢险方案167

14.2 隧道工程施工监测169

14.2.1 监测项目与频率169

14.2.2 测点布置原则169

14.2.3 测点布置170

14.2.4 江堤监测170

14.3 自动化监测171

14.3.1 自动化监测系统概述172

14.3.2 自动化监测系统设计173

14.3.3 系统实施效果177

第十五章 工程质量安全管理及措施178

15.1 组织机构与管理178

15.1.1 质量管理组织体系178

15.1.2 各方管理职责178

15.1.3 制度保证体系181

15.2 工程质量管理182

15.2.1 工程质量保证目标、体系及创优规划182

15.2.2 质量保证技术措施186

15.3 工程安全管理189

15.3.1 安全生产目标及体系189

15.3.2 安全保证技术措施190

15.4 环境保护措施192

15.4.1 环保组织框架192

15.4.2 具体措施193

15.5 风险评估及管理200

15.5.1 概述200

15.5.2 风险管理201

科研篇206

第十六章 超大直径泥水盾构浅覆土长距离穿越长江关键技术研究206

16.1 研究背景及意义206

16.2 研究内容207

16.3 刀具切削机理研究208

16.3.1 砂卵石地层特性208

16.3.2 盾构刀盘刀具选型210

16.3.3 刀具削切机理分析220

16.4 刀盘刀具地质适应性设计分析222

16.4.1 刀盘设计223

16.4.2 先行刀设计223

16.4.3 周边刀设计223

16.4.4 刮刀设计224

16.4.5 合金与刀体结合工艺分析227

16.5 现场掘进试验研究228

16.5.1 可更换刮刀改进方案228

16.5.2 刮刀更换实验方案229

16.5.3 正常磨损系数统计比较229

16.5.4 各改进刮刀设计评价232

16.5.5 刮刀优化设计233

16.6 刀盘扭矩影响因素的分析233

16.6.1 锥入度对刀盘扭矩的影响233

16.6.2 泥水压力与地层有效应力对刀盘扭矩的影响238

16.6.3 刮刀磨损对刀盘扭矩的影响240

16.7 刀盘扭矩及刮刀切削扭矩数学模型245

16.8 盾构掘进对土体扰动研究248

16.8.1 盾构掘进过程中对土体扰动的机制249

16.8.2 模型试验249

16.8.3 现场监测255

16.9 水底盾构掘进泥水喷发现象研究260

16.9.1 劈裂伸展现象261

16.9.2 盾构掘进泥水劈裂模型试验261

16.9.3 泥水喷发的判定265

第十七章 浅覆土、长距离穿越三维数值仿真技术研究267

17.1 研究背景及意义267

17.2 研究目的与内容267

17.3 数值模拟的模型参数与边界条件268

17.4 封门拆除过程三维可视化仿真270

17.4.1 工程概述270

17.4.2 有限元模型270

17.4.3 计算结果分析271

17.5 出洞施工的三维可视化仿真272

17.5.1 有限元模型272

17.5.2 开挖面压力影响分析272

17.6 穿越长江大堤施工的三维可视化仿真275

17.6.1 工程问题概述275

17.6.2 有限元模型275

17.6.3 计算结果分析275

17.7 最浅覆土层施工的三维可视化仿真279

17.7.1 工程问题概述279

17.7.2 有限元模型279

17.7.3 计算结果分析280

17.8 复合土层施工的三维可视化仿真282

17.8.1 工程问题概述282

17.8.2 有限元模型282

17.8.3 计算结果分析282

第十八章 三维信息查询技术研究284

18.1 研究背景及研究意义284

18.1.1 研究背景284

18.1.2 研究意义285

18.2 研究内容285

18.3 研究技术路线286

18.4 南京长江隧道三维工程信息查询系统总体结构设计研究286

18.4.1 系统相关知识简介286

18.4.2 系统开发方式288

18.4.3 系统主要功能及实现方式288

18.4.4 系统数据库设计288

18.5 三维地层查询模块的开发研究289

18.5.1 三维地层查询模块需求分析及功能组成289

18.5.2 三维地层可视化空间建模方法研究290

18.5.3 三维地层查询模块数据分析及数据库设计291

18.5.4 三维地层空间建模的实现294

18.6 三维工程部件模型查询模块的开发研究295

18.6.1 三维工程部件模型查询模块需求分析及功能组成295

18.6.2 三维工程部件模型查询模块开发方法研究296

18.6.3 三维工程部件模型查询模块实现297

第十九章 泥水盾构泥浆及成膜技术研究303

19.1 研究背景及意义303

19.2 研究内容与目的304

19.3 研究方法和技术路线304

19.4 泥浆配比及其基本性质研究305

19.4.1 五种制浆剂作用效果研究305

19.4.2 不同地层泥浆配比研究308

19.5 环流系统及排泥管携渣能力的计算及分析310

19.5.1 三种地层物质平衡计算和筛分效果分析311

19.5.2 排泥管携渣能力的计算及分析313

19.6 废弃泥浆在卵砾地层中再利用研究314

19.6.1 废弃泥浆再利用配比试验314

19.6.2 废弃泥浆再利用成膜质量评价314

19.7 停机状态下的泥浆配比及泥浆成膜实验研究317

19.7.1 纯膨润土泥浆成膜试验317

19.7.2 混合泥浆配制及成膜试验319

19.7.3 开舱后泥浆成膜情况的评估319

19.8 泥浆成膜机理试验320

19.8.1 泥浆参数320

19.8.2 地层参数320

19.8.3 试验分析321

第二十章 壁后同步注浆技术研究325

20.1 研究背景及意义325

20.2 研究内容及目的326

20.2.1 研究内容326

20.2.2 研究目的326

20.3 壁后注浆配方及性能试验研究327

20.3.1 硬性浆液配方试验及优化研究327

20.3.2 惰性浆液配方试验研究333

20.3.3 双液浆液配方试验研究336

20.3.4 地层中废弃粉细砂再利用试验研究338

20.4 注浆压力、注浆量等注浆参数的研究341

20.4.1 浆液流变特性341

20.4.2 盾构隧道壁后注浆压力分布模型343

20.4.3 隧道壁后注浆压力分布计算346

20.4.4 盾构同步注浆充填模型347

20.4.5 掘进速度对充填率的影响分析349

20.5 壁后注浆效果监测研究351

20.5.1 监测方案351

20.5.2 监测仪器352

20.5.3 监测结果分析352

第二十一章 盾构机故障及检测技术研究354

21.1 研究背景及意义354

21.2 研究内容及关键技术355

21.3 超大直径泥水平衡盾构机维修保养策略分析356

21.3.1 泥水盾构机工作特点356

21.3.2 盾构机工作过程中易出现的故障及诊断357

21.3.3 建立以检查为基础的视情维修体制358

21.4 基于虚拟仪器技术的盾构机状态监测与故障诊断系统359

21.4.1 虚拟仪器技术359

21.4.2 系统总体方案设计359

21.4.3 系统硬件配置361

21.4.4 软件系统开发362

21.4.5 工程应用362

21.5 基于油液分析的盾构机故障诊断技术和应用363

21.5.1 取样364

21.5.2 油液分析364

21.5.3 数据分析方法366

第二十二章 衬砌结构施工安全控制技术研究368

22.1 研究背景及意义368

22.1.1 研究背景与意义368

22.1.2 隧道上浮与健康监测国内外研究现状368

22.2 研究内容与目的369

22.2.1 研究内容369

22.2.2 研究目的370

22.3 隧道施工上浮模型试验及分析370

22.3.1 室内模型试验研究370

22.3.2 隧道上浮模型试验373

22.4 自重变形工况下结构受力机制研究378

22.4.1 工况简介378

22.4.2 自重变形工况管片结构计算分析378

22.4.3 自重变形工况管片结构复核验算379

22.4.4 施工技术及构造措施效果预测分析380

22.5 同步注浆与二次注浆工况下结构受力机制研究381

22.5.1 工况简介381

22.5.2 局部注浆压力工况计算382

22.5.3 结果分析与验算384

22.5.4 注浆压力设定计算385

22.6 监控系统实施386

22.6.1 监测断面386

22.6.2 监测技术386

22.6.3 监测内容386

22.6.4 传感器安装主要施工工艺387

22.6.5 施工监控结果及分析388

第二十三章 盾构始发井超深基坑综合施工技术研究391

23.1 研究背景391

23.2 研究的目的和意义392

23.3 主要研究内容392

23.4 围护结构施工技术393

23.4.1 地下连续墙施工技术393

23.4.2 旋喷加固施工395

23.5 基于时空效应的应变预测方法研究397

23.5.1 开挖变形的预测方法398

23.5.2 有撑变形的预测方法399

23.5.3 工程实例验证403

23.6 地下连续墙弯矩分析研究403

23.6.1 连续墙弯矩估算方法404

23.6.2 工程实例验证406

23.7 超深基坑抗隆起失稳破坏机制研究409

23.7.1 离心模型试验409

23.7.2 数值模拟分析417

成果篇422

第二十四章 研究成果422

参考文献423

作者简介——郭信君427

作者简介——戴洪伟428