盾构隧道施工手册PDF电子书下载

1.1　引言 1

1.2　盾构法隧道的发展历史、技术现状和发展动向 1

第1章　盾构技术进展概况 1

1.3　我国盾构技术的发展历史和现状 6

第2章　勘察和规划 8

2.1　勘察 8

2.1.1　勘察目的及内容 8

2.1.2　规划勘察 9

2.1.3　设计勘察 10

2.1.4　施工勘察 11

2.2.1　环境勘察方法 12

2.1.5　跟踪勘察 12

2.2　勘察方法 12

2.2.2　土质原位试验概述 15

2.2.3　静力触探 18

2.2.4　标准贯入试验 33

2.2.5　膨胀计 62

2.2.6　数字钻孔参数记录仪 68

2.2.7　旋转触探法 73

2.3　盾构隧道断面、线形规划 87

2.3.1　盾构隧道种类、断面及线形 87

2.3.2　铁路隧道、公路隧道 89

2.3.3　下水道盾构隧道 95

2.3.4　供水隧道 99

2.3.5　电力、通信电缆隧道 99

2.3.6　共同沟隧道 100

第3章　盾构的基本构造 101

3.1　盾构机体的构成 101

3.1.1　外壳 101

3.1.2　盾构机尺寸、重量的确定 103

3.1.3　尾封 105

3.1.4　中折装置 105

3.2　推进机构 106

3.2.1　装备推力 106

3.2.2　盾构千斤顶 108

3.3　挡土机构 109

3.4　掘削机构 110

3.4.1　刀盘的构成及功能 110

3.4.2　刀盘与切口环的位置关系 110

3.4.3　刀盘形状 110

3.4.4　掘削刀具 112

3.4.5　刀盘的支承方式 113

3.4.6　驱动机构 114

3.4.7　装备的掘削扭矩 114

3.5.2　注入装置 115

3.5.1　添加材 115

3.5　添加材注入装置（土压盾构） 115

3.4.8　土砂密封 115

3.6　搅拌机构 116

3.7　排土机构 116

3.7.1　螺旋输送机 117

3.7.2　排土控制器 117

3.8　泥水盾构的送排泥水机构 118

3.9　管片拼装机构 118

3.9.1　举重臂 118

3.9.2　真圆保持器 119

3.10　油压机和电气设备 120

3.10.1　油压机械 120

3.11.1　适于长距离掘进的盾构机的构造特征 121

3.10.2　电气设备 121

3.11　特种盾构机的构造特征 121

3.11.2　高速施工时盾构机的构造特征 122

3.11.3　大深度（高地下水压）时盾构机的构造特征 122

3.11.4　大断面时盾构机的构造特征 122

3.11.5　小曲率半径盾构机的构造特征 123

3.11.6　大坡度施工时盾构机的构造特征 123

3.11.7　地中对接盾构机的构造特征 123

第4章　盾构的种类及选型 124

4.1　盾构机的种类 124

4.2.1　人工式盾构机 126

4.2　全敞式盾构机 126

4.2.2　半机械式盾构机 127

4.2.3　机械式盾构机 128

4.3　挤压盾构 129

4.4　盾构工法的选择 130

第5章　泥水盾构工法 134

5.1　概述 134

5.2　泥水稳定掘削面的机理 134

5.2.1　泥水的功能 134

5.2.2　成膜状态 135

5.2.3　泥水构成及性能要求 136

5.2.4　泥水性能测定及调整 137

5.2.5　泥水压力的设定 138

5.3　泥水盾构机的一些特点 139

5.4　泥水输送循环系统及设备 141

5.4.1　系统构成 141

5.4.2　泥水输送设备 141

5.4.3　泥水输送循环系统设计 143

5.4.4　泥水输送设备规格计算实例 148

5.4.5　泥水处理 152

5.5　泥水盾构劳动力组织 155

6.2.1　稳定掘削面的机理及种类 159

6.2　工法基本原理 159

6.1　概述 159

第6章　土压盾构工法 159

6.2.2　构成系统 160

6.3　削土加压盾构 161

6.4　加水土压盾构 162

6.5　加泥土压盾构 163

6.6　复合土压盾构 165

6.6.1 引言 165

6.6.2　工作原理 167

6.6.3　施工注意事项 168

6.6.4　广州地铁二号线工程实例 169

6.6.5　新加坡污水工程实例 175

第7章　管片设计 178

7.1　衬砌与管片 178

7.1.1　衬砌的构成及作用 178

7.1.2　管片的构造及术语 179

7.2　管片的种类 186

7.3　管片设计 189

7.4　衬砌荷载的种类及设计考虑 190

7.4.1　竖直和水平土压力 191

7.4.2　水压力 192

7.4.3　自重荷载 192

7.4.5　地层反力 193

7.4.4　上覆荷载的影响 193

7.4.6　施工荷载 194

7.4.7　内部荷载 195

7.4.8　地震力荷载 196

7.4.9　平行设置隧道的影响 198

7.4.10　近接施工的影响 200

7.4.11　地层沉降对隧道的影响 200

7.4.12　其他荷载 201

7.5　衬砌材料 201

7.5.1　材料概述 201

7.5.3　材料的弹性模量及泊松比 205

7.5.2　材料试验 205

7.5.4　材料的允许应力 206

7.6　管片构造计算 210

7.6.1　计算原则 210

7.6.2　管片截面内力计算 210

7.6.3　管片构件设计 216

7.6.4　管片设计细节 222

7.7　管片设计实例 228

7.7.1　设计条件 228

7.7.2　平板型钢筋混凝土管片设计 228

7.7.3　箱型钢管片设计 235

7.8.1　制造要领 241

7.8.2　尺寸精度 241

7.8　管片制造 241

7.8.3　制造程序及质量管理项目 243

7.8.4　标志 244

7.8.5　混凝土管片的质量管理 244

7.9　管片的贮存及搬运 246

7.9.1　贮存 246

7.9.2　搬运 247

8.2　二次衬砌的设计 248

8.2.1　二次衬砌的分类 248

8.1　设置二次衬砌的目的 248

第8章　二次衬砌的设计及施工 248

8.2.2　截面力计算及二次衬砌厚度 249

8.2.3　维护结构二次衬砌的设计 250

8.2.4　部分主体结构二次衬砌的设计 250

8.3　二次衬砌的施工 250

8.3.1　施工程序 250

8.3.2　混凝土作业 251

8.3.3　模板作业 253

8.3.4　钢筋施工 254

8.4　脱模时二次衬砌的稳定性评价 254

8.4.1　结构分析模型与结构稳定评价方法 254

8.4.2　短龄期混凝土物理参数的特征 255

8.4.4　现场试验施工 256

8.4.3　工程现场的施工管理（累积温度的运用） 256

8.5　防止二次衬砌裂缝及防水措施 258

第9章　衬砌防水措施 260

9.1　管片接缝防水 260

9.1.1　盾构法隧道防水等级和措施 260

9.1.2　单层衬砌防水 261

9.1.3　双层衬砌防水 265

9.2　防水密封垫 272

9.2.1　防水密封垫材料 273

9.2.2　密封垫种类和选型 273

9.2.3　防水密封垫制作、设置要求和性能检验 281

9.2.4　施工工艺 285

9.3　嵌缝防水 286

9.3.1　嵌缝材料和嵌缝范围 287

9.3.2　嵌缝工艺 288

9.4　管片螺孔防水、外防水和承压传力衬垫 289

9.4.1　管片螺孔防水 289

9.4.2　管片外防水 289

9.4.3　承压传力衬垫 291

9.5　盾构法隧道渗漏水治理 292

9.5.1　渗漏水调查 292

9.5.2　渗漏水治理 296

9.5.3　渗漏水治理工程实例 300

第10章　背后注浆 306

10.1　土质条件和背后注浆浆液的选择 306

10.2　注入时期和注入方法 308

10.3　注入压力和注入量 310

10.3.1　注入压力 310

10.3.2　注入量的估算 310

10.4　防止泄漏的措施 313

10.5　二次注入 313

10.6　背后注浆的设备 313

10.6.1　注入设备 315

10.6.2　制浆设备 323

10.6.3　自动背后注入设备 326

10.6.4　控制系统 326

10.7.1　施工中的注意事项 330

10.7　背后注浆的施工 330

10.7.2　输浆管和管内疏通 331

10.7.3　小曲率半径施工和背后注浆 332

10.7.4　施工中的问题 334

10.8　背后注浆的施工管理 336

第11章　辅助工法 338

11.1　辅助工法概述 338

11.1.1　稳定地层的辅助工法 338

11.1.2　保护环境的辅助工法 341

11.2　压气盾构工法 343

11.2.1　压气盾构工法的原理 343

11.2.3　气压与地层的关系 344

11.2.2　气压与地下水压的关系 344

11.2.4　压气设备 346

11.2.5　防止漏气的措施及停气 348

11.3　降低地下水位法 348

11.3.1　井点法 349

11.3.2　深井法 349

11.3.3　先期隧洞法 350

11.4　注浆工法 351

11.4.1　浆材、浆液及特性 351

11.4.2　浆液的分类及其选择 355

11.4.3　注浆工法 383

11.4.4　注浆的设计及施工的考虑 397

11.4.5　注浆施工管理 411

11.5　注浆效果勘察 420

11.5.1　概述 420

11.5.2　p～q法 424

11.5.3　电探法 425

11.6　高压喷射搅拌工法 438

11.6.1　高压喷射搅拌工法的概况 439

11.6.2　高压射水（气）旋喷浆液工法的施工实例 442

11.7　冻结法 445

11.7.1　盐水冻结法 445

11.7.2　冻结法的优点 446

11.7.3　选用冻结法时的注意事项 447

第12章　盾构隧道竖井的设计与施工 448

12.1　盾构隧道竖井的种类 448

12.1.1　进发竖井 448

12.1.2　到达竖井 449

12.1.3 中间竖井 449

12.2　竖井断面形状 450

12.3　竖井构筑工法 451

12.3.1　钢板桩竖井 453

12.3.2　SMW竖井 454

12.4　沉井竖井工法 454

12.4.1　沉井的定义、构造、特点及分类 454

12.4.2　沉井设计 457

12.4.3　施工方法 461

12.5　沉箱竖井工法 474

12.5.1　压气沉箱工法 474

12.5.2　排水沉箱工法 475

12.5.3　防渗工法 475

12.5.4　无人遥控沉箱工法 476

12.6　地下连续墙竖井工法 479

12.6.1　地下连续墙竖井的设计 479

12.6.2　地下连续墙竖井的施工 483

12.7　竖井的设计 485

12.8　地下连续墙竖井工程实例 488

12.9.1　压入钢环沉井竖井施工实例 492

12.9　沉井竖井工程实例 492

12.9.2　盾构直接进发掘削圆柱形压入沉井竖井实例 496

12.10　沉箱竖井工程实例 501

12.10.1　压沉沉箱施工实例 501

12.10.2　自动化沉箱施工实例 503

12.11　球体盾构竖井 508

12.11.1　工法概况 508

12.11.2　施工方法 509

12.11.3　竖井设计 511

12.12　球体盾构竖井施工实例 513

12.13.1 NOMST工法问世的必然性 516

12.13　NOMST工法 516

12.13.2　NOMST用料的选定 517

12.13.3　NOMST用材的力学特性 519

12.13.4　NOMST的种类 520

12.13.5　NOMST预制件的设计 520

12.13.6　NOMST工法的施工顺序 521

12.13.7　进发掘削确认试验 522

12.14　NOMST工法软地层中盾构进发实例 524

12.14.1　工程概况 524

12.14.2　新材料混凝土部材的设计 526

12.14.3　地下连续墙的施工 527

12.14.4　盾构的进发 528

12.14.5　结束语 531

12.15.1　工法原理 532

12.15.2　施工程序 532

12.15　电蚀直接进出井工法 532

第13章　盾构掘进及施工管理 535

13.1　进发与到达 535

13.1.1　进发工法分类 535

13.1.2　进发设备 536

13.1.3　进发作业 538

13.1.4　到达前的有关事项 538

13.1.5　到达作业 539

13.2.2　泥水盾构的掘进管理 540

13.2　盾构掘进管理 540

13.2.1　掘进管理的内容 540

13.2.3　土压盾构的掘进管理 545

13.2.4　衬砌管理 548

13.3　盾构隧道路线测量及控制 551

13.3.1　地表基本测量 551

13.3.2　盾构洞内测量 552

13.3.3　盾构机方向控制 555

13.3.4　小结 557

13.4　急弯施工 557

13.4.1　对盾构机的要求 557

13.4.2　对管片的要求 559

13.4.3　地层加固 560

13.4.4　背后注浆 561

13.5　地中对接工法 561

13.5.1　辅助加固对接法 561

13.5.2　机械式地中对接法 562

13.5.3　机械式地中对接的技术关键 563

第14章　盾构掘进对地层的影响及保护措施 564

14.1　盾构掘进对地层的影响 564

14.1.1　盾构引起土体位移的理论和实践 564

14.1.2　地层位移的计算和预测 566

14.2.2　盾构施工监测的方法 569

14.2.1　盾构施工监测的目的和内容 569

14.2　盾构施工监测的内容和方法 569

14.2.3　盾构施工监测的设计布置 570

14.2.4　盾构施工监测数据整理 572

14.3　盾构邻近施工和对策 573

14.3.1　盾构邻近施工中的主要问题 573

14.3.2　盾构邻近施工的动态预测 574

14.3.3　邻近构筑物保护的标准 575

14.3.4　邻近施工的对策及技术措施 576

14.3.5　基础托换 577

14.3.6　障碍物对策 583

15.1.1　泥土双圆搭接盾构机的优点 585

15.1　土压双圆搭接盾构工法 585

第15章　特种盾构工法 585

15.1.2　泥土双圆搭接盾构机的特点 586

15.1.3　双圆搭接盾构隧道的管片 587

15.1.4　施工管理 588

15.2　三圆搭接站盾构工法 589

15.2.1　三圆搭接站盾构工法的概况及特点 591

15.2.2　三圆搭接站盾构机的基本构造 592

15.2.3　摆动掘削实验 595

15.2.4　盾构的特殊机构 599

15.3　球体盾构及其应用 600

15.3.1　球体盾构工法 600

15.3.2　从纵到横的施工顺序 603

15.3.3　球体盾构工法的优点与用途 604

15.3.4　球体盾构工法在地下雨水贮水池构筑中的应用事例 607

15.4　矩形断面盾构 614

15.4.1　开发矩形盾构的必然性 614

15.4.2　圆弧矩形盾构工法 615

15.4.3　圆弧矩形管片 618

15.4.4　矩形衬砌的背后注浆 618

15.5　ECL工法 629

15.5.1　ECL工法概述 629

15.5.2　工程实例 630

16.1.1　上海黄浦江越江隧道工程建设概况 634

16.1　上海越江盾构隧道工程 634

第16章　工程实例 634

16.1.2　大连路隧道工程概述和工程设计 635

16.2　上海地铁2号线区间隧道直径6.34m土压盾构施工 650

16.2.1　工程概况 650

16.2.2　工程地质及环境保护要求 651

16.2.3　φ6.34m土压盾构 651

16.2.4　盾构在动载条件下穿越地铁1号线施工技术 653

16.2.5　穿越特殊管线施工技术 654

16.2.6　盾构穿越名城广场地下室施工 655

16.2.7　盾构穿越全断面粉砂土层 656

16.3.1　设计中的几个重点考虑 657

16.3　日本东京湾跨海公路隧道工程 657

16.3.2　掘进施工 667

16.4　英法海峡隧道工程 684

16.4.1　工程概况 684

16.4.2　盾构掘进机简介 685

16.4.3　英国一侧隧道掘进施工 686

16.4.4　法国一侧隧道掘进施工 688

16.4.5　掘进施工中的地层探测和贯通测量 689

16.5　德国汉堡易北河第四隧道工程 690

16.5.1　工程概况 690

16.5.2　φ14.20m盾构机的特点 691

参考文献 695