第1章 绪论 1
1.1水下盾构隧道概述 1
1.1.1水下盾构隧道工程发展史 1
1.1.2水下盾构隧道施工技术发展趋势 2
1.1.3国内水下盾构隧道发展存在问题 3
1.2泥水气压平衡盾构 3
1.2.1泥水气压平衡盾构发展 3
1.2.2泥水气压平衡盾构工作原理 4
1.3盾构刀具可视化检测技术研究现状 5
1.3.1盾构刀具磨损研究现状 5
1.3.2近景摄影测量技术研究现状 7
1.4盾构检修现状 8
第2章 泥水平衡盾构气压条件下饱和法开舱技术 9
2.1研究背景 10
2.2设备研究 11
2.2.1生命保障系统 11
2.2.2穿梭舱 14
2.2.3盾构人闸 16
2.2.4穿梭舱运输和快速对接设备 17
2.2.5其他配套附属设备 24
2.3人员配置及职责 25
2.3.1饱和法开舱作业主要人员配置及职责 26
2.3.2饱和法开舱作业辅助工作人员配置及职责 27
2.4工作面支护压力确定 28
2.4.1经验系数法 28
2.4.2整体稳定分析模型计算 28
2.4.3开舱试验确定 29
2.5泥浆及闭气泥膜形成 29
2.5.1泥膜闭气性测试实验装置与方法 29
2.5.2不同性质泥膜的形成及闭气实验 33
2.5.3泥膜的闭气性评价指标 40
2.5.4泥膜闭气机理分析 46
2.5.5闭气泥膜形成技术 49
2.5.6泥膜质量检测和失效修复 51
2.6饱和法开舱作业呼吸气体及开舱作业 52
2.6.1饱和法开舱作业呼吸气体种类 52
2.6.2生活舱气体供应种类 52
2.6.3饱和法开舱作业 53
2.7医疗保障 61
2.7.1进舱作业人员选拔 61
2.7.2进舱作业前体检 62
2.7.3舱内作业人员职业健康管理 62
2.7.4气压条件下饱和法作业减压病 63
2.8风险管理 66
2.8.1编制专项方案 66
2.8.2风险因素识别 66
2.8.3风险评价 67
2.8.4饱和法开舱作业主要风险管理和应对措施 69
第3章 水下隧道盾构盾尾刷更换技术 73
3.1水下隧道盾构盾尾刷失效原因分析 74
3.2水下隧道盾构盾尾刷更换方案 75
3.3注浆止水盾尾刷更换技术 75
3.3.1注浆止水盾尾刷更换总体方案 75
3.3.2特殊管片设计 76
3.3.3同步注浆封堵止水 77
3.3.4二次补强注浆封堵止水 77
3.3.5特殊管片环注浆封堵止水 77
3.3.6盾体前端压注聚氨酯封堵 78
3.3.7注浆封堵效果检测 79
3.3.8注浆止水盾尾刷更换施工 79
3.3.9盾尾渗漏应急措施 85
3.4冻结法盾尾刷更换技术 85
3.4.1盾尾刷更换方案比选 85
3.4.2液氮冻结法设计方案 85
3.4.3冻结孔施工 89
3.4.4冻结管路安装 91
3.4.5冻结期温度监测 93
3.4.6盾尾刷更换 98
3.5安全施工保证措施 98
3.5.1作业平台搭设安全保证措施 98
3.5.2钻孔施工安全保证措施 98
3.5.3冻结管路安装作业安全保证措施 98
3.5.4液氮冻结施工安全保证措施 99
第4章 盾构刀具可视化检测技术装置 100
4.1盾构刀具可视化检测设计思路 100
4.1.1系统功能与设计思路 100
4.1.2系统关键技术 102
4.2盾构刀具可视化检测装置 105
4.2.1摄影装置 105
4.2.2推进装置 107
4.2.3冲洗装置 108
4.2.4密封试验 109
第5章 盾构刀具磨损分析 112
5.1盾构精密三维模型构造 112
5.1.1构建盾构模型的基础框架 112
5.1.2三维模型精细化处理 113
5.2检测影像数据姿态解算 117
5.2.1相机标定 117
5.2.2姿态解算 120
5.3空间场景结构恢复 120
5.3.1图像锐化 121
5.3.2直方图均衡 121
5.3.3阈值分割 122
5.3.4 Canny边缘检测 122
5.4盾构刀具可视化检测软件 123
5.4.1软件设计 124
5.4.2软件功能与流程 125
5.4.3定向点采集界面 126
5.4.4图像处理操作 128
5.4.5三维视图操作 130
第6章 盾构刀具可视化检测系统操作规程 134
6.1后视系统操作规程 134
6.1.1准备工作 134
6.1.2安装后视系统 135
6.1.3成像采集数据 136
6.1.4安全退回并拆卸 136
6.2前视系统操作规程 137
6.2.1准备工作 137
6.2.2安装前视系统 138
6.2.3成像采集数据 140
6.2.4安全退回拆卸 141
第7章 工程应用案例 142
7.1南京纬三路过江通道概况 142
7.1.1地理位置 142
7.1.2施工地质和水文环境 143
7.1.3项目特点 144
7.2南京纬三路过江通道盾构选型与配置 145
7.3南京纬三路过江通道盾尾刷更换背景 145
7.4盾构刀具磨损检测应用 146
7.4.1盾构磨损检测应用背景 146
7.4.2第一次测试 148
7.4.3第二次测试 150
7.4.4第三次测试 152
参考文献 155