第1章 概况 1
1.1背景及功能定位 3
1.2初步方案确定 4
1.3工程建设条件 6
1.3.1地形、地貌及场地地震效应 6
1.3.2工程地质条件 6
1.3.3工程水文条件 10
1.3.4地质水文评价 10
1.4工程建设面临的挑战 11
1.4.1盾构隧道施工现状 11
1.4.2上海长江隧道施工的技术挑战 14
1.5关键技术的决策和解决方案 15
1.5.1盾构机的选型及关键部件的维护保养 15
1.5.2高精度耐久性隧道衬砌管片制作 16
1.5.3高水压软土地层长距离盾构隧道的施工控制 17
1.5.4环保型模块化大流量泥水处理 18
1.5.5长距离盾构隧道的多工序同步施工 19
1.5.6长江口软土地层中的连接通道施工 20
1.6结语 20
第2章 隧道建设规模与总体布置 21
2.1隧道建设规模与总体布置 23
2.1.1隧道建设规模 23
2.1.2工程总体布置 24
2.1.3总体设计技术标准与要求 24
2.2线路、道路设计 25
2.2.1隧道线路平面设计 25
2.2.2隧道线路纵断面设计 27
2.3建筑设计 28
2.3.1建筑总平面设计 28
2.3.2隧道横断面设计 29
2.4结构设计 32
2.4.1圆隧道衬砌结构设计 32
2.4.2工作井结构设计 38
2.5圆隧道防水设计 41
2.5.1圆隧道衬砌防水设计原则 41
2.5.2圆隧道段防水标准和要求 41
2.5.3预制混凝土管片结构自防水设计 41
2.5.4衬砌接缝防水设计方案 42
2.6通风、防排烟和降温系统设计 44
2.6.1隧道封闭段通风系统设计 44
2.6.2隧道封闭段降温系统设计 45
2.7给排水、消防设计 48
2.7.1生产给水系统 48
2.7.2排水系统 48
2.7.3消防系统 49
2.8照明系统设计 51
2.8.1设计范围和标准 51
2.8.2光源选用 52
2.8.3照明布置 52
2.9综合监控系统设计 53
2.9.1系统总体框架 53
2.9.2中央计算机系统 54
2.9.3综合监控传输网络 54
2.9.4综合监控系统功能 55
2.10供配电系统 57
2.10.1供电系统设计 57
2.10.2隧道变电站 59
2.11多功能隧道防灾系统设计 59
2.11.1防灾设计总则 60
2.11.2防火灾系统设计 60
第3章 工程总体筹划 67
3.1工程总体筹划 69
3.1.1工程标段划分 69
3.1.2工程总体部署 70
3.1.3主要工程节点目标及完成情况 71
3.2工程资源配置 72
3.2.1管片预制配套设施 72
3.2.2盾构机推进配套设施 74
3.2.3现场预制结构配套设施 75
3.2.4临时用电 75
第4章 岸边段结构 83
4.1设计综述 85
4.2工程地质与水文地质条件 87
4.2.1工程地质条件 87
4.2.2水文地质条件 88
4.2.3地质环境特点 89
4.3施工难点 89
4.4工作井与暗埋段施工技术 91
4.4.1大跨度地下结构施工 91
4.4.2超大直径钢洞圈逆筑安装 95
4.4.3深厚土层中地下连续墙施工 96
4.4.4玻璃纤维强化塑料筋（GFRP）地下连续墙施工 98
4.5敞开段施工 100
4.5.1抗浮措施 101
4.5.2软土永久边坡施工 101
4.5.3敞开段与暗埋段接口处理 103
4.6轨道交通预留结构 104
4.6.1工程背景 104
4.6.2施工方案 104
4.6.3暗埋段结构改建 106
4.6.4预留结构施工监测 108
第5章 圆隧道衬砌结构 109
5.1概述 111
5.2衬砌结构试验 112
5.2.1衬砌结构水平整环试验 112
5.2.2弹性密封垫试验 112
5.2.3剪力销试验 114
5.3高精度超大型管片钢模的设计与制造 116
5.3.1概述 116
5.3.2超大直径双楔型高精度钢模设计 117
5.3.3超大型高精度钢模制造 121
5.3.4钢模检验 123
5.4管片混凝土 125
5.4.1概述 125
5.4.2管片混凝土配合比设计思路 126
5.4.3混凝土试验配合比设计 129
5.4.4管片混凝土相应生产工艺参数设计 132
5.4.5管片混凝土性能检测 135
5.5管片生产 138
5.5.1生产基地布置 138
5.5.2生产进度实施 139
5.5.3管片生产工艺 140
5.5.4管片制作关键技术措施 143
第6章 泥水平衡盾构机及信息化控制系统 155
6.1盾构机选型依据 157
6.2泥水加压平衡盾构机选型 158
6.2.1泥水加压平衡盾构机类型的确定 158
6.2.2泥水加压平衡盾构机的工作原理 159
6.2.3泥水加压平衡盾构机主要参数及特点 161
6.3泥水加压平衡盾构信息化施工管理系统 169
6.3.1系统简介 169
6.3.2盾构施工数据采集系统 170
6.3.3盾构施工信息分析系统 174
6.3.4盾构掘进姿态自动测量系统 178
6.3.5管片拼装自动预测系统 179
6.4泥水平衡盾构安装运输与调试 185
6.4.1盾构车间预组装 185
6.4.2盾构机解体与运输 191
6.4.3盾构机工地组装 192
第7章 泥水处理系统 199
7.1概述 201
7.2泥水处理系统设计 202
7.2.1工程泥水处理难点 202
7.2.2泥水处理系统设计原则 203
7.2.3泥水处理系统设计 203
7.3泥水处理系统电气及控制技术 207
7.3.1电气及控制系统特点 207
7.3.2电气及控制系统 208
7.3.3操作及监控管理系统 208
7.4泥水处理系统应用 211
7.4.1集成式泥水处理系统应用优势 211
7.4.2泥水处理系统中出现的问题和改进方法 212
第8章 超大直径泥水平衡盾构施工关键技术研究 213
8.1概述 215
8.2超大直径泥水平衡盾构开挖面稳定特性研究 215
8.2.1超大直径泥水平衡盾构开挖面稳定特性的试验研究 215
8.2.2超大直径泥水平衡盾构开挖面稳定的三维数值模拟研究 219
8.3抗剪型砂浆同步注浆工艺研究 221
8.3.1同步注浆理念 222
8.3.2同步注浆材料 222
8.3.3同步注浆施工工艺 223
8.3.4同步注浆充填效果检测 224
8.4超大直径长距离隧道施工期消防体系研究 225
8.4.1盾构正常掘进状态长距离隧道通风 225
8.4.2火灾状态在长距离隧道内通风 227
8.4.3人员疏散安全 228
8.4.4火灾状态下隧道衬砌的力学性能研究 230
8.5超大直径泥水平衡盾构施工地表沉降预测方法研究 231
8.5.1三维数值方法 232
8.5.2随机介质法 234
8.5.3神经网络法 235
第9章 盾构长距离掘进施工 237
9.1超大直径隧道开挖面稳定控制 239
9.1.1陆地段泥水压力设定 239
9.1.2江中段泥水压力设定 241
9.1.3偏差流量 241
9.2盾构始发 242
9.2.1始发准备工作 243
9.2.2盾构机始发掘进 246
9.2.3 100环试推进 247
9.3盾构长距离掘进施工控制要点 249
9.3.1长距离物流高效管理 249
9.3.2设备维修保养 255
9.3.3高精度管片拼装控制 260
9.3.4施工阶段通风及消防措施 266
9.3.5盾尾钢丝刷更换应急措施 266
9.4盾构到达 272
9.4.1到达准备工作 272
9.4.2盾构机在水中到达 274
9.5成环隧道质量控制 277
9.5.1标准选用 277
9.5.2成环隧道质量控制 277
9.5.3渗漏控制 281
9.5.4实施效果 281
第10章 圆隧道内部平行施工 283
10.1概述 285
10.2内部结构施工 286
10.2.1内部结构施工的总体设计 286
10.2.2下部道路结构施工 287
10.2.3上部烟道结构施工 288
10.3装饰及机电系统 290
10.3.1长江隧道200m试验段 290
10.3.2装饰工程设计与施工 290
10.3.3机电系统设计与施工 292
10.4沥青铺装 298
10.4.1沥青铺装技术与沥青混合料设计 298
10.4.2沥青混合料生产 298
10.4.3沥青混合料施工 299
第11章 隧道连接通道 303
11.1总体方案 305
11.2含盐土层冻结特性研究 306
11.3冻结方案设计 309
11.3.1冻结孔布孔设计与冻结温度场计算 310
11.3.2制冷系统设计 312
11.3.3连接通道结构与防水设计 313
11.4双排孔冻结连接通道施工 315
11.4.1连接通道施工工艺 315
11.4.2强制解冻及融沉控制 317
11.4.3连接通道施工监测 320
第12章 盾构推进施工测量 327
12.1概述 329
12.1.1盾构法隧道施工测量特点 329
12.1.2盾构法隧道施工测量内容 329
12.1.3本工程测量难点 330
12.2控制测量 330
12.2.1地面控制测量 330
12.2.2隧道内控制测量 332
12.3盾构推进姿态连续测量 333
12.3.1盾构姿态控制测量 334
12.3.2自动导向系统 335
12.3.3自动导向系统校核 336
12.4长距离隧道贯通测量 337
12.4.1贯通测量概述 337
12.4.2井下导线加测陀螺边 338
12.4.3垂直顶升测量 339
12.4.4洞门测量 339
12.5整体精度评价 341
第13章 工程应用及技术前瞻 343
13.1长江隧道的工程实践 345
13.1.1概述 345
13.1.2工程实践的特点及技术难点 346
13.1.3工程实践的关键技术和成果 346
13.2技术发展的方向 350
13.2.1大深度、长距离、大直径盾构技术 350
13.2.2特殊地质条件下的盾构技术 354
13.2.3盾构近距离穿越技术 354
13.2.4绿色盾构技术 355
参考文献 357