1绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 2
1.2 国内外盾构技术发展现状 3
1.2.1 国外盾构（TBM）技术现状 3
1.2.2 国内盾构（TBM）技术现状 4
1.2.3 盾构（TBM）法斜井施工案例 5
2工程概况 8
2.1 新街台格庙矿区斜井工程 8
2.1.1 工程基本情况 8
2.1.2 地质情况 9
2.2 神东补连塔煤矿斜井工程 12
2.2.1 工程基本情况 12
2.2.2 地质概况 12
2.3 井筒结构设计 16
2.3.1 设计总体要求 16
2.3.2 设计总体布局 17
2.3.3 井筒结构设计 17
3盾构设备选型与配置技术 18
3.1 盾构型式选择及整机系统集成 18
3.1.1 双模式盾构技术要求 18
3.1.2 双模式盾构主机参数确定 18
3.1.3 双模式盾构总体设计 22
3.2 斜井双模式盾构关键部件选型与研制 24
3.2.1 刀盘研制 24
3.2.2 主驱动选型配置 25
3.2.3 管片拼装机 27
3.2.4 主机出渣装置 28
3.3 掘进模式转换主体部件 29
3.3.1 刀盘 29
3.3.2 主机出渣装置 32
3.4 掘进模式转换工艺 33
3.4.1 盾构掘进模式转换要求 33
3.4.2 闭式模式转换为开式模式 34
3.4.3 开式模式转换为闭式模式 35
3.4.4 盾构掘进模式转换过程试验及优化 35
3.5 主机设备性能参数匹配及系统配置 36
3.5.1 两种模式对盾构关键参数的要求和规律 37
3.5.2 盾构关键参数匹配原则 41
3.5.3 盾构关键参数的匹配关系 44
3.5.4 盾构关键参数配置范围 51
3.6 施工配套设备选型与配置 52
3.6.1 超前钻探设备 52
3.6.2 物料转运系统 55
3.6.3 管片壁后组合填充设备 58
3.6.4 渣土改良系统 63
3.6.5 连续出渣系统 65
4盾构斜向始发及连续下坡掘进技术 81
4.1 盾构斜向始发技术 81
4.1.1 盾构始发工序流程 81
4.1.2 盾构始发基座 82
4.1.3 大坡度条件下盾构快速步进技术 86
4.1.4 盾构导轨步进控制技术 89
4.1.5 盾构斜向始发姿态控制与轴线纠偏技术 89
4.2 盾构连续下坡掘进技术 93
4.2.1 盾构控制参数与围岩力学参数关系 93
4.2.2 掘进速度对盾构掘进参数的影响 97
4.2.3 盾构掘进姿态控制技术 99
4.2.4 盾构过竖曲线姿态调整 101
4.2.5 管片拼装技术 102
4.2.6 重载物料辅助运输及安全保障技术 103
4.2.7 换刀技术 111
4.3 管片壁后填充技术 114
4.3.1 同步注浆浆液的种类及优缺点比较分析 115
4.3.2 管片壁后填充层与管片结构共同防水作用机理 115
4.3.3 管片壁后填充 118
5通风与排水技术 123
5.1 施工通风技术 123
5.1.1 施工通风方法 123
5.1.2 通风风量及风压 127
5.1.3 施工通风设备 132
5.1.4 粉尘防治 135
5.1.5 通风机的电气传动与监测系统 136
5.1.6 通风效果监测 137
5.2 富水长距离斜井盾构施工反坡排水技术 139
5.2.1 地下水涌入途径 139
5.2.2 涌水量预测 140
5.2.3 排水方案比选及系统整体布局 142
5.2.4 抽排水设备配置 145
6特殊不良地质段处置技术 159
6.1 煤矿斜井盾构超前地质探测技术 159
6.1.1 超前地质预报的预报内容 159
6.1.2 超前地质预报方法比选 159
6.1.3 斜井盾构施工超前预报方法确定 161
6.1.4 超前钻探地质预报技术 163
6.1.5 超前钻机地质预报技术的应用 164
6.2 软岩地段处置技术 164
6.2.1 软岩变形规律研究 164
6.2.2 软岩变形地段井筒设计应对技术 169
6.2.3 软岩变形地段盾构设备应对技术 169
6.2.4 斜井软岩变形分级及处置 171
6.3 富水地段防水处置技术 178
6.3.1 长距离斜井防水体系 178
6.3.2 管片接缝防水密封垫结构研究 179
6.3.3 盾构法斜井壁后填充共同防水及分段隔水 183
6.4 高水压地段泄水降压技术 185
6.4.1 高水压地段泄水降压必要性和机理分析 185
6.4.2 盾构管片泄水孔布置的影响分析 187
6.4.3 泄水降压式管片泄水方案 190
6.5 断层破碎带处置技术 190
6.5.1 工作面稳定性分析 190
6.5.2 断层破碎带盾构施工技术 191
6.5.3 工作面失稳处置技术 194
7盾构地下拆解技术 199
7.1 地下拆解区域管片受荷特性及地层加固技术 199
7.1.1 斜井管片结构受荷特性 199
7.1.2 盾构拆解影响区管片纵向卸荷特性 205
7.1.3 盾构无扩大硐室拆解地层加固技术 211
7.1.4 盾构扩大硐室拆解地层加固技术 213
7.2 盾构地下可拆解结构型式 218
7.2.1 盾构地下可拆解结构型式的技术要求 218
7.2.2 刀盘可拆解结构 218
7.2.3 盾体可拆解结构 222
7.2.4 主驱动可拆解结构 224
7.2.5 螺旋输送机可拆解结构 225
7.2.6 管片拼装机拆解结构 227
7.2.7 拖车可拆解结构 227
7.2.8 主要可拆解结构部件的尺寸和重量 228
7.3 盾构原位地下拆解技术及专用装备 228
7.3.1 无扩大硐室盾构拆解专用装备 228
7.3.2 无扩大硐室盾构地下拆解技术 232
7.3.3 扩大硐室盾构拆解专用装备 238
7.3.4 扩大硐室盾构地下拆解技术 244
8远程实时监测与评估技术 254
8.1 实时综合监测软件系统模块设计 254
8.1.1 监测系统层次设计 254
8.1.2 监测系统功能设计 255
8.1.3 监测系统模块设计 256
8.1.4 监测系统接口设计 262
8.1.5 监测系统数据库设计 263
8.2 现场监测元器件布设及其工艺 264
8.2.1 传感器总体布置 264
8.2.2 盾构自带传感器监测项目 265
8.2.3 埋入式传感器的埋设工艺 266
8.3 盾构斜井现场监测设备组网与集成技术 269
8.3.1 斜井监测混合组网技术 269
8.3.2 数据自动采集传输技术 270
8.4 斜井盾构施工安全评估指标体系 272
8.4.1 盾构工作参数指标 272
8.4.2 防喷涌施工安全指标 273
8.4.3 工作面稳定安全指标 274
8.4.4 盾构防卡机安全指标 276
8.4.5 注浆质量合格性指标 280
8.4.6 盾构姿态安全指标 281
8.4.7 管片结构形变安全指标 281
8.4.8 斜井施工安全评估标准 281
8.5 盾构斜井管片衬砌安全评估方法 282
8.5.1 基于容许应力法的结构安全评估 283
8.5.2 基于极限状态法的结构安全评估 284
9工程示范 287
9.1 示范工程总体设计 287
9.1.1 示范工程一：新街台格庙矿区斜井工程 287
9.1.2 示范工程二：神东补连塔煤矿斜井工程 300
9.2 示范工程施工组织 310
9.2.1 工期目标 310
9.2.2 组织机构设置 311
9.2.3 作业人员配置 312
9.2.4 作业流程 312
9.2.5 进度指标分析及经济指标 313
9.3 示范工程关键技术应用 314
9.3.1 盾构施工煤矿长距离斜井设备选型与配置技术应用 314
9.3.2 煤矿长距离斜井盾构始发及连续下坡掘进技术应用 317
9.3.3 盾构施工煤矿长距离斜井盾构原位地下拆解及配套技术应用 320
9.3.4 盾构施工煤矿长距离斜井数字化远程监控技术应用 322
9.3.5 盾构施工煤矿长距离斜井特殊不良地段处置技术应用 325
9.4 示范工程效果 329