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第1章 绪论1

1.1 我国轨道交通的规划建设概况1

1.2 下穿类型3

1.3 下穿施工面临的问题4

1.4 本书的宗旨5

第2章 下穿施工的影响6

2.1 下穿施工的特点6

2.2 下穿建筑物6

2.2.1 下穿多层建筑7

2.2.2 下穿高层建筑7

2.2.3 下穿厂房高塔等其他建筑9

2.3 下穿交通线10

2.3.1 下穿普通铁路10

2.3.2 下穿高速铁路13

2.3.3 下穿既有地铁盾构法隧道17

2.4 下穿管线19

2.5 特殊河流24

第3章 盾构穿越施工变形30

3.1 盾构掘进施工变形的影响因素31

3.1.1 盾构超挖31

3.1.2 掘进参数34

3.1.3 地层特性37

3.2 基于应力释放的盾构掘进施工变形计算39

3.2.1 盾构掘进施工中的应力释放39

3.2.2 开挖应力释放计算法40

3.2.3 开挖应力释放的有限元计算方法46

3.3 位移法计算开挖施工变形52

第4章 盾构下穿施工变形控制55

4.1 开挖面处应力释放与控制55

4.1.1 土仓压力设定影响因素分析56

4.1.2 盾构掘进面应力释放控制方法57

4.2 超挖时应力释放与控制61

4.2.1 超挖刀的选用61

4.2.2 超挖量控制方法63

4.2.3 盾构机灵敏度选择66

4.2.4 盾构铰接选择67

4.3 盾尾间隙的应力释放与控制70

4.3.1 同步注浆71

4.3.2 二次注浆80

第5章 下穿施工辅助措施83

5.1 盾构机姿态控制83

5.1.1 盾构机纠偏计算84

5.1.2 盾构机姿态优化控制91

5.2 土体和渣土改良93

5.2.1 常见改良剂及其机理93

5.2.2 土体和渣土改良试验96

5.3 主动预加固99

5.3.1 地基预加固99

5.3.2 结构预加固102

第6章 下穿施工信息采集104

6.1 下穿施工信息特征104

6.2 下穿施工信息采集方法106

6.2.1 人工信息采集107

6.2.2 自动化信息采集108

6.3 下穿铁道112

6.3.1 铁道轨面监测113

6.3.2 测点布置方法及原则116

6.3.3 铁道桥墩变形监测121

6.4 下穿建筑物124

6.4.1 沉降监测125

6.4.2 倾斜监测125

6.4.3 裂缝观测126

6.5 施工信息处理128

6.5.1 测量误差的处理129

6.5.2 变形信息分析预测133

6.6 施工信息管理134

第7章 下穿施工管理136

7.1 施工设备管理136

7.1.1 盾构机136

7.1.2 加固设备141

7.1.3 监测设备145

7.2 施工技术措施管理146

7.2.1 流程管理146

7.2.2 工序管理147

7.2.3 工艺管理148

7.3 施工风险管理149

7.3.1 风险识别149

7.3.2 风险评估151

7.3.3 风险管控158

第8章 下穿建筑物159

8.1 下穿建筑物的分类159

8.1.1 按照建筑结构特点分类159

8.1.2 按建筑物与隧道的空间关系分类165

8.2 下穿建筑物的工程分级166

8.2.1 下穿工程分级的影响因素167

8.2.2 下穿工程分级方法167

8.3 下穿区段建筑物附加应力计算方法170

8.3.1 竖向集中力作用下土的附加应力170

8.3.2 集中力作用下土中其余应力分量计算170

8.3.3 均布条形分布荷载下土中应力计算171

8.3.4 成层地基中附加应力的分布规律172

8.4 下穿深基础建筑物176

8.4.1 桩基的分类176

8.4.2 承载力损失估算与附加沉降计算178

8.4.3 桩基切割178

8.4.4 桩基托换183

8.5 下穿建筑物区段的施工参数控制185

8.5.1 土仓压力计算186

8.5.2 不同方式穿越单个建筑物时的土仓压力变化186

8.5.3 不同方式穿越建筑群时的土仓压力变化190

8.5.4 同步注浆量计算191

8.5.5 同步注浆压力计算195

第9章 下穿铁道197

9.1 铁道的技术条件197

9.1.1 铁道等级197

9.1.2 线路状况198

9.1.3 线路类型198

9.2 行车平稳性与安全性指标199

9.2.1 行车安全性评价指标199

9.2.2 行车平稳性评价指标201

9.3 下穿施工变形与轨面变形的对应关系201

9.3.1 既有的轨道不平顺201

9.3.2 下穿施工引起的轨面变形计算204

9.3.3 叠加施工引起的轨面变形的轨道不平顺210

9.4 施工期铁道行车速度目标值控制211

9.4.1 车辆-轨道耦合动力学模型211

9.4.2 施工变形对车辆运行安全性和舒适性的影响213

9.5 下穿施工的安全保障222

第10章 土压平衡盾构下穿大型江河湖泊224

10.1 盾构法隧道下穿江河湖泊面临的问题224

10.1.1 盾构法隧道下穿含沼气层224

10.1.2 盾构法隧道下穿高水压地层226

10.1.3 盾构法隧道长距离下穿砂层228

10.1.4 盾构法隧道下穿高强度砂卵石、圆砾地层228

10.1.5 盾构法隧道浅覆土下穿河床229

10.2 盾构法隧道穿越含沼气地层的处理措施229

10.2.1 盾构掘进施工前对线路影响范围沼气进行预释放处理230

10.2.2 施工期的安全措施231

10.3 盾构法隧道水下长距离掘进的防突水措施235

10.3.1 长距离掘进的螺旋输送机保压236

10.3.2 盾构机尾部密封刷长距离防水控制246

10.4 土压平衡盾构穿越大型江河湖泊掘进系统减磨249

10.4.1 盾构掘进系统减磨原理249

10.4.2 盾构掘进系统减磨处理251

10.5 土压平衡盾构下穿大型江河湖泊隧道质量控制256

10.5.1 局部特殊地段盾构法隧道管片上浮控制256

10.5.2 盾构法隧道管片接缝高防水能力258

第11章 下穿工程设计方法260

11.1 下穿结构的线位和线型设计260

11.1.1 下穿结构的线位设计260

11.1.2 下穿结构的线型设计267

11.2 变形控制指标271

11.2.1 变形控制指标的个性化设计272

11.2.2 以规范为基础的变形指标设计273

11.2.3 下穿铁道273

11.2.4 下穿建筑物277

11.2.5 下穿其他结构物278

11.3 变形协调控制279

11.3.1 下穿建筑物的协调变形控制281

11.3.2 下穿普通铁道282

11.3.3 下穿高速铁道283

11.4 下穿工程的辅助措施设计283

11.4.1 施工安全控制的主动加固283

11.4.2 运营阶段减振措施288

11.4.3 被动性措施294

11.5 方案设计要点298

11.5.1 方案设计目标298

11.5.2 技术措施对比分析299

11.5.3 施工工艺设计300

11.5.4 安全监控设计301

第12章 下穿工程案例303

12.1 下穿Ⅰ级铁路干线303

12.1.1 工程概况304

12.1.2 技术特点及控制标准306

12.1.3 主动预加固设计理念306

12.1.4 主动注浆预加固方案设计308

12.1.5 盾构掘进控制312

12.1.6 实施效果314

12.2 下穿高速铁路316

12.2.1 工程概况317

12.2.2 技术特点及控制指标319

12.2.3 下穿方案设计理念319

12.2.4 变形阻隔方案设计320

12.2.5 盾构掘进控制322

12.2.6 实施效果323

12.3 下穿铁路枢纽325

12.3.1 工程概况325

12.3.2 技术特点及控制指标329

12.3.3 方案设计理念329

12.3.4 设计方案330

12.3.5 盾构掘进控制332

12.3.6 实施效果332

参考文献335