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第一章 复合地层的盾构施工环境1

第一节 复合地层的概念1

一、均一地层1

二、复合地层2

第二节 复合地层的盾构施工环境4

一、施工环境在盾构施工中的地位4

二、基础地质特征4

三、工程地质和水文地质特征9

五、建筑物、构筑物和地下管线21

四、气候地貌21

六、广州地铁的线路线网23

第二章　盾构机的选型25

第一节 “型”和“模式”的概念25

一、盾构机的“型”25

二、盾构机的“模式”26

三、盾构机型式的概念28

四、盾构机的选型29

五、盾构机选型时必须考虑的特殊因素30

六、盾构施工中辅助工法的选择31

一、刀盘刀具配置的差异性34

第二节　不同混合盾构机刀盘的差异性34

［实例］广州地铁三号线沥滘—大石区间盾构机刀盘的断裂及其修复39

二、刀具配置及其组合的施工效果40

三、刀具配置的“矛盾论”和盾构机的有效推力46

第三节　在复合地层中混合盾构机的典型配置48

一、盾构机的设计参数49

二、盾构机主体的典型配置57

第三章　盾构施工的掘进技术71

第一节　在复合地层中建立动态平衡应注意的问题71

一、加强管理71

一、在以全风化为主的软岩中掘进时盾构机刀盘的配置72

二、选择合理的施工工艺和施工参数72

第二节　在全断面岩层中盾构掘进的技术问题72

二、在以中风化和微风化为主的软岩和中硬岩中掘进时盾构机刀盘的配置73

［实例3-1］广州地铁三号线客村—大塘区间盾构机过软岩和中硬岩73

［实例3-2］广州地铁三号线大石—汉溪区间选择辅助工法使盾构机通过硬岩段74

第三节　花岗岩球状风化体或巨大漂砾的处理技术77

一、人工破岩77

［实例3-3］广州地铁三号线天河客运站—华师区间盾构机过球状风化体79

四、冲孔桩破岩79

三、地面钻探地下爆破破岩79

二、盾构机破岩79

第四节　在上软下硬地层中盾构掘进的主要风险及对策84

一、在上软下硬地层中盾构掘进主要采取的措施84

二、在上软下硬地层中盾构掘进的主要风险及对策85

［实例3-4］广州地铁三号线大塘—沥滘区间盾构机在上软下硬地层中掘进造成的地面塌陷86

［实例3-5］广州地铁一号线长寿路—陈家祠区间华贵路房屋倒塌事故91

第五节　盾构过砂层的掘进技术93

一、盾构全断面过砂层的掘进技术93

二、盾构局部断面过砂层的掘进技术93

［实例3-6］广州地铁三号线珠江新城—客村区间盾构机过砂层94

三、盾构断面上部是砂层的掘进技术94

第六节　盾构过断层带的掘进技术97

［实例3-7］广州地铁三号线大石—汉溪区间盾构机过断层带97

第七节　盾构机的纠偏技术102

一、盾构机姿态控制的一般细则103

二、不同围岩环境中盾构机掘进姿态的控制技术103

［实例3-8］广州地铁四号线大学城—小谷围区间盾构机机体大幅度的旋转事故105

三、盾构机的纠偏措施106

一、压气作业的一般要求109

第四章　盾构施工的辅助技术109

第一节　压气作业技术109

二、压气作业人员的基本守则110

三、加压和减压的工作要求110

四、压气作业的应用110

五、压气作业有待解决的问题111

第二节　盾构机的始发、进站、过站技术112

一、盾构机的始发112

［实例4-1］广州地铁三号线天河客运站—华师区间盾构机的分体始发113

二、盾构机的进站115

［实例4-2］广州地铁三号线大塘—沥滘区间盾构机进站时盾尾的喷砂事故117

三、盾构机的过站118

［实例4-3］广州地铁三号线沥滘—大石区间盾构机的整体吊装过站120

［实例4-4］广州地铁三号线客村—大塘区间盾构机的调头过站124

第三节　添加剂的使用128

一、添加剂的作用128

二、几种代表性添加剂的性能129

［实例4-5］广州地铁三号线大塘—沥滘区间盾构施工中使用的泡沫对掘进速度的影响130

一、衬背注浆的目的132

第四节　衬背注浆技术132

二、衬背注浆浆液的选择133

三、衬背注浆参数的确定134

四、衬背注浆施工中常见的问题135

五、衬背注浆的控制措施138

［实例4-6］广州地铁三号线沥滘—大石区间二次注浆压力过大造成的管片错台、开裂和涌水事故139

第五节　地面建筑物的保护和地下障碍物的处理技术143

一、地面建筑物的保护143

二、地下异物的处理、拔桩和桩基托换145

［实例4-7］广州地铁三号线天河客运站—华师区间的拔桩工程146

［实例4-8］广州地铁一号线长寿路—陈家祠区间的托换工程149

［实例4-9］广州地铁三号线客村—大塘区间的托换工程152

［实例4-10］广州地铁三号线大塘—沥滘区间的群楼加固工程156

第六节　硐门加固技术159

一、硐门加固的目的159

二、硐门加固方案的选定159

三、硐门加固效果的检测160

［实例4-11］广州地铁一号线农讲所站进出井硐门的加固——环形桩加固方法161

［实例4-14］广州地铁三号线天河客运站—华师区间盾构机吊出并硐门的加固方法162

［实例4-13］广州地铁四号线琶洲站始发井硐门的加固——隧道顶部板式加固方法162

［实例4-12］广州地铁四号线官洲站始发井硐门的加固——密排桩加固方法162

［实例4-15］广州地铁四号线新造站始发井硐门的加固——连续墙加固方法163

第五章　复合地层盾构施工技术的难点及对策165

第一节　螺旋输送器的喷涌及防治措施165

一、螺旋输送器喷涌形成的施工环境165

二、螺旋输送器喷涌的防治措施167

第二节　泥饼的成因及防治措施167

一、泥饼造成的危害167

二、泥饼的成因169

一、大轴承及三大密封的保护172

三、泥饼的防治措施172

第三节　盾构机核心部件的维护172

［实例5-1］广州地铁三号线大石—汉溪区间盾构机尾刷的更换173

二、防止刀盘变形175

三、滚刀损坏的原因及防治措施175

［实例5-2］广州地铁三号线珠江新城—客村区间右线盾构机刀盘的磨损及修复183

［实例5-3］广州地铁三号线珠江新城—客村区间旧盾构机的检测与维修186

第四节　盾构施工中的换刀技术189

［实例5-4］广州地铁三号线大石—汉溪区间盾构机刀具的组合及磨损分析191

［实例5-5］广州地铁三号线客村—大塘区间盾构机刀具的配置和更换195

［实例5-6］广州地铁二号线海珠广场—江南西区间盾构过江的施工201

第五节　水下盾构施工的技术风险及对策201

［实例5-7］广州地铁三号线珠江新城—客村区间盾构过江的施工202

［实例5-8］广州地铁三号线沥滘—大石区间泥水盾构过江的施工204

［实例5-9］广州地铁三号线沥滘—大石区间泥水盾构过江的塌方事故209

［实例5-10］广州地铁三号线大塘—沥滘区间盾构始发段过淋砂涌的施工213

第六节　淤泥地层中隧道沉降的原因及防治措施215

［实例5-11］广州地铁一号线黄沙—长寿路区间淤泥地层中隧道的沉降215

第七节　盾构隧道最小覆盖层的探讨221

一、隧道管片上浮的原因225

第六章　盾构隧道质量的控制技术225

第一节　隧道管片上浮的原因及防治措施225

二、隧道管片上浮的防治措施226

［实例6-1］广州地铁三号线珠江新城—客村区间隧道管片的上浮226

［实例6-2］广州地铁三号线客村—大塘区间隧道管片的上浮227

［实例6-3］广州地铁三号线大塘—沥滘区间隧道管片的上浮229

第二节　管片开裂的成因及防治措施230

一、生产过程中造成的管片开裂231

二、盾构施工过程中造成的管片开裂232

三、盾构隧道使用过程中造成的管片开裂234

第三节　管片破损、错台的成因及防治措施235

一、管片破损、错台的后果235

四、防止隧道管片开裂的原则235

二、管片破损、错台的原因237

三、管片破损、错台的防治措施239

第七章　盾构施工参数的信息化管理241

第一节　盾构施工参数的种类及选用241

一、施工现状参数241

二、施工实测参数241

第二节　盾构施工参数的分析与管理242

二、参数的事后分析242

一、参数的实时分析242

三、施工经验参数242

五、非异常施工参数242

四、异常施工参数242

三、参数的综合分析243

［实例］广州地铁三号线市桥—番禺广场盾构区间的各类参数关系244

主要参考文献249

后记251