大直径水下盾构隧道施工技术作者简介

钱七虎，现任军委科技委顾问、解放军陆军工程大学教授、博士生导师，2018年度国家zuigao科学技术奖得主。长期从事防护工程及地下工程的教学与科研工作，解决了孔口防护等多项难点的计算与设计问题，率先将运筹学和系统工程方法运用于防护工程领域。

主持完成了《21世纪中国城市地下空间发展战略及对策》《我国重要经济目标防护措施及对策》等多项国家咨询课题；作为首席科学家主持完成了国家自然科学基金重大项目《深部岩石力学基础研究与应用》研究。

陈健，教授级高工，中国海洋大学在读博士。中铁十四局集团副总工程师、首席专家，国内知名大盾构专家，主要从事大盾构越江隧道项目技术管理及科研攻关工作。获“中国土木工程詹天佑创新集体”“茅以升铁道工程师”“山东省优秀发明人”“江苏省十大职工操作法”“山东省优秀青年知识分子”等荣誉称号。成功完成了南京长江隧道、扬州瘦西湖隧道、武汉地铁8号线越江隧道等大型水下隧道工程建设，主持研发的科技成果多项达到国际先进、国内领先水平。获得省部级科技进步一等奖6项，二等奖2项；获国家工法1项，省部级工法5项；授权国家专利23项；出版专著1部；发表核心及以上科技论文14篇。

闵凡路，博士，河海大学副教授、硕士生导师，香港科技大学访问学者，入选河海大学“大禹学者”计划。主要从事水下盾构隧道、城市地铁等方面的科研与教学工作。主持国家自然科学基金2项、国家973计划项目子课题等纵向课题5项，主持或参与南京长江隧道、南京纬三路过江隧道、扬州瘦西湖隧道、南水北调中线穿黄隧道、武汉过江地铁等10余项大直径水下盾构隧道及城市地铁的科技创新工作。获得省部级科技进步奖一等奖1项；授权发明专利16项；出版专著1部；发表论文60余篇，其中SCI/EI论文30篇。

王守慧，教授级高工。青岛地铁集团有限公司副总经理，地下与隧道工程技术专家。主要从事山岭隧道、地铁隧道、大直径越江隧道等技术管理和研发工作。获“铁路施工企业优秀项目经理”、“全国建筑施工优秀项目经理”、国资委“中央企业劳动模范”、江苏省“五一劳动奖章”等荣誉称号。主持或参与了京九线岐岭隧道、南京鼓楼地下隧道、长白公路板石岭隧道、南京长江隧道等重大工程项目建设，多项科研成果达到国际先进、国内领先水平。获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步一等奖5项，省部级科技进步二、三等奖各1项；出版专著1部；发表科技论文10余篇。2100433B

《大直径水下盾构隧道施工技术》系统介绍了水下大型泥水盾构穿越复合地层施工新技术，并明确了技术原理、适用范围和技术要点，主要包括水下盾构隧道施工中盾构始发与到达技术、穿越堤防等构筑物技术、复合砂卵石地层泥浆配制及成膜技术、穿越江中冲槽技术、盾构停机开舱技术及尾盾防护技术等多项技术，最后结合典型工程实例中的技术应用，形成水下盾构隧道施工技术体系。

《大直径水下盾构隧道施工技术》以技术调研和理论分析为基础，并给出了典型的工程应用实例，深入浅出地展示了水下盾构隧道施工技术，既可以使工程一线的施工人员更好理解该技术，又对盾构隧道工程的设计、施工和管理具有较大的借鉴价值，可供工程技术人员、科研人员以及高等院校相关专业的师生参考。

《高速铁路特长水下盾构隧道施工技术》以广深港高速铁路狮子洋水下隧道工程施工技术为基础，以大量工程建设中的数据、经验和教训为依托，全面客观地对高速铁路特长水下盾构隧道施工技术进行分析、总结和提升，提出一些理念与原则，对今后我国跨江越海长大隧道工程建设具有一定的指导意义。

《高速铁路特长水下盾构隧道施工技术》共分9章，主要内容有：狮子洋水下隧道工程地质特点及盾构选型、大直径泥水盾构及设备配套、现场组装与始发、水下盾构隧道结构力学特征分析、施工期管片上浮及控制、盾构掘进引起地层变形与控制技术、高磨耗性地层盾构刀具比选与减压限排换刀技术和泥水盾构掘进控制与对接技术。

《高速铁路特长水下盾构隧道施工技术》可供隧道及地下工程修建中的设计、施工、科研等技术人员及广大师生使用和学习。

本专著针对于目前国内外大直径盾构隧道工程建设及研究中存在的不足，介绍大直径盾构的进展情况并对大直径盾构进行充分定义，重点对大直径盾构选型、大直径盾构隧道衬砌结构及防水设计、大直径盾构隧道施工关键技术、大直径盾构隧道信息化施工及安全管控等方面开展深入、系统研究，研究内容可为后期大直径盾构隧道工程设计及施工提供参考。

第1篇综合概述篇

第1章大直径盾构技术进展概况

1.1大直径盾构的定义

1.1.1纵向加固范围尺寸效应分析

1.1.2应力尺寸效应分析

1.2大直径盾构的发展历史、技术现状及发展方向

1.2.1大直径盾构技术的发展历史

1.2.2大直径盾构隧道的技术现状

1.2.3大直径盾构隧道的发展方向

1.3我国大直径盾构技术的发展现状及典型大直径盾构隧道工程概况

1.3.1我国大直径盾构技术的发展现状

1.3.2我国典型大直径盾构隧道工程概况

第2篇设备选型设计篇

第2章大直径盾构选型总体原则

2.1概述

2.2大直径盾构选型的原则及依据

2.2.1大直径盾构选型的原则

2.2.2大直径盾构选型的依据

2.3大直径盾构选型的步骤及方法

2.3.1大直径盾构选型的步骤

2.3.2大直径盾构选型的方法

2.4大直径盾构选型的特殊要求

2.5大直径盾构形式的选择

2.5.1泥水平衡盾构

2.5.2土压平衡盾构

2.5.3复合式盾构

第3章大直径盾构的专项选型设计技术

3.1概述

3.2螺旋输送机的选型设计技术

3.2.1螺旋输送机的作用

3.2.2螺旋输送机的类型

3.2.3螺旋输送机的防喷涌设计

3.2.4螺旋输送机的影响参数

3.2.5螺旋输送机相关参数的确定

3.3泥水处理系统的选型设计

3.3.1泥水处理系统的构成

3.3.2泥水处理系统的发展 ...

3.3.3泥水处理系统的选择

3.4刀盘结构形式的选型设计

3.4.1盾构刀盘的主要功能

3.4.2刀盘类型的选择

3.4.3刀盘驱动方式的选择

3.4.4刀盘支承方式的选择

3.4.5刀具更换技术

3.5主轴承及密封的选型设计

3.5.1主轴承结构

3.5.2主轴承密封

3.5.3人闸

3.6土体改良系统的选型设计

3.6.1土体改良的目的及要求

3.6.2土体改良系统

3.6.3土体改良系统硬件的选型

3.7相关辅助设施的选型设计

3.7.1运输设备

3.7.2砂浆站

3.7.3通风设备

3.8主要性能参数的设计与计算

3.8.1盾构外径

3.8.2刀盘开挖直径

3.8.3盾壳长度

3.8.4盾构质量

3.8.5盾构推力

3.8.6刀盘转矩

3.8.7推进系统效率

3.9国内典型大直径盾构工程选型案例分析

3.9.1北京地铁14号线大直径土压平衡盾构

3.9.2天津地下直径线大直径泥水平衡盾构

3.9.3南京长江隧道大直径泥水平衡盾构

3.9.4武汉长江隧道大直径泥水平衡盾构

3.9.5广深港铁路狮子洋隧道大直径泥水平衡盾构

3.9.6杭州望江隧道大直径盾构泥水平衡盾构

第4章大直径复合式盾构选型概述

4.1概述

4.1.1复合地层

4.1.2应对复合地层的传统方法

4.1.3大直径复合式盾构的技术现状

4.2大直径复合式盾构的特点

4.3大直径复合式盾构的施工技术要点

4.3.1施工总平面布置

4.3.2转换地点选择

4.3.3隧道内的超前地质调查

4.3.4隧道前方的超前地层加固

4.4盾构模式转化

4.4.1泥水转土压模式

4.4.2土压转泥水模式

4.5工程实例

4.5.1美国迈阿密港口隧道

4.5.2马来西亚吉隆坡KV地铁

第3篇结构及防水设计篇

第5章大直径盾构隧道衬砌构造及设计

5.1概述

5.2大直径盾构隧道衬砌的种类及功能

5.2.1一次衬砌的种类及使用状况

5.2.2二次衬砌的功能及使用状况

5.3大直径盾构隧道衬砌环的布置

5.4大直径盾构衬砌构造设计

5.4.1管片的分块方式

5.4.2管片的厚度设置

5.4.3管片的环宽设置

5.4.4管片的拼装方式

5.5大直径盾构衬砌接缝设计

5.5.1接缝形式

5.5.2接缝的连接方式

5.5.3榫槽的设置

5.5.4传力衬垫的设置

5.6大直径盾构衬砌结构设计

5.6.1结构计算方法的选取

5.6.2单元选择与材料特性

5.6.3模型建立

5.6.4结果分析

5.6.5大直径盾构开挖间隙的模拟

第6章大直径盾构隧道防水设计

6.1概述

6.2大直径盾构衬砌防水设计原则

6.3大直径盾构衬砌防水标准及要求

6.3.1防水等级与防水标准

6.3.2防水措施要求

6.4管片结构自防水设计

6.4.1防护等级

6.4.2混凝土抗渗等级

6.4.3材料

6.4.4抗渗试验与检验

6.4.5管片外防水涂层

6.4.6管片的制作精度要求

6.5衬砌结构接缝防水设计方案及优选

6.5.1接缝密封防水道数的设置

6.5.2接缝密封防水材料的选择

6.5.3接缝密封垫的防水要求

6.5.4接缝密封垫断面尺寸的必选

6.5.5接缝密封垫断面构造及形式

6.6火灾条件下衬砌结构接缝(接头)防水性能要求

6.6.1火灾条件下管片接头损伤试验研究

6.6.2火灾条件下防水橡胶条损伤试验研究

6.6.3火灾条件下管片衬砌结构防水性能损伤指标评价方法

6.6.4小结

6.7国内典型大直径盾构工程防水案例分析

6.7.1上海长江隧道管片接缝防水密封垫设计

6.7.2南京长江隧道工程接缝防水密封垫设计

6.7.3广深港狮子洋隧道工程防水管片设计

6.7.4南京地铁10号线长江隧道防水设计

6.7.5武汉地铁8号线越江盾构区间