砂卵石地层盾构隧道施工安全控制与高效掘进技术

2015年度国家技术发明奖二等奖。 2100433B

主要完成人：何 川(西南交通大学)，周顺华(同济大学)，晏启祥(西南交通大学)，方 勇(西南交通大学)，徐润泽(中国铁建大桥工程局集团有限公司)，王寿强(中铁十四局集团隧道工程有限公司)

第1章 绪论

第2章 盾构隧道开挖面灾变机理研究

第3章 流固耦合模型与工程数值模拟

第4章 砂卵石地层盾构隧道施工分析

第5章 盾构隧道穿越敏感环境主动控制方法和技术

参考文献 2100433B

《盾构隧道的理论研究与施工实践》是作者从事盾构隧道课题研究、现场试验以及盾构施工项目管理工作10余年的理论研究与施工实践的总结。全书按研究领域分为衬砌结构计算理论、盾构施工理论分析与现场试验、盾构附属工程计算实例及相关应用技术等三篇，共26章。主要内容包括盾构隧道管片接头荷载试验、盾构管片接头受力与变形的三维有限元分析、盾构隧道一次衬砌和双层衬砌结构计算理论、掘进机掘进性能数值仿真模拟、盾构机刀盘刀具优化布置、硬岩盾构隧道盘形滚刀损坏机理的力学分析与应用、盾构施工引起的地面沉降数学模型、盾构掘进参数数学模型、线路转弯引起的盾构隧道衬砌环扭转力学分析、盾构隧道围岩压力及管片内力与变形的现场监测试验研究、盾构隧道主要质量问题及原因分析、盾构施工废水净化处理及再利用研究以及盾构附属工程相关计算实例等。

目前，我国盾构隧道中采用二次衬砌的工程还很少，大多数情况下，二次衬砌的内力计算在设计中被省略，作为承载结构的二次衬砌的受力计算方法还不成熟。具有内衬的盾构隧道双层衬砌结构计算理论在国内还少有人研究，《盾构隧道的理论研究与施工实践》可以提供有益的参考；此外，国内盾构机绝大部分依靠进口，对刀盘、刀具布置研究很少，掘进机掘进性能数值仿真模拟则填补了国内这个领域的技术空白，对盾构机刀盘刀具设计及优化布置具有重要参考价值。

本书共分5章，依托我国大量的盾构法工程实践和多年的研究成果，构建了复杂地质环境下盾构隧道开挖面灾变模型，进行了流固耦合模型与工程案例数值分析，形成了盾构隧道穿越建（构）筑物关键技术。书中突出隧道工程灾变机理、施工技术和工程面临的诸多挑战以及新技术和新工艺的运用。同时结合研究成果还介绍了一些新的见解与工程实践，并在工程实践中得到了检验。