本書以我國近年來在軟硬不均與極軟地層的盾構法隧道工程實踐為基礎，針對在軟硬不均與極軟地層盾構隧道施工過程中的技術難題，全面客觀地對盾構工程施工中的成果進行梳理和總結。全書共分為６章，第１章介紹了盾構法的發(fā)展趨勢，研究確定了盾構地層的分類方法，重點分析了盾構選型與刀具配置；第２～５章詳細闡述了不同地層條件下的地層特性與施工難點，提出了不同地層條件下的盾構適應性選型設計要點，并結合典型案例，重點對盾構開挖面穩(wěn)定控制技術、掘進控制技術等內(nèi)容進行了分析和總結；第６章敘述了盾構帶壓開倉技術，重點介紹了盾構帶壓開倉基本規(guī)定、作業(yè)準備，創(chuàng)新性地提出了帶壓開倉作業(yè)流程、關鍵工序控制要點、作業(yè)安全要求等內(nèi)容。
本書可為國內(nèi)外盾構工程建設提供參考借鑒，可供從事盾構施工工程相關科研、施工、管理人員及高校相關專業(yè)師生參考學習。
1.關于叢書：本叢書由錢七虎院士擔任主編，從地質(zhì)探測、預警與風險控制、設計、施工、數(shù)字化應用等角度，遴選了近年來隧道施工領域具有代表性的創(chuàng)新性技術方向，系統(tǒng)梳理了山嶺、水下、軟硬不均地層等復雜地質(zhì)與環(huán)境條件下隧道建設關鍵技術，以學術專著的形式，以理論為引領，以應用為重點，以案例為說明，介紹了近年來在復雜地質(zhì)隧道建設過程中形成的創(chuàng)新成果和核心技術。叢書具有前沿性、原創(chuàng)性、創(chuàng)新性、引領性。
2.關于本書：《軟硬不均與極軟地層盾構處理技術》主要從理論上、技術上、工程案例上闡述盾構軟硬不均地層與水下隧道軟弱地層的處理技術。本書代表了軟硬不均地層隧道及地下工程的*理論與實踐，推動了我國工程實踐向更復雜的地層技術邁進，可幫助在校師生了解相關領域*技術及理論，能夠給廣大技術干部提供技術參考和借鑒真實案例及技術手段，給從事本領域的科研工作者提供研究方向及成稿案例。本書與國內(nèi)外同類書相比，理論創(chuàng)新、工程實踐突出，對工程實踐參考價值較大。
21世紀是人類開發(fā)利用地下空間的世紀。盾構法施工因具有安全、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保等顯著的技術優(yōu)點，成為地下隧道施工的首選方法，并廣泛應用于城市軌道交通、電力、水利水電、地下水庫與水處理、輸氣輸油、公路、鐵路、軍工等地下建設領域，但盾構穿越軟硬不均與極軟地層仍是工程建設面臨的重要難題。如何提高對地層的認識，做好盾構選型設計工作，提升盾構施工控制技術，是需重點研究的問題。
本書是工作在建設一線的管理、設計和科研技術人員的經(jīng)驗總結。在編寫本書過程中，主要參考了近年來在軟硬不均地層與極軟地層的盾構施工方案、施工總結、科研成果等內(nèi)容。
全書共分6章，第1章地層分類與設備選型，主要闡述了盾構法的發(fā)展趨勢，研究確定了盾構地層的分類方法，重點分析了盾構選型與刀具配置；第2章上軟下硬復合地層盾構處理技術，主要分析了地層特性與施工難點，創(chuàng)新性地提出了盾構適應性選型設計要點，重點介紹了開挖面穩(wěn)定控制技術、掘進技術及典型案例；第3章孤石地層盾構處理技術，分別對地層特性與施工難點、孤石探測與處理技術進行了概述，闡述了盾構適應性選型設計、盾構開挖面穩(wěn)定控制技術和掘進控制技術等內(nèi)容，并通過典型案例分析，重點對盾構在孤石地層的適應性設計、孤石處理技術和掘進控制技術進行了分析和總結；第4章大粒徑卵石地層盾構處理技術，通過對地層特性與施工難點的分析，提出了卵石地層盾構適應性選型設計要點，并通過典型案例分析，結合大粒徑卵石地層處理技術，對開挖面穩(wěn)定控制技術和掘進技術進行了總結；第5章極軟地層盾構處理技術，通過對地層特性與施工難點分析，提出了盾構在極軟地層適應性選型設計相關要點，介紹了地層加固處理技術，并結合典型案例，重點對開挖面穩(wěn)定控制技術、掘進技術進行了分析和總結；第6章盾構帶壓開倉技術，重點分析了盾構帶壓開倉基本規(guī)定、作業(yè)準備，創(chuàng)新性地提出了帶壓開倉作業(yè)流程、關鍵工序控制要點、作業(yè)安全要求等內(nèi)容，并結合風險識別內(nèi)容，提出了針對性的處理措施。
全書圖文并茂、內(nèi)容全面、資料翔實，可為國內(nèi)外盾構工程建設提供參考借鑒，同時可供從事盾構施工工程相關科研、施工、管理人員及高校相關專業(yè)師生參考學習。
本書主要編者全程參與了上軟下硬地層、砂卵石地層、孤石地層、軟土地層等盾構工程建設，并長期從事施工管理、施工科研、工程施工等工作。在工程建設過程中，編者深入現(xiàn)場，了解工程施工每一環(huán)節(jié)，認真記錄和搜集施工參數(shù)、施工工藝等第一手資料，并依托科研項目進行理論分析和歸納總結。
本書由洪開榮總體策劃并擔任主編，由王百泉擔任副主編。具體編寫分工如下：
洪開榮、卓越、王百泉編寫第１章；郭衛(wèi)社、潘明亮、孟樹紅、李建寧編寫第２章；王百泉、常翔、路耀邦、許俊偉編寫第３章；趙全民、李大偉、劉作威、王超峰編寫第４章；孫振川、閆謀權、李治國、葉康慨編寫第５章；王百泉、張宏達、李大偉、李豐果編寫第６章。在編寫本書過程中得到了許多專家和技術人員的支持與幫助，主要人員包括何峰、康寶生、蒙先君、劉東亮、李建華、張輝、劉瑞慶、宋華、皺翀、古艷旗、劉旭、馮歡歡、張海濤、林春剛、吳建宏、陳義得、金仲祥、游永鋒、尚偉、李荊、張磊、張萌、張偉、王志鵬等，在此向他們致以誠摯的感謝！
限于水平，本書有些問題研究還不夠深入，論述也未必適當，加之時間倉促，疏誤之處在所難免，熱切希望專家和讀者批評指正。
編者
洪開榮，教授級高工，現(xiàn)任中鐵隧道集團公司總工程師、盾構及掘進技術國家重點實驗室主任。多年來致力于隧道與地下工程施工技術研究特別是盾構施工技術的研究，其主要研究領域為盾構裝備及盾構施工領域。榮獲第七屆詹天佑鐵道科技大獎青年獎、第九屆詹天佑鐵道科技大獎成就獎，被列入中國鐵路工程總公司有突出貢獻的中青年專家，并享受國務院政府特殊津貼。獲國家科技進步二等獎1項、華夏建設科學技術一等獎1項。
第1章地層分類與設備選型1
1.1概述/1
1.2地層分類/2
1.2.1相對均一地層/2
1.2.2軟硬不均復合地層/3
1.3盾構選型設計/4
1.3.1選型原則和依據(jù)/4
1.3.2刀盤選型和刀具配置/7
第2章上軟下硬復合地層盾構處理技術15
2.1地層特性與施工難點/15
2.1.1地層特性/15
2.1.2施工難點/15
2.2盾構適應性選型設計/16
2.2.1選型原則和依據(jù)/16
2.2.2復合地層適應性設計/16
2.3盾構開挖面穩(wěn)定控制技術/17
2.3.1地層變形機理/18
2.3.2地層隆沉過程分析/19
2.3.3地面隆沉的影響因素/20
2.3.4盾構開挖面穩(wěn)定機理/20
2.4上軟下硬復合地層盾構掘進技術/22
2.4.1主要技術措施/22
2.4.2主要參數(shù)設置/22
2.4.3盾構姿態(tài)控制/23
2.4.4渣土改良/25
2.4.5同步注漿/26
2.4.6二次注漿/28
2.5典型案例/29
2.5.1南京地鐵3號線/29
2.5.2南昌軌道交通2號線/33
第3章孤石地層盾構處理技術39
3.1地層特性與施工難點/39
3.1.1地層特性/39
3.1.2施工難點/41
3.2孤石探測與處理技術/42
3.2.1孤石探測技術/42
3.2.2孤石處理技術/57
3.3盾構適應性選型設計/64
3.3.1選型原則和依據(jù)/64
3.3.2孤石地層適應性設計/64
3.4盾構開挖面穩(wěn)定控制技術/66
3.4.1泥水平衡盾構開挖面穩(wěn)定技術/66
3.4.2土壓平衡盾構開挖面穩(wěn)定技術/71
3.5孤石地層盾構掘進控制技術/75
3.5.1總體思路/75
3.5.2施工控制要點和技術措施/75
3.5.3掘進參數(shù)設置與分析/76
3.5.4掘進異常情況分析/80
3.5.5同步注漿/80
3.5.6二次注漿/81
3.6典型案例/81
3.6.1臺山核電引水隧洞工程/81
3.6.2東莞市快速軌道交通/99
3.6.3深圳地鐵11號線/112
第4章大粒徑卵石地層盾構處理技術131
4.1地層特性與施工難點/131
4.1.1地層特性/131
4.1.2施工難點/132
4.2盾構適應性選型設計/133
4.2.1選型原則和依據(jù)/133
4.2.2卵石地層適應性設計/133
4.3大粒徑卵石地層處理技術/135
4.3.1砂卵石地層特性分析/135
4.3.2大粒徑卵石處理技術/136
4.4盾構開挖面穩(wěn)定控制技術/138
4.4.1泥水平衡盾構控制技術/138
4.4.2土壓平衡盾構控制技術/139
4.5大粒徑卵石地層盾構掘進技術/142
4.5.1主要技術措施/142
4.5.2主要參數(shù)設置/143
4.5.3盾構姿態(tài)控制/145
4.5.4渣土改良/146
4.5.5同步注漿漿液配制及施工技術/148
4.5.6地表滯后坍塌控制/150
4.6典型案例/153
4.6.1北京地鐵10號線/153
4.6.2成都地鐵4號線/158
第5章極軟地層盾構處理技術165
5.1地層特性與施工難點/165
5.1.1地層特性/165
5.1.2施工難點/166
5.2盾構適應性選型設計/166
5.2.1選型原則和依據(jù)/166
5.2.2極軟地層適應性設計/167
5.3極軟地層加固處理技術/168
5.3.1三軸攪拌樁/168
5.3.2旋噴樁/169
5.3.3冷凍法/170
5.4盾構開挖面穩(wěn)定控制技術/170
5.4.1開挖面穩(wěn)定機理/170
5.4.2軟土地層的變形機理/171
5.4.3主要控制措施/172
5.5極軟地層盾構掘進技術/172
5.5.1掘進控制技術/172
5.5.2姿態(tài)控制與調(diào)整/173
5.5.3渣土管理/174
5.5.4同步注漿/174
5.5.5二次注漿/175
5.5.6監(jiān)控測量/175
5.6典型案例/177
5.6.1杭州地鐵2號線/177
5.6.2蘇州軌道交通4號線/198
第6章盾構帶壓開倉技術204
6.1基本規(guī)定/204
6.1.1強制規(guī)定/204
6.1.2一般規(guī)定/205
6.2作業(yè)準備/208
6.3作業(yè)實施/209
6.3.1作業(yè)流程/209
6.3.2作業(yè)內(nèi)容及要求/209
6.3.3關鍵工序作業(yè)要點/211
6.3.4作業(yè)實施/212
6.3.5作業(yè)效果判定/213
6.3.6倉門關閉/213
6.4安全要求和職業(yè)健康/213
6.4.1常規(guī)帶壓進倉作業(yè)安全要求/213
6.4.2職業(yè)健康/214
6.5作業(yè)風險識別和應急處理/215
6.5.1作業(yè)風險識別/215
6.5.2應急處理/215
6.5.3針對性處理措施/216
參考文獻218
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