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陈韶章，洪开荣，张弥 著

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• 盾构法
• 复合地层
• 地层工程
• 隧道工程
• 岩土工程
• 结构设计
• 工程建设
• 地下工程
• 隧道施工
• 盾构隧道

出版社： 人民交通出版社

ISBN：9787114085260

版次：1

商品编码：10473562

包装：精装

丛书名： 中国隧道及地下工程修建关键技术研究技术系

开本：16开

出版时间：2010-09-01

页数：295

正文语种：中文

编辑推荐

《复合地层盾构设计概论》作为一部公开出版的关于盾构机组研发与设计的专著，深入论述了复合盾构的设计原理和方法，内容全面系统，涉及的专业和系统较多，技术领域跨度较大，具有较高的技术价值，可供我国研发具有自主知识产权盾构机组的科技人员参考。

内容简介

《复合地层盾构设计概论》为我国公开出版的一部关于盾构机组研发与设计的专著，深入论述了复合盾构的设计原理和方法，内容全面系统，涉及专业和系统多，技术领域跨度大，具有较高的参考价值。
全书共分10章，分别为隧道盾构工法的发展，复合地层盾构机组的分类及其属性，复合地层盾构机组几何设计及其基础资料，复合地层盾构机破岩机理与刀具设计，盾壳和刀盘结构设计，主轴承设计，刀盘驱动装置，盾构液压推进系统，液压、供电、控制系统及其他部分。
《复合地层盾构设计概论》可供我国研发具有自主知识产权盾构机组的科技人员参考。

目录

第1章 隧道盾构工法的发展
1.1 概述
1.2 国内盾构工法的发展
1.2.1 我国隧道状况
1.2.2 我国盾构工法的发展
1.3 复合地层盾构机组的发展历程
1.3.1 广州地铁一号线的经验与教训
1.3.2 复合地层盾构
1.4 复合地层的工程地质与水文地质
1.4.1 广州地区的地质构造与地层分布
1.4.2 广州地区水文地质特征
1.4.3 广州地区工程地质和水文地质评价

第2章 复合地层盾构机组的形式及其属性
2.1 全断面隧道掘进机组
2.1.1 适合不同地层的隧道掘进机组
2.1.2 适合开挖各种抗压强度岩石的隧道掘进机组
2.2 复合地层盾构机组的属性
2.2.1 工程的环境条件
2.2.2 工程地质及水文地质
2.2.3 工程的线路平面、纵剖面、横剖面及衬砌管片结构设计条件
2.3 围岩强度与复合地层盾构机组施工
2.3.1 复合地层盾构机组对工程地质及水文地质的适应性
2.3.2 复合地层盾构机组对隧道土压的适应性

第3章 复合地层盾构机组几何设计及其基础资料
3.1 复合地层盾构机组的主要组成
3.1.1 盾构主体主要组成
3.1.2 后配套台车的主要配置
3.2 盾构主体盾壳各功能段的划分
3.2.1 切口环的功能
3.2.2 支承环的功能
3.2.3 盾尾的功能
3.3 盾构主体的几何设计
3.3.1 盾壳的外径
3.3.2 盾构主体的总长度
3.4 中折装置
3.4.1 中折装置的功能
3.4.2 中折装置的结构
3.5 盾尾密封装置
3.5.1 盾尾密封装置的功能及设计技术要求
3.5.2 盾尾密封装置结构
3.5.3 刷式密封件
3.6 设计的基础资料
3.6.1 地层稳定性、破岩机理分析的工程地质及水文地质资料
3.6.2 工程设计图纸

第4章 复合地层盾构机组破岩机理与刀具设计
4.1 破岩方式及破岩机理概述
4.1.1 切削破岩机理
4.1.2 滚压破岩机理
4.2 切刀的设计与应用
4.2.1 切刀的设计
4.2.2 切刀在复合地层中的应用
4.3 盘形滚刀的设计与应用
4.3.1 滚刀的种类
4.3.2 盘形滚刀刀刃形式及标准规格
4.3.3 典型盘形滚刀组的结构形式
4.3.4 滚刀的选材
4.3.5 盘形滚刀组合密封的设计
4.3.6 盘形滚刀轴承的选择与计算
4.3.7 典型盘形滚刀的装配与调整
4.4 复合地层盾构机组刀盘刀具的配置
4.4.1 刀盘刀具配置
4.4.2 盘形滚刀的直径和刀间距的选择

第5章 盾壳和刀盘结构设计
5.1 盾壳的设计荷载
5.1.1 垂直土压力和水平土压力
5.1.2 水压力
5.1.3 自重
5.1.4 上覆荷载
5.1.5 变向荷载
5.1.6 开挖面前方压力
5.1.7 刀盘装备扭矩
5.1.8 刀盘驱动装置装备功率的确定
5.1.9 装备总推力的确定
5.1.1 0其他荷载
5.2 盾壳结构设计
5.2.1 盾壳结构的设计原则和基本理论
5.2.2 盾壳结构设计方法
5.2.3 软土地层盾构机组的盾壳材料
5.2.4 复合地层盾构机组的盾壳材料
5.2.5 特殊环境下的盾壳选材
5.3 盾壳结构设计的许用应力
5.3.1 盾壳结构的许用应力
5.3.2 几种常用典型钢材牌号建议采用的许用应力
5.4 刀盘设计
5.4.1 刀盘的结构形式
5.4.2 刀盘的支承方式
5.4.3 刀盘结构设计

第6章 主轴承设计
6.1 刀盘主轴承的特点
6.1.1 刀盘支承的主要形式
6.1.2 刀盘主轴承的工作特点
6.1.3 刀盘主轴承的形式选择
6.2 作用于刀盘主轴承的荷载分析
6.2.1 作用于刀盘主轴承的荷载
6.2.2 刀盘主轴承设计计算荷载参数的确定
6.3 径向圆柱滚子轴承与轴向推力圆柱滚子轴承组合型刀盘主轴承的设计
6.3.1 组合型刀盘主轴承主要形式
6.3.2 组合型刀盘主轴承的设计
6.3.3 径向基本额定动荷载Cr和轴向基本额定动荷载Ca的计算
6.3.4 径向基本额定静荷载C0r和轴向基本额定静荷载C的计算
6.3.5 接触应力的验算
6.4 组合型刀盘主轴承固定螺栓组的设计
6.4.1 组合型刀盘主轴承在组合装配时固定螺栓组的预紧要求
6.4.2 固定螺栓组的设计计算
6.4.3 固定螺栓螺母材料选择
6.4.4 固定螺栓组连接紧固扳手作业空间要求
6.5 组合型刀盘主轴承材料选择和主要零部件硬度要求
6.5.1 组合型刀盘主轴承材料选择
6.5.2 组合型刀盘主轴承主要零部件硬度要求
6.6 组合型刀盘主轴承的密封设计
6.6.1 组合型刀盘主轴承密封的功能
6.6.2 组合型刀盘主轴承密封的形式及选择
6.6.3 组合型刀盘主轴承密封设计
6.7 润滑剂的选择
6.7.1 润滑剂选择的原则
……
第7章 刀盘驱动装置
第8章 盾构液压推进系统
第9章 液压、供电、控制系统
第10章 其他部分
参考文献

精彩书摘

1.3.1 广州地铁一号线的经验与教训
20世纪90年代初，广州地铁一号线开始建设，在开展工程初步设计前，做了线路埋深及工法专题论证报告。专题论证报告针对广州地铁一号线通过的地层大部分为软硬不均的地层，且大部分为富水地层的情况，做出了岩石全断面隧道联合掘进机组及双护盾全断面隧道联合掘进机组（TBM）均不适应广州地铁区间隧道的工程地质及水文地质条件的结论，另外结合委内瑞拉加拉加斯地铁区间隧道施工盾构（混合盾构）工法的经验，初步提出了广州地铁区间隧道应采用盾构工法进行施工。
1993年底广州地铁一号线动工建设，在15个区间隧道工法选择上，决定大部分处于软弱地层的六个区间隧道采用盾构工法。黄沙站至长寿路站、长寿路站至陈家祠站区间隧道全部处于富水软弱地层，陈家祠站至西门口站、西门口站至公园前站区间隧道大部分处于富水软弱地层，局部地段出现岩石抗压强度不高的白垩系红层，因此采用了两台日本软土泥水加压式盾构机组进行施工，较为顺利地完成了任务；公园前站至农讲所站、农讲所站至烈士陵园站两个区间隧道大部分处于岩石抗压强度不高的白垩系红层，因此采用了一台日本软土土压平衡盾构机组施工，采用在隧道内调头掘进方式完成了这两个区间两条单线单洞隧道施工。在施工过程中发现软土土压平衡盾构机组并不适应这种复合地层施工，其主要问题包括掘进速度慢、工效低，主传动系统主要零部件强度损坏等。

前言/序言

　　当前我国进入经济高速发展时期，在铁路、公路、城市轨道交通、市政道路、水利水电、油气输送工程中，包括大江大河与海峡通道处，都要修建隧道，因而促进了我国盾构工法的应用与发展，使我们积累了相当丰富的工程经验，并总结形成了许多有价值的理论。
　　盾构机组特别是复合地层盾构机组，其设计与制造能力是一个国家装备制造业综合水平的反映。目前我国隧道工程中使用的盾构机，大部分仍需花费大量的外汇引进，有的虽能联合制造，但关键技术仍受制于国外，因此研发具有我国自主知识产权的盾构机组迫在眉睫。
　　本书作者陈韶章先生，系广州市地下铁道总公司教授级高级工程师，自1969年起就参与全断面隧道联合掘进机组和盾构机的研究与设计，特别是在广州市地下铁道总公司工作期间，组织了广州地铁复合地层盾构工程中几乎所有的重大技术方案制订工作，积累了大量的盾构技术工程应用经验，对该领域的设计理论和工法应用都进行过深入研究。
　　本书作者洪开荣先生，系中铁隧道集团有限公司教授级高级工程师，自1999年以来一直从事盾构工法工程实践，先后参加了八项盾构隧道（包括城市地铁隧道、过江交通隧道、跨海输气隧道等，直径从3.2 4m到6.3 m、11.2 m不等）工程施工，积累了丰富的工程经验，他还参与了国家“863”计划有关盾构机组技术的研发工作。

好的，这是一份针对一本名为《复合地层盾构设计概论》的书籍的图书简介，内容聚焦于隧道工程、岩土工程、结构设计等相关领域，但刻意规避了“复合地层”和“盾构设计”的具体技术细节，旨在介绍一个更为宏观或侧重于其他方面的工程设计主题。 --- 《深基与岩土工程结构优化设计原理》图书简介 本书聚焦于复杂工程环境下的结构稳定性、材料科学与可持续性设计策略，深度剖析了现代土木工程中特种结构体系的力学行为与优化路径。 第一部分：现代工程挑战与结构响应 在全球化与城市化进程的加速下，土木工程正面临着前所未有的复杂环境挑战，尤其是在深层基建和超常规地质条件下的结构设计。本书首先从宏观视角审视了当代大型基础设施建设中必须应对的几类核心问题：极端荷载作用下的结构安全裕度分析、长期服役性能评估，以及在动态扰动环境（如地震、地面沉降）中保障结构完整性的策略。 1.1 荷载效应的精细化识别与建模 现代工程结构不再仅受传统的静力或恒载影响。本书详细探讨了如何对复杂、多变的荷载场进行精确识别和量化。这包括但不限于：环境温度梯度引起的结构热应力、地下水位的波动对土体有效应力的重塑、以及交通荷载在不同频率下的疲劳累积效应。我们引入了非线性有限元分析框架，用以模拟结构在超越弹性极限状态下的应力重分布规律，强调了应力集中点识别的计算几何学意义。 1.2 结构失稳的临界判据与多尺度分析 结构失稳并非单一事件，而是材料、几何形状与外部作用相互作用的结果。本部分深入探讨了不同尺度下结构失稳的物理机制。在微观层面，关注材料界面间的粘结强度与微裂纹的萌生；在中观层面，分析构件在复杂受力下的屈曲行为与塑性铰的形成；在宏观层面，则通过整体稳定性分析，确定结构的极限承载力。书中重点阐述了基于概率和可靠性理论的极限状态设计方法，指导工程师如何科学地确定安全系数，而非依赖经验的保守取值。 第二部分：先进结构材料的本构关系与耐久性 工程结构的性能在很大程度上取决于所用材料的本构特性和长期耐久性。本书跳出了传统材料学的范畴，专注于新型和改良型结构材料在苛刻环境下的性能表现。 2.1 高性能混凝土与纤维增强复合材料的力学行为 针对需要更高强度、更低渗透性和更好抗腐蚀能力的结构，本书详细解析了UHPC（超高性能混凝土）等新型胶凝材料的微观结构演变及其宏观力学响应。重点讨论了纤维在混凝土基体中的随机分布对裂缝扩展的有效控制，以及如何通过精确配比设计实现设计强度和韧性的平衡。同时，对FRP（纤维增强聚合物）等先进复合材料在受力下的各向异性力学特性进行了深入的建模，并探讨了它们在复杂受力模式下的层间剪切行为。 2.2 岩土界面的相互作用与固结沉降预测 在深层结构工程中，结构与周围土体的相互作用是决定长期稳定性的关键。本章详细分析了结构基础与地基土体之间的界面剪应力传递机制。我们引入了考虑非饱和土效应和时间依赖性的固结理论，尤其关注在变载荷条件下，由于孔隙水压力耗散速率的差异所导致的差异沉降问题。书中给出了针对粘性土、松砂和岩溶地层中结构基础的差异化沉降预测模型及相应的控制措施。 第三部分：结构设计与优化方法论 工程设计是一个从概念到实施的迭代过程，需要强大的数学工具和优化算法的支撑。本书致力于提供一套系统化的设计优化方法论。 3.1 拓扑优化与参数化设计在结构布局中的应用 传统设计往往依赖于经验和标准图集，难以在性能和用料之间达到最优平衡。本书引入了前沿的拓扑优化技术，指导读者如何根据预设的载荷条件和边界约束，自动生成最高效的材料分布方案。我们将拓扑优化的原理与结构受力特点相结合，展示了如何利用算法工具来确定最佳的支撑布局和截面形状，从而在保证刚度的前提下实现轻量化设计。 3.2 风险评估驱动的结构性能化设计 性能化设计（Performance-Based Design, PBD）是现代工程设计的核心理念。本书详细阐述了如何将概率风险评估（PRA）融入到设计流程中。通过定义不同性能目标（如使用功能、生命安全）对应的损伤状态，并结合历史数据和现场监测信息，建立从设计参数到结构风险概率的映射关系。这种方法使得工程师能够基于量化的风险水平，而非单一的安全系数，来做出关键的设计决策，特别适用于对可靠性要求极高的关键性基础设施。 结语 《深基与岩土工程结构优化设计原理》旨在为结构工程师、岩土工程师以及相关科研人员提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术视野。本书强调的是跨学科知识的整合应用——将先进的材料科学、精密的计算力学与量化的风险管理哲学相结合，以应对日益复杂的工程现实，确保未来基础设施的安全性、经济性与环境友好性。 ---

评分☆☆☆☆☆

最近有幸读到这本关于复合地层盾构设计的著作，感觉像是打开了一扇新世界的大门。作为一名结构工程师，我一直对地下工程的精妙设计感到着迷，而复合地层盾构的复杂性更是吸引着我。这本书的独特之处在于，它并没有仅仅停留在对盾构机本身结构的介绍，而是着重于“设计”这一核心环节。书中详细剖析了不同复合地层（比如砂层与黏土层、岩层与土层交错等）的力学特性，以及这些特性如何直接影响盾构的选型、掘进策略、支护体系以及可能遇到的地层突变问题。我非常欣赏作者在阐述过程中，能够清晰地梳理出设计逻辑链条，从勘察数据到参数选取，再到施工风险的预判和应对方案，条理非常清晰。尤其是在讨论不同复合地层对刀盘设计、泥水压力控制、盾尾密封等关键部位的影响时，作者的分析鞭辟入里，令人醍醐灌顶。书中提及的某些新型设计理念和技术应用，更是让我看到了行业未来的发展趋势。即便我不是盾构设计师，阅读这本书也极大地拓宽了我对地下工程复杂性的认知。

评分☆☆☆☆☆

我从事的工程项目经常会遇到一些棘手的地层条件，尤其是在一些老旧城区或复杂地质区域，复合地层更是家常便饭。以往在处理这类问题时，总感觉有些凭经验，缺乏系统性的理论指导。偶然间翻阅了这本《复合地层盾构设计概论》，感觉像是找到了救星。这本书的论述角度非常务实，它直接切入了复合地层设计中的难点和痛点。书中不仅仅列举了各种复合地层的类型，更重要的是，它详细分析了这些地层对盾构掘进过程的潜在影响，比如不同地层界面的摩阻力变化、潜在的地层突变风险、以及可能导致的掘进效率下降或设备损坏等问题。我尤其喜欢书中关于风险评估和应对措施的部分，作者提供了非常具体的设计思路和技术方案，比如如何通过优化刀盘设计来适应不同地层，如何调整泥水循环系统来应对地层渗透性差异，以及如何进行有效的地层加固处理等。这本书的语言风格也非常接地气，没有过多的学术术语堆砌，读起来流畅易懂。它更像是一本“工具书”，能够帮助我们在实际工作中解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

这真是一本让人眼前一亮的行业参考书！我最近刚接触到复合地层盾构这个领域，感觉信息碎片化严重，很多概念都模棱两可。读完这本书，感觉整个思路一下就清晰了。它没有那种照本宣科、枯燥乏味的叙述，而是像一位经验丰富的导师，循序渐进地带领我理解这个复杂的设计过程。从最初的地质勘察和风险评估，到不同类型的复合地层以及它们对盾构选型和掘进方式的影响，书中都有非常深入浅出的讲解。我尤其喜欢它对于盾构机参数优化和刀具磨损预测的分析，这些都是实际工程中非常关键的环节。作者通过大量的案例分析，将理论知识与实践紧密结合，让我不仅知其然，更知其所以然。虽然我对其中一些复杂的计算公式还有些消化不良，但整体而言，这本书为我打下了坚实的基础，也激发了我进一步深入研究的兴趣。我把它放在床头，时不时翻阅，总能从中获得新的启发。对于想要快速入门复合地层盾构设计，或者希望系统梳理相关知识的同行来说，这本书绝对值得推荐。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对地下工程技术充满好奇的普通读者，我被这本书所呈现的专业深度和广度深深吸引。虽然我没有直接参与过盾构的设计工作，但这本书让我对这项复杂而精密的工程有了全新的认识。它不仅介绍了复合地层盾构的基本原理和构造，更深入地探讨了在面对各种复杂地质条件时，设计师们是如何运用智慧和技术来克服挑战的。我印象最深刻的是书中对地层特性分析和盾构参数匹配的阐述，它就像是为盾构机量身定制“体检报告”和“训练计划”，确保它能够在错综复杂的地下环境中安全、高效地掘进。书中对于刀盘设计、纠偏控制、以及施工过程中可能出现的意外情况的预判和应对策略的讨论，都展现了设计人员严谨的科学态度和丰富的实践经验。这本书没有故弄玄虚，而是用一种清晰、有条理的方式，将高深的技术知识传达给读者，即使是初学者也能从中受益匪浅。我感觉自己仿佛也参与了一场惊心动魄的地下探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本《复合地层盾构设计概论》的出现，着实填补了我一直以来在该领域知识上的空白。在以往的阅读经验中，很多关于盾构的书籍要么过于侧重机械结构，要么过于偏向施工操作，而真正能够系统性阐述“设计”这一核心过程的书籍却并不多见。这本书的价值就在于它能够将地质条件、盾构设备、以及设计方法三者融为一体进行深入探讨。书中对于不同类型复合地层的划分，以及每种地层组合对盾构设计提出的具体挑战，都有非常细致的分析。例如，作者详细阐述了如何根据地层的黏性、密实度、岩石强度等因素，来优化盾构机的刀盘布局、出土方式、以及盾构机的主驱动和推进系统的参数。更重要的是，书中还探讨了在设计过程中如何有效地进行风险评估，并提出相应的技术对策，例如针对突泥涌水的风险，如何设计可靠的泥水分压控制系统；针对地层不均匀沉降的风险，如何优化盾构机的纠偏策略等。这本书的论述结构清晰，逻辑严谨，充满了行业内最前沿的设计理念和实践经验，对于真正想要理解复合地层盾构设计精髓的读者来说，无疑是一本不可多得的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

于善待“差生”，宽容“差生”。

评分☆☆☆☆☆

⑤教学生抓重点.教学难免有意外，课堂难免有突变，应对教学意外、课堂突变的本领，就是我们通常说的驾驭课堂、驾驭学生的能力。对教师来说，让意外干扰教学、影响教学是无能，把意外变成生成，促进教学、改进教学是艺术。生成相对于教学预设而言，分有意生成、无意生成两种类型；问题生成、疑问生成、答案生成、灵感生成、思维生成、模式生成六种形式。生成的重点在问题生成、灵感生成。教学机智显亮点.随机应变的才智与机敏，最能赢得学生钦佩和行赞叹的亮点。教学机智的类型分为教师教的机智、学生学的机智，师生互动的机智，学生探究的机智。机智常常表现在应对质疑的解答，面对难题的措施，发现问题的敏锐，解决问题的灵活。

评分☆☆☆☆☆

正版，不错，送货速度快

评分☆☆☆☆☆

附录中的试验图太多。

评分☆☆☆☆☆

题质疑、成果展示、心得交流、小组讨论、合作学习、疑难解析、观点验证、问题综述。

评分☆☆☆☆☆

①多向互动，形式多样.互动的课堂，一定的活动的课堂，生活的课堂。互动的条件：平等、自由、宽松、和谐。互动的类型师生互动、生生互动、小组互动、文本互动、习题互动、评价互动。互动的形式：问

评分☆☆☆☆☆

③我们的教师为了控制课堂，总担心秩序失控而严格纪律，导致紧张有余而轻松不足。轻松的氛围，使学生没有思想顾忌，没有思想负担，提问可以自由发言，讨论可以畅所欲言，回答不用担心受怕，辩论不用针锋相对。同学们的任何猜想、幻想、设想都受到尊重、都尽可能让他们自己做解释，在聆听中交流想法、

评分☆☆☆☆☆

②民主平等是指在学术面前人人平等，在知识面前人人平等。不因家庭背景、地区差异而歧视，不因成绩落后、学习困难遭冷落。民主的核心是遵照大多数人的意志而行事，教学民主的核心就是发展、提高多数人。可是总有人把眼睛盯在几个尖子学生身上，有意无意地忽视多数学生的存在。“抓两头带中间”就是典型的做法。但结果往往是抓“两头”变成抓“一头”，“带中间”变成“丢中间”。教学民主最好的体现是以能者为师，教学相长。信息时代的特征，能者未必一定是教师，未必一定是“好”学生。在特定领域，特定环节上，有兴趣占有知识高地的学生可以为同学“师”，甚至为教师“师”。在教学中发现不足，补充知识、改善教法、

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容偏重盾构机的设计，和施工关系不大。