內容簡介
《國內外盾構法隧道施工實例》全麵係統地論述瞭敞開式盾構、壓縮空氣盾構、泥水盾構、土壓平衡盾構、全斷麵岩石隧道掘進機(TBM)、頂管機的發展概要、工作原理及工程實例。《國內外盾構法隧道施工實例》圖、文並茂,書中展現的盾構施工技術、設備視頻采用新“互聯網+”AR技術,通過手機掃描書中的二維碼圖像,即可觀看。隨書附有光盤,匯集瞭盾構設備操作規程與施工標準、規範。《國內外盾構法隧道施工實例》內容豐富,不僅對盾構的使用、維修與保養具有指導作用,而且對盾構TBM及頂管機的設計與工程應用具有重要參考價值,反映瞭我國當代盾構TBM及頂管法隧道施工的先進施工技術和施工水平,是一本理論與實踐相結閤的科技新書。
《國內外盾構法隧道施工實例》內容具有係統性、實用性、創新性等特點,適用於盾構TBM及頂管機技術領域的設計、製造人員、項目經理、施工員、土木工程師、機械工程師、監理工程師、工程編標人員、機械操作人員、維修保養人員使用和參考,同時也適用於高等院校、職業技術學院等相關專業的教師、學生參考。
作者簡介
陳饋,1963年生,男,工程博士,碩士生導師,教授級高工,國傢一級建造師,享受國務院政府特殊津貼。國傢火炬計劃專傢庫專傢、企業國傢重點實驗室評審及驗收專傢,河南省科技成果鑒定評審專傢庫專傢、河北省科技奬勵評審專傢,鄭州市第十二批專業技術拔尖人纔,洛陽市第八批優秀專傢,中國中鐵股份有限公司專傢,中國中鐵隧道集團有限公司一級專傢,盾構及掘進技術國傢重點實驗室黨工委書記、執行主任。
在學術領域兼任盾構再製造創新戰略聯盟秘書長,中國土木工程學會隧道及地下工程分會隧道掘進機專業委員會副主任委員、施工專業委員會委員。中國鐵道學會鐵道工程分會隧道及地下工程專業委員會委員、中國鐵道學會河南省鐵道學會中鐵隧道集團有限公司分會委員、全國建築施工機械與設備標準化技術委員會委員、人民交通齣版社股份有限公司地下工程與隧道工程技術專業教材編審委員會顧問;《現代隧道技術》(EI)編委,《隧道建設》(中文核心)審稿專傢,《盾構與掘進》主編,《隧道與橋梁》顧問委員會委員;石傢莊鐵道大學、華北水利水電大學、河南科技大學、中鐵成陽管理乾部學院、陝西鐵路工程職業技術學院兼職教授。主持國傢973計劃課題3項、863計劃課題3項、國傢國際科技閤作專項1項;獲國傢科技進步一等奬1項,河南省科技進步奬一等奬1項、二等奬1項,中國施工企業管理協會科技進步一等奬3項,中國鐵路工程總公司科技進步特等奬1項、一等奬3項;獲國傢發明專利6項、實用新型專利9項。在核心學術期刊發錶學術論文130餘篇;主持編寫瞭《鐵路隧道全斷麵岩石掘進機法技術指南》行業標準,著有《盾構施工技術》等專著。
洪開榮,1965年生,男,博士,教授級高級工程師,現任中鐵隧道集團有限公司總工程師、盾構及掘進技術國傢重點實驗室主任、中國土木工程學會隧道及地下工程分會秘書長、科技部創新人纔推進計劃重點領域創新團隊負責人。主要從事隧道及地下工程施工技術研究與實踐工作,齣版專著8部,發錶論文40餘篇。
焦勝軍,1968年生,男,三級教授,注冊谘詢工程師,注冊招標師。全國測繪地理信息職業教育教學指導委員會委員,全國鐵道工務工程專業指導委員會副主任委員,陝西省職業院校信息化教學指導專傢組專傢,陝西省職教學會交通運輸委員會主任委員;陝西鐵路工程職業技術學院副院長。現主要從事土木工程教學和應用性研究等工作,獲國傢教學成果二等奬1項,陝西省人民政府教學成果特等奬1項、二等奬2項,全國職業教育信息化教學大賽多媒體教學軟件比賽一等奬1項,陝西省高等學校優秀教材一等奬1項,全國優秀職教教學成果一等奬1項,實用新型專利、發明專利、外觀設計專利各1項;獲“陝西省教學名師”、“全國職業教育軌道交通行業名師”、“陝西省職業教育教學名師”、“中國鐵路工程總公司青年科技拔尖人纔”等榮譽稱號。曾擔任陝西鐵路工程職業技術學院地下工程與隧道王程技術專業和基礎工程技術專業帶頭人;先後參加多條鐵路和交通樞紐等工程的技術工作。發錶論文10餘篇,主編、主審、參編教材10餘部,主持、參與國傢和省級教科研課題多項。
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目錄
第1章 盾構發展概要
1.1 盾構的概念
1.2 盾構的工作原理
1.3 盾構的分類
1.4 盾構的起源與發展
1.5 盾構在我國的發展與應用
1.6 盾構法新技術
第2章 敞開式盾構
2.1 概述
2.2 手掘式盾構
2.3 半機械式盾構
2.4 機械式盾構
2.5 擠壓式盾構
2.6 全敞開式盾構施工實例
2.7 網格擠壓式盾構施工實例
2.8 國內敞口式盾構的研製與應用
第3章 壓縮空氣盾構
3.1 概述
3.2 施工實例
第4章 泥水盾構
4.1 泥水盾構的構成
4.2 開挖麵穩定機理
4.3 地質適應範圍
4.4 國內外泥水盾構施工實例
4.5 南京大直徑泥水盾構施工綜閤技術
第5章 土壓平衡盾構
5.1 概念及工作原理
5.2 基本配置
5.3 開挖麵穩定機理
5.4 地質適應範圍
5.5 盾構類型與滲透性的關係
5.6 盾構類型與水壓的關係
5.7 施工實例
5.8 盾構施工關鍵技術實例
第6章 TBM發展概要
6.1 TBM的概念
6.2 TBM的分類
6.3 TBM的發展與應用
6.4 TBM施工的特點
6.5 製約TBM施工性能的典型因素
6.6 齣渣運輸與進料設備的選擇
第7章 開敞式TBM
7.1 結構特點
7.2 基本配置
7.3 工作原理
7.4 適用範圍
7.5 施工實例
第8章 雙護盾TBM
8.1 結構特點
8.2 基本配置
8.3 適用範圍
8.4 施工實例
第9章 單護盾TBM
9.1 結構特點
9.2 適用範圍
9.3 引洮供水工程施工實例
第10章 頂管機
10.1 頂管技術的發展曆史
10.2 頂管原理及理論
10.3 頂管機的分類
10.4 泥水平衡頂管
10.5 土壓平衡頂管
10.6 微型頂管機
10.7 其他頂管機
10.8 頂管機選型
10.9 施工實例
第11章 盾構TBM施工風險與適應性設計
11.1 盾構TBM施工風險分類
11.2 盾構適應性設計
11.3 中國盾構技術的創新
11.4 盾構新技術展望
參考文獻
視頻索引
盾構設備操作規程與施工標準、規範(附光盤)
……
第12章 盾構設備操作規程、標準
第13章 盾構施工標準、規範
《國內外盾構法隧道施工實例》:一座連接地下世界的知識橋梁 地下工程,作為人類拓展生存空間、完善交通網絡、保障能源供應的重要手段,始終扮演著至關重要的角色。而盾構法,作為一種高效、環保、適應性強的地下隧道建造技術,更是極大地推動瞭城市地下空間的開發與利用。從縱橫交錯的地鐵網絡到跨越江河湖海的穿隧工程,盾構法以其獨特的優勢,正在深刻地改變著我們的生活。 《國內外盾構法隧道施工實例》(Construction Examples of Shield Tunneling at Home and Abroad)一書,正是一部全麵、深入地剖析這一革命性建造技術的力作。它不僅僅是一本技術手冊,更是一次穿越全球地下工程脈絡的深度探索,一本凝聚瞭無數工程師智慧與汗水的實踐結晶。本書的誕生,旨在為廣大從事地下工程設計、施工、管理及研究的專業人士,提供一個係統、詳實、鮮活的學習與參考平颱。 為何選擇盾構法?——技術革新的驅動力 在深入探討具體案例之前,理解盾構法之所以成為現代地下工程主流技術的原因至關重要。傳統的隧道掘進方法,如明挖法、頂管法等,雖然在某些特定條件下仍有應用,但在麵對復雜地質、高密度城市環境、深埋長隧等挑戰時,往往顯得力不從心。盾構法,顧名思義,利用一種被稱為“盾構機”的巨型貫入式掘進設備,能夠同時完成開挖、支護、齣土等一係列工序。 其核心優勢在於: 全斷麵掘進與同步支護: 盾構機通過鏇轉的刀盤破碎岩土,並將破碎物排齣,同時在開挖麵後方安裝預製管片,形成永久性的隧道結構。這種同步作業大大提高瞭施工效率,並保證瞭開挖過程中的圍岩穩定性。 適應性強: 無論是堅硬的岩石、鬆散的砂土,還是淤泥、軟弱土層,盾構機都可以通過調整其刀盤配置和掘進參數來適應。特彆是對於含水率高、壓力大的地層,盾構機的密封性能和同步注漿技術能夠有效防止湧水湧泥,保障施工安全。 環境友好: 相比於明挖法,盾構法對地麵交通、居民生活和生態環境的影響要小得多。施工過程中産生的噪音、粉塵和振動也相對較低。 高精度控製: 現代盾構機配備瞭先進的導航和監測係統,能夠實現高精度的掘進軌跡控製,滿足復雜綫路設計的需求。 正是這些卓越的性能,使得盾構法在全球範圍內得到瞭廣泛應用,成為大型基礎設施建設不可或缺的技術。 本書的核心價值——案例的深度與廣度 《國內外盾構法隧道施工實例》之所以彌足珍貴,在於其對海量盾構法施工案例進行的精選、梳理與深度剖析。本書力求呈現一個全麵、多元的盾構法應用圖景,覆蓋瞭世界各地不同地區、不同地質條件、不同工程類型下的典型項目。 1. 地域的視角:匯聚全球智慧 本書的“國內外”定位,意味著它不僅關注中國本土的輝煌成就,更放眼全球,擷取瞭來自歐洲、北美、亞洲等地的經典案例。 中國篇: 作為盾構法應用的先行者和領導者之一,中國擁有數量龐大、技術先進的盾構法隧道工程。本書將詳細介紹中國在超大直徑盾構、超長距離盾構、復雜地質條件下(如高水壓、軟弱土層、斷層破碎帶)、特殊工程(如越江、越海、穿城)等方麵的代錶性項目。例如,一些連接城市核心區域的超大直徑地鐵隧道,如何剋服地麵沉降控製難題;一些跨越重大水域的隧道,如何應對高水壓和海床地質的挑戰;一些在復雜地質斷層帶施工的案例,如何通過創新技術保障安全。 國際篇: 本書將聚焦於歐洲(如英國、德國、瑞士)、北美(如美國、加拿大)以及亞洲其他國傢(如日本、新加坡)的標誌性盾構法工程。例如,一些曆史悠久的地下鐵路係統,如何利用盾構法進行擴建和升級;一些大型水利輸水隧道,如何在大尺度、長距離的掘進中實現高效率;一些在極端地質條件下(如冰凍土、火山岩)的施工經驗,為中國工程師提供瞭寶貴的參考。通過對比不同國傢在盾構機選型、施工工藝、風險控製、環境保護等方麵的經驗,本書為讀者搭建瞭一個全球視野下的技術交流平颱。 2. 工程類型的多樣性:覆蓋各類地下空間 隧道的功能多種多樣,本書將涵蓋不同類型的盾構法工程,展現盾構法技術的普適性: 城市軌道交通隧道: 這是盾構法最廣泛的應用領域。本書將選取不同城市地鐵、輕軌項目的案例,重點關注在建(如中國各大城市的地鐵建設)、運營(如老舊綫路的改造與延伸)以及規劃中的項目。例如,在人口密集的城市區域,如何進行淺埋隧道施工以減少對地麵建築的影響;如何在地下管綫密集區域安全掘進;如何在既有車站旁進行盾構穿越。 公路與鐵路隧道: 隨著城市發展和交通需求的增長,盾構法也越來越多地應用於公路和鐵路建設。本書將展示一些重要的過江、過山、穿城等公路、鐵路隧道案例,例如,在復雜山體地質中采用盾構法施工的案例,相較於傳統的鑽爆法,其優勢何在;在城市中心區域修建大型公路隧道,如何控製地麵變形和降低施工影響。 水利與市政隧道: 包括輸水、排水、排汙、能源管道等多種用途的地下管廊隧道。本書將介紹一些大型輸水工程、城市地下綜閤管廊等案例,例如,在長距離、大埋深條件下,如何保證輸水隧道的穩定性和水質;在城市地下空間開發中,如何利用盾構法高效構建集約化的管廊係統。 特殊工程: 本書還將收錄一些具有代錶性的特殊工程案例,例如,海底隧道、大型港口碼頭隧道、地下倉儲空間等,這些案例往往需要剋服更為復雜和極端的工程挑戰。 3. 技術細節的深度解析:從機理到實踐 本書的價值不僅僅在於列舉項目,更在於對每個案例背後所蘊含的技術細節進行深入剖析。 盾構機選型與優化: 針對不同地質條件、工程需求,如何選擇閤適的盾構機類型(如土壓平衡盾構、泥水平衡盾構、硬岩盾構等),以及如何根據實際情況對盾構機進行參數配置和技術優化。 掘進工藝與控製: 詳細介紹盾構機的掘進過程,包括開挖、齣土、盾體推進、管片拼裝等環節。重點解析關鍵的掘進參數控製(如刀盤轉速、掘進速度、襯砌環推進等),以及如何通過信息化手段實現掘進過程的精細化管理。 地層加固與支護技術: 在復雜地質條件下,如何運用超前注漿、同步注漿、乏氣排水等技術來控製湧水湧泥,穩定地層。同時,詳細介紹預製管片的材料選擇、結構設計、拼裝質量控製以及止水措施。 風險管理與應急處理: 針對盾構法施工中可能齣現的各種風險(如湧水湧泥、地層塌陷、設備故障、地質突變等),本書將結閤案例,詳細介紹風險評估、預防措施以及有效的應急處理方案。 信息化與智能化應用: 隨著科技的進步,信息化、智能化技術在盾構法施工中的應用越來越廣泛。本書將探討如何利用BIM技術、大數據分析、物聯網監控等手段,提升盾構法施工的設計、管理和決策水平。 本書的讀者受益 《國內外盾構法隧道施工實例》不僅是技術人員的案頭必備,更是每一位地下工程從業者提升專業素養、開闊技術視野的得力助手。 設計者: 可以藉鑒書中豐富的案例,瞭解不同地質條件下的工程難點與解決方案,優化設計方案,提高設計的可行性和經濟性。 施工者: 可以學習書中詳實的施工工藝、操作要點和風險控製方法,提升現場施工管理水平,規避潛在風險,確保工程安全、高效、優質完成。 管理者: 可以通過本書瞭解盾構法工程的整體流程、技術特點和管理要點,為項目決策和資源配置提供科學依據。 研究者: 可以從本書中獲取大量的工程實踐數據和案例資料,為盾構法技術的研究與創新提供堅實的基礎。 學生及初學者: 可以通過生動鮮活的案例,快速掌握盾構法技術的原理和應用,為未來的職業生涯打下堅實基礎。 配套光盤的價值 本書附帶的光盤,更是極大地增強瞭其使用價值。光盤中可能包含: 高清工程圖片與視頻: 直觀展示盾構機的作業場景、隧道內部結構、施工細節等,使讀者對技術過程有更深入的理解。 三維模型與動畫: 以虛擬方式呈現盾構掘進的全過程、管片拼裝機製、地層穩定性分析等,便於讀者理解復雜的技術原理。 詳細工程圖紙與數據: 提供部分代錶性工程的設計圖紙、地質勘察報告、施工進度數據等,為深度研究提供原始資料。 相關技術規範與標準: 整閤國內外最新的盾構法施工技術規範、設計標準等,方便讀者查閱和應用。 仿真模擬軟件(部分): 可能提供簡化的盾構法施工過程仿真模擬工具,讓讀者親身體驗掘進過程中的參數調整與影響。 結語 《國內外盾構法隧道施工實例》是一部集理論深度、實踐廣度、案例精度於一體的重量級著作。它不僅記錄瞭人類在地下空間探索與建設方麵的輝煌成就,更是一本引領未來地下工程發展的思想指南。通過本書,我們得以窺見盾構法技術如何在全球範圍內不斷突破極限,連接起一座座城市,打通一條條生命綫,為人類創造更加美好的地下生活空間。閱讀本書,如同開啓一扇通往地下工程世界的知識之門,讓人在實踐中學習,在學習中創新,共同塑造未來地下工程的美好圖景。