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第1章 绪论1

1.1 盾构的定义1

1.2 盾构分类2

1.2.1 按盾构掘削断面的形式分类2

1.2.2 按盾构掘削面的挡土形式分类3

1.2.3 按加压稳定掘削面的形式分类4

1.2.4 组合分类法5

1.2.5 按盾构断面尺寸分类5

1.2.6 按盾构适用的地层分类5

1.3 典型盾构简介6

1.3.1 全敞开式盾构6

1.3.2 部分敞开式盾构8

1.3.3 封闭式盾构9

1.3.4 复合式盾构21

1.4 盾构技术的发展22

1.4.1 盾构设备的发展趋势22

1.4.2 盾构技术的发展方向23

1.5 盾构工法概述24

1.5.1 基本概念24

1.5.2 主要技术特点24

1.5.3 主要优点25

1.6 盾构隧道的发展历程26

1.6.1 盾构隧道的发展简史26

1.6.2 盾构隧道的技术现状28

1.6.3 盾构隧道的发展前景28

1.7 盾构隧道在中国的发展与应用29

第2章 盾构始发与到达施工技术33

2.1 基本概述33

2.2 盾构始发技术34

2.2.1 盾构始发施工分类34

2.2.2 盾构始发流程35

2.2.3 盾构始发关键技术36

2.2.4 盾构始发掘进基本要点39

2.3 盾构到达技术40

2.3.1 盾构到达施工分类40

2.3.2 盾构到达流程41

2.3.3 盾构到达准备工作42

2.3.4 盾构到达施工要点42

2.4 盾构始发与到达的土工问题43

第3章 端头加固土体强度研究44

3.1 基本概述44

3.2 弹性薄板理论44

3.2.1 板的简述44

3.2.2 基尔霍夫假设45

3.2.3 薄板弯曲的基本方程45

3.2.4 薄板的边界条件45

3.2.5 薄板理论的可行性研究46

3.3 端头加固强度的研究47

3.3.1 力学模型的建立47

3.3.2 荷载等效模型的力学求解50

3.3.3 均布荷载作用下加固土体的力学求解50

3.3.4 三角形反对称荷载作用下加固土体的力学求解54

3.3.5 梯形荷载作用下加固土体的力学求解55

3.3.6 黏土地层端头加固研究57

3.3.7 砂土地层端头加固范围60

3.4 实例计算与敏感性分析63

3.4.1 黏土地层算例分析63

3.4.2 砂土地层算例分析65

3.4.3 砂土与黏土地层算例对比67

3.5 本章小结68

第4章 端头加固土体稳定性研究69

4.1 基础理论概述69

4.1.1 土的破坏理论69

4.1.2 莫尔—库仑（Mohr-Coulomb）破坏准则70

4.1.3 朗肯土压力理论71

4.1.4 条分法在黏性土坡稳定分析中的应用71

4.2 端头加固土体稳定性模型的建立72

4.2.1 黏性土体模型的研究73

4.2.2 砂性土体模型的建立78

4.3 端头土体横向扰动研究80

4.3.1 盾构隧道上下侧加固范围80

4.3.2 盾构隧道左右两侧加固范围81

4.4 本章小结82

第5章 端头加固的几何准则与渗透性研究83

5.1 端头加固几何准则研究83

5.1.1 盾构无水始发83

5.1.2 盾构有水始发84

5.1.3 盾构无水到达86

5.1.4 盾构有水到达87

5.2 端头加固土体渗透性研究89

5.2.1 基本概述89

5.2.2 土的渗透定理——达西定理89

5.2.3 渗透系数的测定90

5.2.4 加固土体对渗透性的要求98

第6章 数值模拟在盾构始发与到达中的应用99

6.1 盾构法隧道数值分析的发展概况99

6.2 数值模拟软件的选择99

6.2.1 数值模拟的基本要求99

6.2.2 数值模拟方法的比选100

6.3 有限差分法的理论背景100

6.3.1 基本概述100

6.3.2 有限差分基本方程简介101

6.3.3 平面有限差分数值原理102

6.3.4 三维有限差分数值原理104

6.3.5 基本方法105

6.4 本构模型的选择［52-56］108

6.4.1 零模型108

6.4.2 莫尔—库仑（Mohr-Coulomb）模型108

6.4.3 德鲁克—普拉格（Drucker-Prager）模型112

6.4.4 修正的剑桥黏土模型116

6.4.5 常用本构模型的比选120

6.5 盾构始发与到达数值模拟的实现121

6.5.1 三维模型的建立121

6.5.2 边界条件的确定122

6.5.3 模型参数的选取122

6.5.4 计算结果分析123

第7章 端头加固方法128

7.1 旋喷桩加固法128

7.1.1 基本概述128

7.1.2 基本原理131

7.1.3 旋喷桩加固的施工管理133

7.1.4 旋喷加固质量检测137

7.2 深层搅拌加固技术139

7.2.1 基本概述139

7.2.2 基本原理140

7.2.3 深层搅拌施工技术142

7.2.4 搅拌桩加固质量检测151

7.3 注浆加固法152

7.3.1 基本概述152

7.3.2 基本原理153

7.3.3 注浆材料160

7.3.4 袖阀管注浆加固164

7.3.5 水平注浆加固168

第8章 盾构始发与到达端头典型事故分析172

8.1 南京地铁元通站盾构到达172

8.1.1 工程概况172

8.1.2 盾构到达端头加固概况172

8.1.3 事故概况173

8.1.4 事故总结178

8.2 南京地铁油坊桥站—中和村站盾构始发事故［91］178

8.2.1 工程概况178

8.2.2 始发端头加固概况179

8.2.3 事故概况179

8.2.4 事故总结183

8.3 天津海河共同沟隧道始发事故183

8.3.1 工程概况183

8.3.2 始发端头加固概况184

8.3.3 始发事故概况184

8.3.4 二次端头加固186

8.3.5 事故总结192

8.4 广州地铁珠江新城旅客自动输送系统3标盾构始发事故193

8.4.1 工程概况193

8.4.2 始发端头加固情况193

8.4.3 事故概况194

8.4.4 事故总结195

8.5 北京地铁黄村火车站右线到达端头塌方事故195

8.5.1 工程概况195

8.5.2 到达端头加固情况196

8.5.3 事故概况196

8.5.4 事故总结198

8.6 北京地铁高米店南站盾构始发塌方事故198

8.6.1 工程概况198

8.6.2 始发端头加固情况199

8.6.3 事故概况199

8.6.4 事故总结201

8.7 广州地铁高增站—新机场南站盾构到达事故202

8.7.1 工程概况202

8.7.2 到达端头加固情况202

8.7.3 事故概况204

8.7.4 事故总结207

8.8 广州地铁人和站盾构到达事故207

8.8.1 工程概况207

8.8.2 端头加固概况207

8.8.3 事故概况211

8.8.4 事故总结212

第9章 盾构端头加固成功案例分析213

9.1 深圳地铁2号线土建2202标盾构始发与到达端头加固213

9.1.1 工程概况213

9.1.2 端头加固方案213

9.1.3 端头加固主要施工工艺217

9.1.4 加固质量及效果检测219

9.1.5 分析和总结221

9.2 天津滨海轻轨西段SZn标段盾构到达端头加固技术222

9.2.1 工程概况222

9.2.2 端头加固方案223

9.2.3 水平深孔注浆施工工艺227

9.2.4 端头加固质量检测228

9.2.5 分析和总结229

9.3 广州地铁3号线北延段10标人和站盾构到达端头加固229

9.3.1 工程概况229

9.3.2 端头加固方案230

9.3.3 加固质量检测230

9.3.4 经验与教训234

9.4 北京地铁大兴线01标黄村火车站盾构到达端头加固235

9.4.1 工程概况235

9.4.2 端头加固方案设计236

9.4.3 端头加固方案实施情况239

9.4.4 端头加固质量检测241

9.4.5 分析与总结241

9.5 广州地铁3号线北延段施工10标人和站接收井端头加固242

9.5.1 工程概况242

9.5.2 原设计端头加固情况242

9.5.3 原设计施工难点和解决办法242

9.5.4 水平加固方案243

9.5.5 分析和总结244

9.6 本章小结245

参考文献246