砂與砂礫地層盾構(gòu)工程技術(shù)

第一篇 砂和砂礫地層地質(zhì)特性和工程風(fēng)險(xiǎn)分析

第1章 砂和砂礫地層地質(zhì)特性

1．1 地質(zhì)歷史成因

1．1．1 河流上游地區(qū)

1．1．2 河流中下游地區(qū)

1．2 工程地質(zhì)特性

1．2．1 地層的穩(wěn)定性

1．2．2 地層的互層性

1．2．3 地層的可開挖性

1．3 地層判別的標(biāo)準(zhǔn)

1．3．1 按照顆粒粒徑分析的判別標(biāo)準(zhǔn)

1．3．2 [案例]砂礫層顆粒分析（成都）

1．3．3 其他判別指標(biāo)

1．4 小結(jié)

第2章 砂和砂礫地層盾構(gòu)工程風(fēng)險(xiǎn)綜述

2．1 砂礫地層地表沉降的風(fēng)險(xiǎn)

2．2 盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)

2．2．1 刀具的磨損

2．2．2 刀盤的磨損

2．2．3 螺旋輸送機(jī)的磨損

2．2．4 泥水盾構(gòu)循環(huán)系統(tǒng)的磨損

2．2．5 小結(jié)和導(dǎo)讀

2．3 盾構(gòu)掘進(jìn)施工的風(fēng)險(xiǎn)

2．3．1 盾構(gòu)推力扭矩超過機(jī)械極限值

2．3．2 換刀困難

2．3．3 粉細(xì)砂層盾構(gòu)密封失效

2．3．4 泥水盾構(gòu)泥水壓力波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

2．3．5 粉細(xì)砂層中的成型隧道漂移

2．3．6 小結(jié)和導(dǎo)讀

2．4 附屬工程的風(fēng)險(xiǎn)

2．4．1 盾構(gòu)始發(fā)和到達(dá)風(fēng)險(xiǎn)

2．4．2 盾構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道塌陷風(fēng)險(xiǎn)

2．4．3 小結(jié)和導(dǎo)讀

第3章 地層沉降規(guī)律研究

3．1 盾構(gòu)對(duì)周邊地層擾動(dòng)機(jī)理

3．2 短期沉降機(jī)理

3．2．1 地面隆沉的橫向沉陷槽和影響范圍

3．2．2 地面建筑沉降

3．2．3 地下管線沉降

3．2．4 深層土體水平位移

3．2．5 [案例]中粗砂層的地層沉降（佛山）

3．3 長(zhǎng)期滯后沉降機(jī)理

3．3．1 砂礫地層特點(diǎn)

3．3．2 盾構(gòu)掘進(jìn)擾動(dòng)地層的縫隙原理（GAP原理）

3．3．3 盾構(gòu)選型和注漿控制的原因

3．3．4 長(zhǎng)期滯后沉降引發(fā)坍塌過程

3．4 小結(jié)

第二篇 盾構(gòu)機(jī)選型及改造維修

第4章 泥水盾構(gòu)與土壓盾構(gòu)的比選

4．1 經(jīng)典的選型理論

4．1．1 根據(jù)土層的滲透系數(shù)選擇

4．1．2 根據(jù)巖土顆粒分析選擇

4．2 實(shí)踐的比較

4．2．1 成都盾構(gòu)工程對(duì)比

4．2．2 沈陽盾構(gòu)工程對(duì)比

4．2．3 成都與沈陽的對(duì)比分析

4．3 敞開式盾構(gòu)適應(yīng)性分析

4．4 小結(jié)

第5章 渣土改良劑原理與配套設(shè)備

5．1 渣土改良劑原理和分類

5．1．1 膨潤(rùn)土

5．1．2 泡沫

5．1．3 高分子聚合物

5．2 渣土改良劑注入設(shè)備

5．2．1 膨潤(rùn)土注入設(shè)備

5．2．2 泡沫注入設(shè)備

5．2．3 聚合物注射設(shè)備

5．2．4 注人口的設(shè)計(jì)

第6章 土壓盾構(gòu)選型和改造維修

6．1 刀盤的選型

6．1．1 刀盤開口率

6．1．2 刀盤剖面形狀和厚度

6．1．3 刀盤參數(shù)

6．2 刀具的配置

6．2．1 滾刀體系的破巖機(jī)理和選型

6．2．2 切削刀體系的破巖機(jī)理和選型

6．2．3 滾刀與切削刀系的實(shí)踐效果比較

6．2．4 鏟刀選型

6．2．5 刀具體系選型

6．3 砂礫層中刀盤和刀具磨損情況對(duì)比

6．3．1 刀具的檢查和維修

6．3．2 [案例]面板式（開口率22%）刀盤的磨損和維修（北京）

6．3．3 [案例]面板式（開口率26%）刀盤的磨損和維修（成都）

6．3．4 [案例]輻條式（開口率63%）刀盤的磨損和維修（沈陽）

6．4 螺旋機(jī)選型和維修

6．4．1 富水粉細(xì)砂層

6．4．2 砂礫地層

6．4．3 [案例]砂礫地層螺旋機(jī)選型和維修（成都）

6．5 氣壓設(shè)備選型

6．5．1 MAss控制器的構(gòu)成

6．5．2 MAss控制器的動(dòng)作原理

第7章 泥水盾構(gòu)選型和改造維修

7．1 刀盤選型和維修

7．1．1 泥水盾構(gòu)刀盤維修

7．1．2 [案例]刀盤局部解體和修復(fù)（廣州）

7．2 碎石機(jī)選型和維修

7．2．1 碎石機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

7．2．2 碎石機(jī)的工作原理

7．2．3 碎石機(jī)故障及處理

7．2．4 [案例]砂礫地層碎石機(jī)維修改造（成都）

7．3 泥水平衡系統(tǒng)建立壓力模式選型

7．3．1 日本式泥水壓力模式

7．3．2 歐洲式泥水壓力模式

7．4 泥漿輸送系統(tǒng)理論參數(shù)設(shè)計(jì)

7．4．1 泥漿輸送系統(tǒng)流量計(jì)算

7．4．2 泥漿輸送系統(tǒng)流量選擇

7．5 泥水循環(huán)系統(tǒng)功能選型

7．5．1 逆循環(huán)功能

7．5．2 土倉沖刷功能

7．5．3 土倉內(nèi)輔助小循環(huán)功能

7．6 泥水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備選型

第三篇 施工掘進(jìn)技術(shù)

第8章 盾構(gòu)掘進(jìn)輔助技術(shù)

8．1 添加渣土改良劑技術(shù)

8．2 襯背注漿技術(shù)

8．2．1 注漿目的

8．2．2 注漿裝置分類

8．2．3 注漿液的選擇

8．2．4 注漿參數(shù)

8．2．5 施工中常見問題

8．2．6 注漿控制

8．3 施工階段盾構(gòu)隧道漂移控制技術(shù)

8．3．1 原因分析及對(duì)策

8．3．2 小結(jié)

8．3．3 [案例]富水粉細(xì)砂層隧道上?。暇?

第9章 土壓盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)

9．1 富水粉細(xì)砂層掘進(jìn)技術(shù)

9．1．1 掘進(jìn)控制

9．1．2 [案例]穿越大直徑污水管（杭州）

9．1．3 [案例]穿越淺基礎(chǔ)建筑群（南京）

9．2 復(fù)合地層砂層掘進(jìn)技術(shù)

9．2．1 掘進(jìn)控制

9．2．2 渣土改良

9．2．3 沉降控制

9．3 [案例]砂礫地層掘進(jìn)技術(shù)（沈陽）

9．3．1 掘進(jìn)控制

9．3．2 小結(jié)

第10章 泥水盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)

10．1 泥漿性能指標(biāo)

10．1．1 泥膜作用機(jī)理

10．1．2 泥漿基本性能要求

10．1．3 可滲比及其與泥膜的關(guān)系

10．1．4 泥漿配料

10．1．5 [案例]富水砂卵石地層泥漿配比（成都）

10．2 循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行及故障排除

10．2．1 [案例]P2．1 泵進(jìn)口負(fù)壓處理（廣州）

10．2．2 [案例]氣壓倉高壓氣體直接進(jìn)入泥水倉導(dǎo)致塌方（廣州）

10．3 穿越水體施工技術(shù)

10．3．1 風(fēng)險(xiǎn)分析

10．3．2 控制風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

10．3．3 [案例]穿越三枝香水道塌方的處置（廣州）

第11章 進(jìn)倉技術(shù)

11．1 風(fēng)險(xiǎn)分析

11．1．1 風(fēng)險(xiǎn)因素分析

11．1．2 定性風(fēng)險(xiǎn)分析

11．2 進(jìn)倉作業(yè)的輔助工法技術(shù)

11．2．1 盾殼外部止水

11．2．2 倉內(nèi)超前地層加固

11．2．3 施作泥膜

11．3 壓氣進(jìn)倉

11．3．1 準(zhǔn)備工作

11．3．2 作業(yè)環(huán)境要求

11．3．3 作業(yè)操作

11．4 地面應(yīng)急加固進(jìn)倉

11．4．1 [案例]江邊河堤下應(yīng)急加固（廣州）

11．4．2 [案例]鋼板樁和降水井共同應(yīng)急加固（廣州）

第四篇 附屬工程和特殊工法技術(shù)

第12章 端頭加固與盾構(gòu)始發(fā)到達(dá)技術(shù)

12．1 理論分析與傳統(tǒng)加固方法

12．1．1 端頭加固土體的穩(wěn)定驗(yàn)算

12．1．2 封堵加固體間隙

12．1．3 破洞門前檢測(cè)

12．1．4 封堵盾殼外間隙

12．1．5 [案例]攪拌樁 旋噴樁包圍法加固（廣州）

12．2 可切削混凝土加固技術(shù)

12．2．1 玻璃纖維（GFRP）筋

12．2．2 竹片筋混凝土樁加固

12．3 平衡法盾構(gòu)始發(fā)到達(dá)

12．3．1 [案例]水土中盾構(gòu)到達(dá)（廣州）

12．3．2 [案例]密閉鋼筋混凝土箱體始發(fā)盾構(gòu)（廣州）

12．3．3 [案例]密閉鋼套筒接收盾構(gòu)技術(shù)（廣州）

第13章 特殊工法技術(shù)

13．1 盾構(gòu)穿越淺覆土水域蓋板加固技術(shù)

13．1．1 風(fēng)險(xiǎn)分析

13．1．2 水底盾構(gòu)隧道最小覆土厚度分析

13．1．3 河底成型隧道抗浮控制

13．1．4 盾構(gòu)穿越河底淺覆土可采取的技術(shù)措施

13．1．5 小結(jié)

13．1．6 [實(shí)例]抗浮結(jié)構(gòu)和注漿聯(lián)合加固（南京）

13．2 盾構(gòu)穿越鐵路扣軌加固技術(shù)

13．3 凍結(jié)法修筑聯(lián)絡(luò)通道技術(shù)

13．4 [案例]明挖法修復(fù)超限盾構(gòu)管片隧道結(jié)構(gòu)（佛山）

13．4．1 工程概況

13．4．2 端頭加固封堵

13．4．3 凍土帷幕發(fā)展推算

13．4．4 管片后凍結(jié)凍脹壓力監(jiān)測(cè)分析

13．4．5 凍結(jié)效果探孔檢查

13．4．6 小結(jié)

13．5 盾構(gòu)機(jī)采用水土平衡法通過中風(fēng)井技術(shù)

13．5．1 與傳統(tǒng)加固方案比較

13．5．2 平衡法過中間風(fēng)井方案

13．5．3 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

砂和砂礫地層的特性不盡相同，其風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)也不一樣。砂礫地層中，主要風(fēng)險(xiǎn)是盾構(gòu)設(shè)備的過度磨損；富水粉細(xì)砂層中，主要風(fēng)險(xiǎn)是涌水涌砂（包括始發(fā)到達(dá)端頭和聯(lián)絡(luò)通道），這一特點(diǎn)展開，以地質(zhì)特點(diǎn)分析和地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)判別為開篇，按照“盾構(gòu)選型、設(shè)備維修、輔助工法、掘進(jìn)技術(shù)、附屬工程”為主線論述應(yīng)對(duì)砂和砂礫地層工程風(fēng)險(xiǎn)的措施。著重分析了大開口率盾構(gòu)、渣土改良劑、松動(dòng)土壓力、水土平衡始發(fā)到達(dá)等技術(shù)，在論述中力求資料翔實(shí)，借用國(guó)內(nèi)各大盾構(gòu)工程的25個(gè)典型案例進(jìn)行引證?！渡芭c砂礫地層盾構(gòu)工程技術(shù)》可供盾構(gòu)工程技術(shù)人員參考。

內(nèi)容介紹

《砂卵石地層條件下盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)理與實(shí)踐》以成都地鐵1號(hào)線為工程案例，系統(tǒng)研究砂卵石地層地質(zhì)力學(xué)特性、盾構(gòu)選型、掘進(jìn)參數(shù)及其盾構(gòu)掘進(jìn)性能的影響因素。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前隧道掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了科學(xué)分類。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)試驗(yàn)分析了該類地層的力學(xué)不穩(wěn)定特性，探討了導(dǎo)致盾構(gòu)掘進(jìn)性能低下的主要原因。同時(shí)，介紹了專為該類地層開發(fā)的數(shù)據(jù)模型生成系統(tǒng)，進(jìn)行了卵石空間形態(tài)對(duì)力學(xué)性能影響的深入探討。并推導(dǎo)該類地層力學(xué)特性的理論計(jì)算模型，通過數(shù)值方法進(jìn)行了驗(yàn)證。

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揚(yáng)程范圍：5-80m 4： 泵出口尺寸（英寸）

D: 砂礫泵托架形式

砂礫石是一種顆粒狀、無粘性材料。

國(guó)內(nèi)公路建設(shè)中,對(duì)天然砂礫石或級(jí)配砂礫石采用的通常做法是:將砂礫石按一定的級(jí)配組成,然后摻加少量的粘結(jié)料(如水泥或二灰),以此組成的混合料作為道路基層,以天然砂礫石作為道路的底基層。

在道路工程應(yīng)用中,砂礫石材料分布廣,單個(gè)顆粒的強(qiáng)度大。

由于砂礫石缺乏粘性,容易產(chǎn)生水破壞、滲透破壞、冰凍破壞、松散破壞現(xiàn)象。為此,在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合砂礫石混合料水破壞的因素、水破壞的機(jī)理以及冰凍破壞的機(jī)理,分析了砂礫石混合料結(jié)構(gòu)滲透破壞的特征及其影響因素,針對(duì)砂礫石混合料容易出現(xiàn)松散破壞的情況,提出了解決松散破壞的對(duì)策。認(rèn)為合理的級(jí)配有助于保證混合料的冰、水穩(wěn)定性。破碎后的砂礫石能增強(qiáng)混合料中顆粒間的相互嵌擠和鎖結(jié)作用。因此天然砂礫石、破碎后的砂礫石組成的混合料,其性能要優(yōu)于天然砂礫石混合料。2100433B