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第1章 类矩形盾构隧道技术发展概况1

1.1 隧道盾构法的发展历史2

1.1.1 国外盾构法发展历程2

1.1.2 国内盾构法发展历程6

1.2 国内外异形盾构发展现状10

1.2.1 国外异形盾构发展现状11

1.2.2 国内异形盾构发展现状16

1.3 类矩形盾构隧道特点、意义及研究重点19

1.3.1 类矩形盾构隧道特点19

1.3.2 类矩形盾构研发意义20

1.4 本章小结21

第2章 类矩形盾构隧道设计及试验23

2.1 盾构隧道计算方法研究24

2.1.1 类矩形盾构隧道主要优势24

2.1.2 类矩形盾构隧道设计难点24

2.2 试验段工程概况25

2.3 断面设计26

2.3.1 限界设计27

2.3.2 疏散方式设计29

2.3.3 断面形式设计30

2.4 管片结构设计31

2.4.1 结构厚度31

2.4.2 管片分块及拼装方式32

2.4.3 环、纵缝构造32

2.5 盾构防水设计33

2.5.1 防水设计参数33

2.5.2 管片接缝密封垫防水形式选型35

2.5.3 弹性密封垫及防水沟槽设计36

2.6 类矩形盾构管片试验38

2.6.1 管片接缝试验39

2.6.2 整环试验86

2.6.3 优化试验95

2.6.4 防水试验104

2.7 现场试验107

2.7.1 现场试验设计及过程108

2.7.2 主要试验结果112

2.7.3 试验结果分析126

2.7.4 小结138

2.8 本章小结139

第3章 类矩形盾构装备技术研究143

3.1 类矩形盾构机装备概述144

3.2 技术研究重点146

3.3 类矩形盾构机构造147

3.3.1 “双X同面＋偏心多轴”组合式全断面切削刀盘系统147

3.3.2 施工同步可更换、压密量可调节铰接密封系统148

3.3.3 类矩形盾构壳体149

3.3.4 可随动螺旋机装置150

3.3.5 串联环臂式轨迹伺服类矩形盾构拼装系统150

3.3.6 防背土装置152

3.4 类矩形盾构制造试验152

3.4.1 切削试验153

3.4.2 拼装试验159

3.4.3 铰接试验162

3.5 设计、组装的关键技术166

3.5.1 创新点166

3.5.2 制造166

3.6 维护与检查要点173

3.7 本章小结176

第4章 类矩形盾构施工关键技术研究177

4.1 类矩形盾构施工技术概述178

4.2 类矩形盾构隧道管片生产测量方法研究179

4.2.1 研究内容179

4.2.2 测量项目和测量要求179

4.2.3 测量方法180

4.3 盾构始发182

4.3.1 盾构出洞（始发）施工总体流程182

4.3.2 盾构出洞（始发）准备工作183

4.3.3 盾构出洞（始发）段掘进185

4.4 推进技术187

4.4.1 盾构推进主要参数设定188

4.4.2 盾构推进的轴线控制189

4.5 纠偏技术191

4.5.1 基于几何关系的纠偏量细化计算192

4.5.2 基于受力平衡的纠偏力计算194

4.5.3 基于拼装仿真的立柱纠偏计算195

4.6 切削及渣土改良196

4.6.1 基于SPH方法的土仓渣土运动趋势模拟196

4.6.2 土体改良技术研究197

4.7 管片拼装技术202

4.7.1 基于拼装仿真的管片拼装顺序比选203

4.7.2 基于多环拼装仿真的拼装质量控制措施205

4.7.3 基于受力分析的拼装质量控制标准研究207

4.7.4 矩形管片拼装控制措施208

4.8 同步注浆技术210

4.8.1 基于SPH方法及可视化注浆试验的浆液填充机理研究210

4.8.2 高流动度早强浆液配合比研究214

4.8.3 同步注浆施工参数研究218

4.8.4 同步注浆方案设计221

4.8.5 同步注浆施工操作227

4.9 二次注浆技术229

4.10 盾构机接收231

4.10.1 盾构接收施工总体流程231

4.10.2 盾构接收准备工作231

4.10.3 盾构接收施工232

4.10.4 盾构接收施工针对性措施234

4.11 沉降控制技术235

4.11.1 周边环境影响控制235

4.11.2 隧道变形控制238

4.12 施工技术综合评价240

第5章 类矩形盾构试验段应用243

5.1 工程概况244

5.1.1 工程简介244

5.1.2 类矩形盾构区间概况245

5.1.3 线路和周边环境特点245

5.1.4 管片环结构形式246

5.1.5 盾构设计参数246

5.2 类矩形盾构施工环境影响理论分析及计算247

5.2.1 盾构掘进地层扰动分析247

5.2.2 ABAQUS有限元分析253

5.2.3 浅覆土掘进分析257

5.2.4 浅覆土掘进分析结果260

5.3 工程实施效果分析263

5.3.1 地表沉降263

5.3.2 隧道轴线265

5.3.3 盾构偏转266

5.3.4 隧道收敛267

5.3.5 隧道上浮267

5.4 应用情况综合评价268

第6章 总结与展望271

6.1 总结272

6.2 展望275

参考文献277