隧道及地下工程施工與智能建造

目錄
第1章 緒論 1
1.1 隧道及地下工程施工技術 1
1.2 中國隧道及地下工程建設 2
1.2.1 隧道工程發(fā)展 2
1.2.2 隧道工程主要技術創(chuàng)新 7
1.3 我國隧道及地下工程遠期需求 8
1.3.1 隧道及地下工程發(fā)展趨勢 8
1.3.2 隧道工程施工關鍵控制技術 10
1.3.3 隧道及地下工程智能化建造 12
1.4 本書主要內容 13
本章小結 14
思考題 14
參考文獻 14
第2章 隧道及地下工程圍巖特性 15
2.1 圍巖的工程性質 15
2.1.1 隧道圍巖環(huán)境 15
2.1.2 巖體構造特征 16
2.1.3 裂隙巖體的強度性質 17
2.1.4 裂隙巖體的變形性質 18
2.1.5 巖石和巖體的破壞準則 20
2.2 隧道圍巖分級 23
2.2.1 影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素及與圍巖分級的關系 23
2.2.2 我國鐵路隧道圍巖分級 24
2.3 隧道圍巖壓力計算 28
2.3.1 圍巖壓力及其分類 28
2.3.2 圍巖松動壓力及其計算方法 29
本章小結 33
思考題 34
參考文獻 34
第3章 隧道施工力學理論與計算方法 35
3.1 隧道圍巖初始應力狀態(tài) 35
3.1.1 初始應力場的組成 35
3.1.2 初始應力場的變化規(guī)律 36
3.2 隧道開挖后的力學行為 39
3.2.1 圍巖應力場特征及力學效應 39
3.2.2 隧道圍巖應力和位移的線彈性分析 45
3.2.3 隧道圍巖塑性區(qū)的二次應力狀態(tài) 48
3.3 隧道支護后圍巖應力與位移變化 50
3.3.1 支護阻力作用下圍巖的應力 50
3.3.2 支護阻力作用下圍巖位移 54
3.4 圍巖與支護結構的相互作用 56
3.4.1 特性曲線法基本原理 57
3.4.2 圍巖特性曲線基本原理 59
3.4.3 支護特性曲線 60
3.5 隧道結構力學計算方法 65
3.5.1 基本原理 65
3.5.2 隧道支護結構受力變形特點 66
3.5.3 隧道支護結構承受荷載計算 66
3.5.4 隧道襯砌截面安全檢算 68
3.6 實訓：隧道襯砌結構安全檢算 71
本章小結 72
思考題 72
參考文獻 72
第4章 隧道及地下工程施工原理與方法 73
4.1 新奧法隧道施工 73
4.1.1 新奧法基本原理 73
4.1.2 隧道施工方法 75
4.1.3 隧道支護技術 78
4.1.4 隧道施工預加固技術 87
4.2 淺埋暗挖法隧道施工 98
4.2.1 概述 98
4.2.2 淺埋暗挖隧道施工技術特點 101
4.2.3 隧道施工與支護 102
4.3 新意法隧道施工 105
4.3.1 新意法隧道施工原理 105
4.3.2 圍巖變形特征 108
4.3.3 隧道圍巖變形控制技術 110
4.3.4 新意法隧道全斷面施工技術 117
4.4 實訓：隧道施工模擬分析 121
4.4.1 基本要求 121
4.4.2 工程概況 121
本章小結 122
思考題 122
參考文獻 123
第5章 復雜地質隧道施工爆破技術 124
5.1 隧道開挖爆破基本理論 124
5.1.1 巖石爆破機理 124
5.1.2 隧道掘進爆破巖石破壞特征 125
5.2 爆破控制技術 127
5.2.1 光面爆破技術 127
5.2.2 預裂爆破技術 129
5.3 隧道爆破施工 130
5.3.1 鉆爆設計 130
5.3.2 掏槽眼及周邊眼 134
5.3.3 鉆爆施工 137
5.4 特殊地質條件下隧道爆破技術 140
5.4.1 微震爆破技術 140
5.4.2 微振爆破設計方法 141
5.4.3 軟巖隧道控制爆破技術 143
5.4.4 隧道水壓爆破施工技術 144
5.5 案例：隧道施工爆破設計 147
本章小結 149
思考題 149
參考文獻 150
第6章 隧道及地下工程施工監(jiān)控與信息化反饋 151
6.1 隧道施工監(jiān)控量測內容與方法 151
6.1.1 概述 151
6.1.2 必測項目內容及方法 151
6.1.3 選測項目內容及方法 155
6.2 隧道工程施工監(jiān)測數據處理與反饋 156
6.2.1 監(jiān)測資料初步分析 156
6.2.2 監(jiān)測數據的過程分析與反饋 157
6.3 隧道施工變形智能監(jiān)測技術 161
6.3.1 非接觸式量測技術 161
6.3.2 SAA圍巖監(jiān)測技術 162
6.3.3 自動監(jiān)測技術 163
6.4 隧道施工超前地質預報技術 164
6.4.1 超前地質預報內容與方法 164
6.4.2 超前地質預報設計 166
6.4.3 典型超前地質預報技術 167
6.5 實訓：隧道監(jiān)控量測方案設計 172
本章小結 173
思考題 173
參考文獻 173
第7章 隧道及地下工程機械化施工方法 174
7.1 隧道鉆爆法施工機械化配套技術 174
7.1.1 概述 174
7.1.2 隧道施工作業(yè)線及其配套原則 176
7.1.3 隧道施工作業(yè)線機械設備 179
7.1.4 隧道施工設備配套方案及配套類型 185
7.1.5 隧道大斷面施工設備配套技術 187
7.2 隧道TBM掘進機施工方法 194
7.2.1 概述 194
7.2.2 TBM掘進機選型 198
7.2.3 開敞式掘進機施工 200
7.2.4 特殊地質條件TBM掘進技術 203
7.3 盾構隧道施工方法 206
7.3.1 盾構法施工技術 206
7.3.2 盾構分類及其選型 211
7.3.3 盾構隧道施工 220
7.3.4 盾構豎井施工方法 225
7.3.5 地表沉降控制技術 226
7.4 頂管隧道施工方法 230
7.4.1 頂管隧道施工發(fā)展 230
7.4.2 頂管法施工分類及其組成 231
7.4.3 頂管施工 236
7.5 懸臂式掘進機銑挖法施工技術 241
7.5.1 概述 241
7.5.2 銑挖法施工設備選型 242
7.5.3 銑挖法開挖 243
本章小結 247
思考題 247
參考文獻 248
第8章 隧道及地下工程智能建造與管理 249
8.1 隧道智能建造思路與技術體系 249
8.1.1 隧道智能建造概念與核心 249
8.1.2 隧道智能建造架構與技術體系 250
8.2 鉆爆法隧道智能建造技術 252
8.2.1 隧道施工信息化技術 252
8.2.2 隧道施工智能化技術 260
8.3 盾構隧道智能建造技術 263
8.3.1 盾構施工信息化檢測方法 263
8.3.2 盾構大數據建設 264
8.3.3 盾構測控技術 268
8.3.4 盾構施工遠程信息化管理系統(tǒng) 270
8.4 案例：成都地鐵盾構施工安全風險智能管理 282
8.4.1 構架與模塊劃分 282
8.4.2 系統(tǒng)運行機制 284
8.4.3 盾構施工風險源監(jiān)控成功案例 285
8.4.4 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控成果統(tǒng)計 286
本章小結 286
思考題 286
參考文獻 287
第9章 特殊地質條件隧道施工技術 288
9.1 高地應力軟巖隧道施工控制技術 288
9.1.1 軟巖大變形隧道 288
9.1.2 擠壓型圍巖隧道變形機理及模式 289
9.1.3 擠壓型圍巖隧道施工變形控制技術 293
9.2 隧道施工巖爆防治技術 299
9.2.1 巖爆發(fā)生機理及影響因素 299
9.2.2 巖爆的預測預報 302
9.2.3 隧道施工巖爆對策 304
9.3 巖溶隧道施工技術 307
9.3.1 巖溶隧道災害類型 307
9.3.2 溶洞對隧道施工的影響 308
9.3.3 巖溶隧道施工控制技術 308
本章小結 312
思考題 312
參考文獻 312