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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