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第1章 概况1

1.1背景及功能定位3

1.2初步方案确定4

1.3工程建设条件6

1.3.1地形、地貌及场地地震效应6

1.3.2工程地质条件6

1.3.3工程水文条件10

1.3.4地质水文评价10

1.4工程建设面临的挑战11

1.4.1盾构隧道施工现状11

1.4.2上海长江隧道施工的技术挑战14

1.5关键技术的决策和解决方案15

1.5.1盾构机的选型及关键部件的维护保养15

1.5.2高精度耐久性隧道衬砌管片制作16

1.5.3高水压软土地层长距离盾构隧道的施工控制17

1.5.4环保型模块化大流量泥水处理18

1.5.5长距离盾构隧道的多工序同步施工19

1.5.6长江口软土地层中的连接通道施工20

1.6结语20

第2章 隧道建设规模与总体布置21

2.1隧道建设规模与总体布置23

2.1.1隧道建设规模23

2.1.2工程总体布置24

2.1.3总体设计技术标准与要求24

2.2线路、道路设计25

2.2.1隧道线路平面设计25

2.2.2隧道线路纵断面设计27

2.3建筑设计28

2.3.1建筑总平面设计28

2.3.2隧道横断面设计29

2.4结构设计32

2.4.1圆隧道衬砌结构设计32

2.4.2工作井结构设计38

2.5圆隧道防水设计41

2.5.1圆隧道衬砌防水设计原则41

2.5.2圆隧道段防水标准和要求41

2.5.3预制混凝土管片结构自防水设计41

2.5.4衬砌接缝防水设计方案42

2.6通风、防排烟和降温系统设计44

2.6.1隧道封闭段通风系统设计44

2.6.2隧道封闭段降温系统设计45

2.7给排水、消防设计48

2.7.1生产给水系统48

2.7.2排水系统48

2.7.3消防系统49

2.8照明系统设计51

2.8.1设计范围和标准51

2.8.2光源选用52

2.8.3照明布置52

2.9综合监控系统设计53

2.9.1系统总体框架53

2.9.2中央计算机系统54

2.9.3综合监控传输网络54

2.9.4综合监控系统功能55

2.10供配电系统57

2.10.1供电系统设计57

2.10.2隧道变电站59

2.11多功能隧道防灾系统设计59

2.11.1防灾设计总则60

2.11.2防火灾系统设计60

第3章 工程总体筹划67

3.1工程总体筹划69

3.1.1工程标段划分69

3.1.2工程总体部署70

3.1.3主要工程节点目标及完成情况71

3.2工程资源配置72

3.2.1管片预制配套设施72

3.2.2盾构机推进配套设施74

3.2.3现场预制结构配套设施75

3.2.4临时用电75

第4章 岸边段结构83

4.1设计综述85

4.2工程地质与水文地质条件87

4.2.1工程地质条件87

4.2.2水文地质条件88

4.2.3地质环境特点89

4.3施工难点89

4.4工作井与暗埋段施工技术91

4.4.1大跨度地下结构施工91

4.4.2超大直径钢洞圈逆筑安装95

4.4.3深厚土层中地下连续墙施工96

4.4.4玻璃纤维强化塑料筋（GFRP）地下连续墙施工98

4.5敞开段施工100

4.5.1抗浮措施101

4.5.2软土永久边坡施工101

4.5.3敞开段与暗埋段接口处理103

4.6轨道交通预留结构104

4.6.1工程背景104

4.6.2施工方案104

4.6.3暗埋段结构改建106

4.6.4预留结构施工监测108

第5章 圆隧道衬砌结构109

5.1概述111

5.2衬砌结构试验112

5.2.1衬砌结构水平整环试验112

5.2.2弹性密封垫试验112

5.2.3剪力销试验114

5.3高精度超大型管片钢模的设计与制造116

5.3.1概述116

5.3.2超大直径双楔型高精度钢模设计117

5.3.3超大型高精度钢模制造121

5.3.4钢模检验123

5.4管片混凝土125

5.4.1概述125

5.4.2管片混凝土配合比设计思路126

5.4.3混凝土试验配合比设计129

5.4.4管片混凝土相应生产工艺参数设计132

5.4.5管片混凝土性能检测135

5.5管片生产138

5.5.1生产基地布置138

5.5.2生产进度实施139

5.5.3管片生产工艺140

5.5.4管片制作关键技术措施143

第6章 泥水平衡盾构机及信息化控制系统155

6.1盾构机选型依据157

6.2泥水加压平衡盾构机选型158

6.2.1泥水加压平衡盾构机类型的确定158

6.2.2泥水加压平衡盾构机的工作原理159

6.2.3泥水加压平衡盾构机主要参数及特点161

6.3泥水加压平衡盾构信息化施工管理系统169

6.3.1系统简介169

6.3.2盾构施工数据采集系统170

6.3.3盾构施工信息分析系统174

6.3.4盾构掘进姿态自动测量系统178

6.3.5管片拼装自动预测系统179

6.4泥水平衡盾构安装运输与调试185

6.4.1盾构车间预组装185

6.4.2盾构机解体与运输191

6.4.3盾构机工地组装192

第7章 泥水处理系统199

7.1概述201

7.2泥水处理系统设计202

7.2.1工程泥水处理难点202

7.2.2泥水处理系统设计原则203

7.2.3泥水处理系统设计203

7.3泥水处理系统电气及控制技术207

7.3.1电气及控制系统特点207

7.3.2电气及控制系统208

7.3.3操作及监控管理系统208

7.4泥水处理系统应用211

7.4.1集成式泥水处理系统应用优势211

7.4.2泥水处理系统中出现的问题和改进方法212

第8章 超大直径泥水平衡盾构施工关键技术研究213

8.1概述215

8.2超大直径泥水平衡盾构开挖面稳定特性研究215

8.2.1超大直径泥水平衡盾构开挖面稳定特性的试验研究215

8.2.2超大直径泥水平衡盾构开挖面稳定的三维数值模拟研究219

8.3抗剪型砂浆同步注浆工艺研究221

8.3.1同步注浆理念222

8.3.2同步注浆材料222

8.3.3同步注浆施工工艺223

8.3.4同步注浆充填效果检测224

8.4超大直径长距离隧道施工期消防体系研究225

8.4.1盾构正常掘进状态长距离隧道通风225

8.4.2火灾状态在长距离隧道内通风227

8.4.3人员疏散安全228

8.4.4火灾状态下隧道衬砌的力学性能研究230

8.5超大直径泥水平衡盾构施工地表沉降预测方法研究231

8.5.1三维数值方法232

8.5.2随机介质法234

8.5.3神经网络法235

第9章 盾构长距离掘进施工237

9.1超大直径隧道开挖面稳定控制239

9.1.1陆地段泥水压力设定239

9.1.2江中段泥水压力设定241

9.1.3偏差流量241

9.2盾构始发242

9.2.1始发准备工作243

9.2.2盾构机始发掘进246

9.2.3 100环试推进247

9.3盾构长距离掘进施工控制要点249

9.3.1长距离物流高效管理249

9.3.2设备维修保养255

9.3.3高精度管片拼装控制260

9.3.4施工阶段通风及消防措施266

9.3.5盾尾钢丝刷更换应急措施266

9.4盾构到达272

9.4.1到达准备工作272

9.4.2盾构机在水中到达274

9.5成环隧道质量控制277

9.5.1标准选用277

9.5.2成环隧道质量控制277

9.5.3渗漏控制281

9.5.4实施效果281

第10章 圆隧道内部平行施工283

10.1概述285

10.2内部结构施工286

10.2.1内部结构施工的总体设计286

10.2.2下部道路结构施工287

10.2.3上部烟道结构施工288

10.3装饰及机电系统290

10.3.1长江隧道200m试验段290

10.3.2装饰工程设计与施工290

10.3.3机电系统设计与施工292

10.4沥青铺装298

10.4.1沥青铺装技术与沥青混合料设计298

10.4.2沥青混合料生产298

10.4.3沥青混合料施工299

第11章 隧道连接通道303

11.1总体方案305

11.2含盐土层冻结特性研究306

11.3冻结方案设计309

11.3.1冻结孔布孔设计与冻结温度场计算310

11.3.2制冷系统设计312

11.3.3连接通道结构与防水设计313

11.4双排孔冻结连接通道施工315

11.4.1连接通道施工工艺315

11.4.2强制解冻及融沉控制317

11.4.3连接通道施工监测320

第12章 盾构推进施工测量327

12.1概述329

12.1.1盾构法隧道施工测量特点329

12.1.2盾构法隧道施工测量内容329

12.1.3本工程测量难点330

12.2控制测量330

12.2.1地面控制测量330

12.2.2隧道内控制测量332

12.3盾构推进姿态连续测量333

12.3.1盾构姿态控制测量334

12.3.2自动导向系统335

12.3.3自动导向系统校核336

12.4长距离隧道贯通测量337

12.4.1贯通测量概述337

12.4.2井下导线加测陀螺边338

12.4.3垂直顶升测量339

12.4.4洞门测量339

12.5整体精度评价341

第13章 工程应用及技术前瞻343

13.1长江隧道的工程实践345

13.1.1概述345

13.1.2工程实践的特点及技术难点346

13.1.3工程实践的关键技术和成果346

13.2技术发展的方向350

13.2.1大深度、长距离、大直径盾构技术350

13.2.2特殊地质条件下的盾构技术354

13.2.3盾构近距离穿越技术354

13.2.4绿色盾构技术355

参考文献357