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(shù) 1
1.2 中國(guó)隧道及地下工程建設(shè) 2
1.2.1 隧道工程發(fā)展 2
1.2.2 隧道工程主要技術(shù)創(chuàng)新 7
1.3 我國(guó)隧道及地下工程遠(yuǎn)期需求 8
1.3.1 隧道及地下工程發(fā)展趨勢(shì) 8
1.3.2 隧道工程施工關(guān)鍵控制技術(shù) 10
1.3.3 隧道及地下工程智能化建造 12
1.4 本書主要內(nèi)容 13
本章小結(jié) 14
思考題 14
參考文獻(xiàn) 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(zhì) 15
2.1.1 隧道圍巖環(huán)境 15
2.1.2 巖體構(gòu)造特征 16
2.1.3 裂隙巖體的強(qiáng)度性質(zhì) 17
2.1.4 裂隙巖體的變形性質(zhì) 18
2.1.5 巖石和巖體的破壞準(zhǔn)則 20
2.2 隧道圍巖分級(jí) 23
2.2.1 影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素及與圍巖分級(jí)的關(guān)系 23
2.2.2 我國(guó)鐵路隧道圍巖分級(jí) 24
2.3 隧道圍巖壓力計(jì)算 28
2.3.1 圍巖壓力及其分類 28
2.3.2 圍巖松動(dòng)壓力及其計(jì)算方法 29
本章小結(jié) 33
思考題 34
參考文獻(xiàn) 34
第3章 隧道施工力學(xué)理論與計(jì)算方法 35
3.1 隧道圍巖初始應(yīng)力狀態(tài) 35
3.1.1 初始應(yīng)力場(chǎng)的組成 35
3.1.2 初始應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律 36
3.2 隧道開挖后的力學(xué)行為 39
3.2.1 圍巖應(yīng)力場(chǎng)特征及力學(xué)效應(yīng) 39
3.2.2 隧道圍巖應(yīng)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(yīng)力狀態(tài) 48
3.3 隧道支護(hù)后圍巖應(yīng)力與位移變化 50
3.3.1 支護(hù)阻力作用下圍巖的應(yīng)力 50
3.3.2 支護(hù)阻力作用下圍巖位移 54
3.4 圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)特性曲線 60
3.5 隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算方法 65
3.5.1 基本原理 65
3.5.2 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形特點(diǎn) 66
3.5.3 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)承受荷載計(jì)算 66
3.5.4 隧道襯砌截面安全檢算 68
3.6 實(shí)訓(xùn)：隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全檢算 71
本章小結(jié) 72
思考題 72
參考文獻(xiàn) 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(hù)技術(shù) 78
4.1.4 隧道施工預(yù)加固技術(shù) 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(shù)特點(diǎn) 101
4.2.3 隧道施工與支護(hù) 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(shù) 110
4.3.4 新意法隧道全斷面施工技術(shù) 117
4.4 實(shí)訓(xùn)：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(jié) 122
思考題 122
參考文獻(xiàn) 123
第5章 復(fù)雜地質(zhì)隧道施工爆破技術(shù) 124
5.1 隧道開挖爆破基本理論 124
5.1.1 巖石爆破機(jī)理 124
5.1.2 隧道掘進(jìn)爆破巖石破壞特征 125
5.2 爆破控制技術(shù) 127
5.2.1 光面爆破技術(shù) 127
5.2.2 預(yù)裂爆破技術(shù) 129
5.3 隧道爆破施工 130
5.3.1 鉆爆設(shè)計(jì) 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(zhì)條件下隧道爆破技術(shù) 140
5.4.1 微震爆破技術(shù) 140
5.4.2 微振爆破設(shè)計(jì)方法 141
5.4.3 軟巖隧道控制爆破技術(shù) 143
5.4.4 隧道水壓爆破施工技術(shù) 144
5.5 案例：隧道施工爆破設(shè)計(jì) 147
本章小結(jié) 149
思考題 149
參考文獻(xiàn) 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(cè)內(nèi)容與方法 151
6.1.1 概述 151
6.1.2 必測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及方法 151
6.1.3 選測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及方法 155
6.2 隧道工程施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與反饋 156
6.2.1 監(jiān)測(cè)資料初步分析 156
6.2.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的過程分析與反饋 157
6.3 隧道施工變形智能監(jiān)測(cè)技術(shù) 161
6.3.1 非接觸式量測(cè)技術(shù) 161
6.3.2 SAA圍巖監(jiān)測(cè)技術(shù) 162
6.3.3 自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù) 163
6.4 隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù) 164
6.4.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)內(nèi)容與方法 164
6.4.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)計(jì) 166
6.4.3 典型超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù) 167
6.5 實(shí)訓(xùn)：隧道監(jiān)控量測(cè)方案設(shè)計(jì) 172
本章小結(jié) 173
思考題 173
參考文獻(xiàn) 173
第7章 隧道及地下工程機(jī)械化施工方法 174
7.1 隧道鉆爆法施工機(jī)械化配套技術(shù) 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(jī)械設(shè)備 179
7.1.4 隧道施工設(shè)備配套方案及配套類型 185
7.1.5 隧道大斷面施工設(shè)備配套技術(shù) 187
7.2 隧道TBM掘進(jìn)機(jī)施工方法 194
7.2.1 概述 194
7.2.2 TBM掘進(jìn)機(jī)選型 198
7.2.3 開敞式掘進(jìn)機(jī)施工 200
7.2.4 特殊地質(zhì)條件TBM掘進(jìn)技術(shù) 203
7.3 盾構(gòu)隧道施工方法 206
7.3.1 盾構(gòu)法施工技術(shù) 206
7.3.2 盾構(gòu)分類及其選型 211
7.3.3 盾構(gòu)隧道施工 220
7.3.4 盾構(gòu)豎井施工方法 225
7.3.5 地表沉降控制技術(shù) 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(jìn)機(jī)銑挖法施工技術(shù) 241
7.5.1 概述 241
7.5.2 銑挖法施工設(shè)備選型 242
7.5.3 銑挖法開挖 243
本章小結(jié) 247
思考題 247
參考文獻(xiàn) 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(shù)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(gòu)與技術(shù)體系 250
8.2 鉆爆法隧道智能建造技術(shù) 252
8.2.1 隧道施工信息化技術(shù) 252
8.2.2 隧道施工智能化技術(shù) 260
8.3 盾構(gòu)隧道智能建造技術(shù) 263
8.3.1 盾構(gòu)施工信息化檢測(cè)方法 263
8.3.2 盾構(gòu)大數(shù)據(jù)建設(shè) 264
8.3.3 盾構(gòu)測(cè)控技術(shù) 268
8.3.4 盾構(gòu)施工遠(yuǎn)程信息化管理系統(tǒng) 270
8.4 案例：成都地鐵盾構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)智能管理 282
8.4.1 構(gòu)架與模塊劃分 282
8.4.2 系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制 284
8.4.3 盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)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(jì) 286
本章小結(jié) 286
思考題 286
參考文獻(xiàn) 287
第9章 特殊地質(zhì)條件隧道施工技術(shù) 288
9.1 高地應(yīng)力軟巖隧道施工控制技術(shù) 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(jī)理及模式 289
9.1.3 擠壓型圍巖隧道施工變形控制技術(shù) 293
9.2 隧道施工巖爆防治技術(shù) 299
9.2.1 巖爆發(fā)生機(jī)理及影響因素 299
9.2.2 巖爆的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 302
9.2.3 隧道施工巖爆對(duì)策 304
9.3 巖溶隧道施工技術(shù) 307
9.3.1 巖溶隧道災(zāi)害類型 307
9.3.2 溶洞對(duì)隧道施工的影響 308
9.3.3 巖溶隧道施工控制技術(shù) 308
本章小結(jié) 312
思考題 312
參考文獻(xiàn) 312