北京地鐵盾構隧道技術（簡體書）

樂貴平，碩士、教授級高級工程師，著名盾構隧道工程號家，現任北京市軌道交通建設管理有限公司副總經哩，主持了北京市軌道交通工程多條線路的建設管理工作；目前正代表北京市軌道交通建設管理有限公司主持新疆烏魯木齊市軌道交通工程的建設管理工作。主持的科研項目“混合地層小半徑連續正反向曲線段土壓平衡盾構綜合施工技術研究”獲2008年北京市科學技術獎三等獎；在核心期刊《現代隧道技術》等發表論文20余篇；參與編制了多個國家行業標準和北京市地方標準。
賀少輝，博士后、教授、博士生導師，北京交通大學隧遭與地下工程系副主任，從事隧道與地下工程的教學、科研和研究生培養工作。主要學術兼職有：國際隧道協會（ITA）地下結構診斷與修復工作組成員；中國土木工程學會隧道與地下工程分會榮譽理事；中文核心期刊《隧道建設》編委。主持了30余項科研項目（包括國家自然科學基金項目、鐵道部重大／重點科研項目和北京市科研項目等）的科學研究。主編的高校教材《地下工程》及其修訂本被評為建設部普通高等教育土建學科專業“十一五”規劃教材及普通高等教育“十二五”國家級規劃教材；主編的中華人民共和國行業標準《熱力暗挖隧道技術規程》為我國第一個熱力暗挖隧道的技術標準。在國際著名刊物《Tunneling and Underground Space Technology》和國內著名刊物《建筑結構學報》、《巖石力學與工程學報》、《巖土工程學報》、《現代隧道技術》等發表了中英文論文60余篇，部分論文被SCI、EI收錄。已獨立培養博士、碩士研究生50余名。
羅富榮，博士，北京市軌道交通建設管理有限公司副總經理兼總工程師。目前主持北京市軌道交通工程建設的技術、設計、科研與多條線路的建設管理工作，主持完成了北京市多項重大科研項目的研究，多次榮獲省部級科技進步獎勵，享受國務院特殊津貼，是新世紀百千萬人才工程北京市級人選，2006年被評為“北京市有突出貢獻的科學、技術、管理人才”。

《北京地鐵盾構隧道技術》可供從事盾構隧道設計、施工、工程管理、教學和科研等相關人員參考使用。

第1篇綜合篇
第1章北京城區典型工程地質及水文地質條件
1.1 總體特征
1.2地層分類及其基本特征
1.3水文地質特征
1.4地層的總體工程特征
1.5 含大粒徑卵石或孤石／漂石的砂卵石地層的卵石分布規律及T程特性
第2章北京地鐵盾構隧道工程概況
2.1 盾構隧道工法在地鐵5號線、10號線、4號線及機場線的應用概況
2.2地鐵5號線、10號線、4號線及機場線盾構所穿越的主要地層及地層特性
2.3 地鐵5號線、10號線、4號線及機場線施工盾構機概況及平均掘進長度
第3章北京地鐵隧道盾構機選型
3.1地鐵隧道結構形式
3.2地鐵施工用盾構機選型基本原則
3.3盾構機選型考慮要素及注意點
3.4盾構機機型選擇
3.5加泥加泡沫式土壓平衡盾構機的基本技術（配置）
3.6北京地鐵隧道施工用盾構機的幾個關鍵問題
3.7土、巖混合地層盾構選型實例
3.8粉質黏土、粉土夾少量的粉細砂、卵石地層盾構選型實例
3.9全斷面砂卵石地層盾構選型實例
第4章地鐵盾構隧道試驗段工程
4.1 試驗段工程的由來及目的與意義
4.2試驗段工程概況
4.3試驗段的關鍵技術及實施技術路線
4.4試驗結果及其分析
4.5試驗總結
第2篇設計篇
第5章地鐵5號線盾構隧道工程設計
5.1 工程概況
5.2隧道周邊環境條件
5.3地質條件
5.4工程籌劃
5.5盾構隧道總體設計
5.6盾構始發井及接收井設計
5.7盾構隧道結構設計
5.8盾構先行過站設計案例
5.9附屬結構設計
5.10監控量測設計
第6章地鐵4號線盾構隧道工程設計
6.1工程概況
6.2隧道周邊環境條件
6.3地質條件
6.4工程籌劃
6.5盾構機選型
6.6盾構隧道總體設計
6.7盾構始發井及接收井設計
6.8盾構隧道結構設計
6.9盾構隧道近接穿越設計
第7章首都機場線盾構隧道工程設計
7.1工程概述
7.2工程地質與水文地質條件
7.3工程籌劃
7.4線路平縱斷面設計
7.5盾構機選型
7.6管片設計
7.7盾構隧道結構計算
7.8盾構隧道防水設計
7.9附屬結構設計
7.10施工設計
7.11 重大環境風險源及技術措施
第3篇施工篇
第8章鋼筋／鋼纖維混凝土管片制造技術
8.1 概述
8.2管片制造廠概論
8.3鋼筋混凝土管片模具
8.4鋼筋混凝土管片生產主要設備
8.5管片制造生產管理人員及勞動力配置
8.6管片制造工藝流程及技術要求
8.7管片制造
8.8管片成品檢驗
8.9盾構管片雨季與冬期施工
8.10管片儲存和運輸
8.11鋼纖維混凝土管片技術
8.12鋼筋混凝土管片制造成本分析
8.13問題與體會
8.14鋼筋混凝土管片壓彎靜載試驗研究
第9章盾構隧道施工的地面用地面積及場地布置
9.1地鐵5號線
9.2地鐵4號線
9.3地鐵l0號線
9.4首都機場線
第10章盾構隧道施工用電
10.1施工用電的前置條件和基本要求
10.2用電負荷計算
10.3電導線的選擇
10.4箱式變電站和高壓配電站容量及高壓配電屏確定
10.5配電箱的設置
10.6安全用電措施
10.7盾構施工供電系統
第11章盾構始發與到達技術
11.1 始發井和接收井結構及施工工藝
11.2端頭土體加固
11.3盾構始發技術
11.4盾構到達技術
第12章砂卵石地層盾構施工技術
12.1 砂卵石地層盾構施工的原理及主要問題
12.2砂卵石地層面板式刀盤及有軸螺旋輸送機盾構施工技術
12.3 含大粒徑卵石或孤石／漂石的砂卵石地層面板式刀盤及無軸螺旋輸送機盾構施工技術
12.4砂卵石地層輻條式刀盤盾構施工技術
12.5輻條式刀盤及無軸螺旋輸送機盾構施工技術
12.6砂卵石地層盾構選型的實踐總結與體會
12.7砂卵石地層盾構掘進渣土改良的實踐總結與體會
第13章土、巖混合地層盾構施工技術
13.1 工程概況
13.2工程地質及水文地質條件
13.3工程難點與對策
13.4盾構機類型及主要技術參數
13.5盾構掘進施工—
13.6盾構掘進過程中突發險情的應急預案
第14章單一粉細砂或刀盤上部為粉細砂、下部為圓礫的地層盾構施工技術
14.1 工程概況
14.2隧道平面和縱斷面
14.3隧道近接環境條件
14.4地質條件
14.5盾構機類型及主要技術參數
14.6盾構施工技術
14.7監控量測及結果分析
第15章全斷面穿越粉質黏土、粉土夾少量的粉細砂、多日石地層盾構施工技術
……

（2）特殊地段的通過能力
本合同段的特殊地段，主要有以下幾種。
部分隧道區段較小距離穿越建（構）筑物，且局部隧道覆土厚度僅6m，這樣的地段對盾構的施工提出了很高的要求。盾構在通過該類地段時必須能很好的調整與保持土倉壓力，控制地面沉降；
區間隧道局部地段含有少量的砂層和卵石圓礫，這就要求盾構機刀盤具有較強的耐磨能力和有效保護刀具的能力。
區間線路曲線段長度占區間總長的66％，且最小曲線半徑僅為350m。這就要求盾構機具有小半徑曲線施工的能力，且對運輸系統、通風系統及測量導向系統均有較高的要求。
當盾構機處于含砂地層施工時，應具有相應的施工輔助措施及設備，如對土倉壓力的控制與渣土改良等。
（3）方向調整與控制能力
本合同段盾構隧道線路較長，且曲線段施工及工程接口較多，要求盾構的導向系統具有很高的精度，以保證線路方向準確。盾構方向的控制包括兩個方面：一是盾構本身能夠進行糾偏、轉向；二是采用先進的激光導向技術，保證盾構掘進方向的正確。
（4）環境保護與控制能力。
盾構法施工的環境保護包括兩個方面：首先是盾構施工時對周圍自然環境的保護，即地面沉降滿足設計要求，噪聲、振動等滿足相關環境保護規定的要求；再者要求盾構施工時使用的輔助材料，如油脂、泡沫等，不能對環境造成污染。
（5）掘進速度滿足計劃工期需求
根據計劃工期安排，盾構的掘進速度必須滿足本合同段的計劃工期要求。
4）盾構機形式的確定
不同類型的盾構機適用的地質類型是不同的。盾構機的選型必須做到針對不同的工程，不同的地質條件進行針對性設計，才能使盾構更好地適應工程。如前所述，盾構機的主要類型有泥水式、插刀式（敞開式）盾構、土壓平衡式、復合型盾構等。其中土壓平衡盾構能夠適應較大的地質范圍與地質條件，能用于黏結性、非黏結性、有水或無水、軟土和卵石圓礫等多種復雜的地層，施工速度較高，能有效地控制地表沉降。所以根據本合同段的工程條件、地質特點、工期及施工要求，結合類似工程盾構的選型經驗和北京地鐵既有盾構工程的盾構類型，在本工程宜采用土壓平衡式盾構機。