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内容简介
自从20世纪90年代，城市地铁隧道采用盾构法修建以来，盾构机在地下工程中得到了广泛应用，尤其是我国基建工程处于高速发展阶段，工程规模越来越大，隧道工程越来越多，采用盾构法修建隧道也就越来越普遍。目前，盾构检修大多采用开仓检修的方法，这种检修方法极不安全，特别是在地质复杂的水下隧道中更易发生掌子面坍塌，危及检修人员安全，曾经有多个盾构隧道因开仓检修盾构刀盘而发生安全事故，也有因盾尾刷磨损失压而发生突泥突水造成机毁人亡。随着盾构技术不断进步，盾构检修技术也得到不断提高，现在采用的盾构检修新技术主要有：不开仓可视化检测刀具刀盘技术；连续长时间带压换刀技术；注浆法或冷冻法更换盾尾刷技术，本书对这三种盾构检修新技术作了详细介绍。
作者介绍
姚占虎，教授级高级工程师。现任中交第一公路工程局有限公司副总工程师。先后参建了宝兰二线铁路、南京宁淮高速、宜万铁路、太中银铁路、南京纬三路过江通道等国内多个隧道与地下工程建设项目。获省部级科学技术进步奖2项，发表重要学术论文20余篇，获得国家级专利30余项。 石振明，同济大学教授、博士生导师。中国地质学会工程地质专业委员会常务委员，中国地质学会地质灾害研究分会委员，上海市地质学会常务理事，上海市勘察设计行业协会工程勘察与岩土分会常务理事。长期从事地质灾害、边坡稳定性和支护结构、岩土工程现场测试和监测等领域的研究。承担及完成国家级、省部级及企业委托科研项目20余项，发表学术论文100余篇，发明专利近20项，主编及参编规范3部、教材5部，获各类荣誉奖励10余项。 石新栋，教授级高级工程师。原中交隧道工程局总工程师。长期从事隧道与地下工程施工技术工作，主持或参与过多项国家重大铁路、公路、地铁、市政工程建设项目，善于解决重难点隧道及地下工程技术和施工管理等难题。在地下工程施工、岩溶隧道施工、地下水处理、盾构施工技术等方面有突出贡献，曾获多项国家、省部级科技进步奖和优质工程奖。
目 录
第1章绪论1 1.1水下盾构隧道概述/1 1.1.1水下盾构隧道工程发展史/1 1.1.2水下盾构隧道施工技术发展趋势/2 1.1.3国内水下盾构隧道发展存在问题/3 1.2泥水气压平衡盾构/3 1.2.1泥水气压平衡盾构发展/3 1.2.2泥水气压平衡盾构工作原理/4 1.3盾构刀具可视化检测技术研究现状/5 1.3.1盾构刀具磨损研究现状/5 1.3.2近景摄影测量技术研究现状/7 1.4盾构检修现状/8 第2章泥水平衡盾构气压条件下饱和法开舱技术9 2.1研究背景/10 2.2设备研究/11 2.2.1生命保障系统/11 2.2.2穿梭舱/14 2.2.3盾构人闸/16 2.2.4穿梭舱运输和快速对接设备/17 2.2.5其他配套附属设备/24 2.3人员配置及职责/25 2.3.1饱和法开舱作业主要人员配置及职责/26 2.3.2饱和法开舱作业辅助工作人员配置及职责/27 2.4工作面支护压力确定/28 2.4.1经验系数法/28 2.4.2整体稳定分析模型计算/28 2.4.3开舱试验确定/29 2.5泥浆及闭气泥膜形成/29 2.5.1泥膜闭气性测试实验装置与方法/29 2.5.2不同性质泥膜的形成及闭气实验/33 2.5.3泥膜的闭气性评价指标/40 2.5.4泥膜闭气机理分析/46 2.5.5闭气泥膜形成技术/49 2.5.6泥膜质量检测和失效修复/51 2.6饱和法开舱作业呼吸气体及开舱作业/52 2.6.1饱和法开舱作业呼吸气体种类/52 2.6.2生活舱气体供应种类/52 2.6.3饱和法开舱作业/53 2.7医疗保障/61 2.7.1进舱作业人员选拔/61 2.7.2进舱作业前体检/62 2.7.3舱内作业人员职业健康管理/62 2.7.4气压条件下饱和法作业减压病/63 2.8风险管理/66 2.8.1编制专项方案/66 2.8.2风险因素识别/66 2.8.3风险评价/67 2.8.4饱和法开舱作业主要风险管理和应对措施/69 第3章水下隧道盾构盾尾刷更换技术73 3.1水下隧道盾构盾尾刷失效原因分析/74 3.2水下隧道盾构盾尾刷更换方案/75 3.3注浆止水盾尾刷更换技术/75 3.3.1注浆止水盾尾刷更换总体方案/75 3.3.2特殊管片设计/76 3.3.3同步注浆封堵止水/77 3.3.4二次补强注浆封堵止水/77 3.3.5特殊管片环注浆封堵止水/77 3.3.6盾体前端压注聚氨酯封堵/78 3.3.7注浆封堵效果检测/79 3.3.8注浆止水盾尾刷更换施工/79 3.3.9盾尾渗漏应急措施/85 3.4冻结法盾尾刷更换技术/85 3.4.1盾尾刷更换方案比选/85 3.4.2液氮冻结法设计方案/85 3.4.3冻结孔施工/89 3.4.4冻结管路安装/91 3.4.5冻结期温度监测/93 3.4.6盾尾刷更换/98 3.5安全施工保证措施/98 3.5.1作业平台搭设安全保证措施/98 3.5.2钻孔施工安全保证措施/98 3.5.3冻结管路安装作业安全保证措施/98 3.5.4液氮冻结施工安全保证措施/99 第4章盾构刀具可视化检测技术装置100 4.1盾构刀具可视化检测设计思路/100 4.1.1系统功能与设计思路/100 4.1.2系统关键技术/102 4.2盾构刀具可视化检测装置/105 4.2.1摄影装置/105 4.2.2推进装置/107 4.2.3冲洗装置/108 4.2.4密封试验/109 第5章盾构刀具磨损分析112 5.1盾构精密三维模型构造/112 5.1.1构建盾构模型的基础框架/112 5.1.2三维模型精细化处理/113 5.2检测影像数据姿态解算/117 5.2.1相机标定/117 5.2.2姿态解算/120 5.3空间场景结构恢复/120 5.3.1图像锐化/121 5.3.2直方图均衡/121 5.3.3阈值分割/122 5.3.4Canny边缘检测/122 5.4盾构刀具可视化检测软件/123 5.4.1软件设计/124 5.4.2软件功能与流程/125 5.4.3定向点采集界面/126 5.4.4图像处理操作/128 5.4.5三维视图操作/130 第6章盾构刀具可视化检测系统操作规程134 6.1后视系统操作规程/134 6.1.1准备工作/134 6.1.2安装后视系统/135 6.1.3成像采集数据/136 6.1.4安全退回并拆卸/136 6.2前视系统操作规程/137 6.2.1准备工作/137 6.2.2安装前视系统/138 6.2.3成像采集数据/140 6.2.4安全退回拆卸/141 第7章工程应用案例142 7.1南京纬三路过江通道概况/142 7.1.1地理位置/142 7.1.2施工地质和水文环境/143 7.1.3项目特点/144 7.2南京纬三路过江通道盾构选型与配置/145 7.3南京纬三路过江通道盾尾刷更换背景/145 7.4盾构刀具磨损检测应用/146 7.4.1盾构磨损检测应用背景/146 7.4.2第一次测试/148 7.4.3第二次测试/150 7.4.4第三次测试/152 参考文献155
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