大斷面水下盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)特性

前言

　　近年來(lái)，盾構(gòu)法在世界范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展。隨著現(xiàn)代盾構(gòu)裝備技術(shù)的進(jìn)步，盾構(gòu)法在大型水下隧道工程中得到了大量應(yīng)用。近年我國(guó)大型跨江海水下盾構(gòu)隧道的高速發(fā)展時(shí)期已經(jīng)來(lái)臨，一大批在國(guó)際上具有重大影響性的大型跨江海水下盾構(gòu)隧道建成或正在建設(shè)中，如武漢長(zhǎng)江隧道、上海長(zhǎng)江隧道、南京長(zhǎng)江隧道、杭州錢(qián)江隧道和珠江獅子洋隧道等。我國(guó)已成為世界上大型水下盾構(gòu)隧道工程建設(shè)數(shù)量最多的國(guó)家?！　〈笮退露軜?gòu)隧道的斷面直徑從地鐵區(qū)間的6m左右躍升至10m以上，加之特殊的水下環(huán)境，工程建設(shè)難度很大。原有的小直徑盾構(gòu)隧道的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足以滿足大斷面水下盾構(gòu)隧道的需要，相關(guān)理論與技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高，值得進(jìn)行深入理論研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。在此背景下，我們近年來(lái)針對(duì)大斷面水下盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程控制開(kāi)展了相關(guān)研究。本書(shū)主要內(nèi)容取材于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“大型跨江海盾構(gòu)法隧道施工期流固耦合問(wèn)題研究”、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目“長(zhǎng)大交通隧道建設(shè)與營(yíng)運(yùn)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）“大型跨江海隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)特征及整體化設(shè)計(jì)方法研究”以及國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）“復(fù)雜環(huán)境作用下地下結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期安全性及其預(yù)測(cè)方法”的相關(guān)成果，同時(shí)結(jié)合了近年來(lái)針對(duì)武漢長(zhǎng)江隧道、南京長(zhǎng)江隧道、珠江獅子洋隧道、滬通鐵路黃浦江隧道及重慶主城長(zhǎng)江排水隧道等多項(xiàng)工程專(zhuān)題研究的相關(guān)成果。全書(shū)以管片襯砌的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析為主線，系統(tǒng)地闡述了大斷面水下盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)理論體系及分析方法，詳細(xì)介紹了相似模型試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的具體細(xì)節(jié)和相關(guān)試驗(yàn)研究成果，希望能供國(guó)內(nèi)同行參考?！　「兄x中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、南京長(zhǎng)江隧道有限責(zé)任公司、中鐵十四局集團(tuán)有限公司、中鐵隧道集團(tuán)有限公司、中鐵十二局集團(tuán)有限公司和重慶排水有限公司等單位對(duì)相關(guān)課題研究提供的協(xié)助和經(jīng)費(fèi)資助，感謝以上單位的相關(guān)技術(shù)及管理人員對(duì)研究工作的大力支持。同時(shí)，還要感謝參與相關(guān)課題研究的西南交通大學(xué)博士及碩士研究生在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和模型試驗(yàn)等方面所做的大量協(xié)助工作。鑒于著者的水平及認(rèn)識(shí)的局限性，書(shū)中如有不妥之處，望批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

2006～2007年，為了配合南水北調(diào)中線工程建設(shè)，新鄉(xiāng)市文物考古研究所對(duì)輝縣市百泉、鳳泉區(qū)郭柳和衛(wèi)輝市山彪三處墓地進(jìn)行了全面發(fā)掘，清理了近120座墓葬。本書(shū)全面、系統(tǒng)地報(bào)道了這批資料，從墓葬形制、規(guī)格和年代及隨葬品方面進(jìn)行了分析、探討，為探索豫北地區(qū)漢、唐、宋金、明清時(shí)期喪葬習(xí)俗和社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，提供了一批重要的實(shí)物資料。    本書(shū)可供考古學(xué)、歷史學(xué)研究者及高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生閱讀、參考。

作者簡(jiǎn)介

　　何川，1964年6月出生，重慶市人，日本早稻田大學(xué)工學(xué)博士，現(xiàn)任西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院地下工程系主任、教授、博士生導(dǎo)師。教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程”國(guó)家級(jí)人選、“大型及復(fù)雜交通隧道工程”教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人、四川省有突出貢獻(xiàn)的優(yōu)秀專(zhuān)家、四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人及詹天佑專(zhuān)項(xiàng)科技獎(jiǎng)獲得者。長(zhǎng)期在長(zhǎng)大交通隧道領(lǐng)域開(kāi)展基礎(chǔ)與應(yīng)用性研究工作，先后主持承擔(dān)了863計(jì)劃、973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家火炬計(jì)劃和國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃等國(guó)家及省部級(jí)重大工程研究課題50余項(xiàng)。主要研究方向有：高海拔地區(qū)大型交通隧道修建與營(yíng)運(yùn)技術(shù)；水下隧道及地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論；長(zhǎng)大交通隧道營(yíng)運(yùn)防災(zāi)與節(jié)能控制方法等。在學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文150余篇（其中被SCI和EI收錄55篇），獲授權(quán)國(guó)家專(zhuān)利13項(xiàng)（其中發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)）、國(guó)家軟件著作權(quán)5項(xiàng)；以第一或第二完成人獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，以第一完成人獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。近年來(lái)主持開(kāi)展了多項(xiàng)有關(guān)水下盾構(gòu)隧道的研究課題，包含863計(jì)劃“大型跨江海隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)特征及整體化設(shè)計(jì)方法研究”、973計(jì)劃“復(fù)雜環(huán)境作用下地下結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期安全性及其預(yù)測(cè)方法”、國(guó)家自然科學(xué)基金“大型跨江海盾構(gòu)法隧道施工期流固耦合問(wèn)題研究”、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金“長(zhǎng)大交通隧道建設(shè)與營(yíng)運(yùn)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”以及武漢長(zhǎng)江隧道、南京長(zhǎng)江隧道、獅子洋隧道、重慶長(zhǎng)江排水隧道和滬通鐵路黃浦江隧道等我國(guó)多座大型水下盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)課題?！　埥▌偅?974年10月出生。山東鄆城人，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，2008年獲西南交通大學(xué)橋梁與隧道工程專(zhuān)業(yè)工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)為山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院力學(xué)系講師，主講《隧道工程》和《橋梁結(jié)構(gòu)》等課程，主要研究方向?yàn)槎軜?gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、結(jié)構(gòu)維修與加固等。在核心期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文12篇，其中EI收錄5篇，編寫(xiě)教材1部（副主編）。攻讀博士學(xué)位期間參研了國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金以及針對(duì)武漢長(zhǎng)江隧道、南京長(zhǎng)江隧道等重大工程的多項(xiàng)科研課題?！　√K宗賢，1980年4月出生，祖籍廣東潮州，2009年獲西南交通大學(xué)橋梁與隧道工程專(zhuān)業(yè)工學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)就職于港珠澳大橋管理局，主要從事水下隧道及大橋的工程建設(shè)和科研管理工作。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文10篇，其中EI收錄4篇。曾獲全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽二等獎(jiǎng)、茅以升科技教育基金工程教育學(xué)生獎(jiǎng)。攻讀博士學(xué)位期間參研了國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金以及針對(duì)南京長(zhǎng)江隧道、獅子洋隧道等重大工程的多項(xiàng)科研課題。

書(shū)籍目錄

前言緒言  一、地理位置、自然環(huán)境與歷史沿革  二、墓地歷年來(lái)發(fā)掘概況    (一)百泉墓地    (二)郭柳墓地    (三)山彪墓地  三、此次發(fā)掘基本情況    (一)百泉墓地    (二)郭柳墓地    (三)山彪墓地第一章 百泉墓地第二章 郭柳墓地第三章 山彪墓地第四章 結(jié)語(yǔ)附表后記

章節(jié)摘錄

　　盾構(gòu)法施工的主要過(guò)程是在隧道一端建造豎井或基坑，然后盾構(gòu)從豎井安裝和始發(fā)。周邊土層在盾構(gòu)鋼筒結(jié)構(gòu)保護(hù)下不會(huì)發(fā)生坍塌，前方土體掘削面在盾構(gòu)鋼面板支撐下與艙內(nèi)土壓或泥水壓始終保持壓力平衡和穩(wěn)定。前方采用盾構(gòu)刀盤(pán)開(kāi)挖土體，然后通過(guò)螺旋出土器或?qū)Ｓ娩摴艿缽暮蠓匠鐾?，并同步在盾尾拼裝管片襯砌環(huán)和向土層與襯砌的空隙中高壓注漿。每當(dāng)拼裝完管片襯砌環(huán)就通過(guò)千斤頂推動(dòng)盾構(gòu)前進(jìn)，繼續(xù)進(jìn)行下一循環(huán)作業(yè)?！　〉谝还?jié) 水下盾構(gòu)隧道　　大型水下隧道工程的修建技術(shù)主要有盾構(gòu)法、礦山法和沉埋管段法。礦山法造價(jià)較低但應(yīng)對(duì)突涌水災(zāi)難的能力差，僅適于有安全保障的完整巖質(zhì)深埋水底隧道；沉埋管段法存在問(wèn)題較多，應(yīng)用未能普及。世界上最早的盾構(gòu)法隧道就是為穿越江河而設(shè)計(jì)的，是為克服海底或河底等非常惡劣的地質(zhì)條件而開(kāi)發(fā)的。隨著封閉式盾構(gòu)機(jī)的研制成功，盾構(gòu)法成為了施工最安全、掘進(jìn)速度快、適應(yīng)復(fù)雜地層和地表沉降最小的優(yōu)秀施工工法，已成為當(dāng)今城市和水下隧道工程的主要施工方法?！　《軜?gòu)法具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，施工安全。始終在密閉盾殼的保護(hù)下施工作業(yè)，基本避免了高壓涌水和軟土塌陷等重大施工災(zāi)難的發(fā)生。第二，施工速度快。盾構(gòu)法施工的機(jī)械化程度最高，前方掘進(jìn)、后方出土和安裝管片作業(yè)均可自動(dòng)化。第三，地表沉降小。能夠更好地控制堤壩塌陷和變形，防止擾動(dòng)決堤，前方土體掘削面始終在盾構(gòu)面板保護(hù)下保持與艙內(nèi)土壓或泥水壓的壓力平衡，可以較好地控制地表沉降。

圖書(shū)封面

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