复杂地质与环境条件下隧道建设关键技术丛书 水下隧道盾构检测与维修技术
作者： 姚占虎，石振明，石新栋 著
出版时间： 2019年版
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。
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