复合地层盾构施工量化控制技术

盾构/TBM施工数据量巨大，是典型的大数据问题。从控制论的角度来说，地下信息的共享和利用越充分，基于地下信息的规律预测越精确，相应的超前控制措施越有效。由南京工业大学、中交第一公路工程局有限公司、中交隧道工程局有限公司、江苏省岩土工程公司、南京坤拓土木工程科技有限公司、江苏省地质矿产局第一地质大队组成的课题组，选择“土压平衡盾构穿越安山岩复合地层施工定量控制技术”这一工程难题作为攻关对象，紧密结合工程实际，全面系统地总结了土压平衡盾构掘进安山岩复合地层时的施工参数量化控制方法，撰写成这本系统专著。 本书系统阐述了安山岩复合地层围岩分级、掘进参数定量控制模型的计算、优化与应用方法、同步注浆与碴土改良工艺参数的控制措施等实践成果。在参数量化分析方面，创造性地提出了在掌子面内进行等效平均的“等效岩体基本质量指标”，并借鉴了《工程岩体分级标准》中的“共性提升”的方法，改进了施工参数统计分析的方法，提出了掘进参数的通用预测方法，有效提高了统计分析成果的普适性。在辅助工艺参数控制方面，将成本分析与性能指标定量预测相结合，有效提高了实际操作中注浆材料和碴土改良的配比工作效率。在施工参数动态优化方面，以参数量化分析成果为基础，创造性地提出以掘进效率特征值为最优控制目标的掘进参数优化算法，通过巧妙、简便的计算实现施工参数的动态优化，丰富了盾构智能控制技术。另外，本书也介绍了绿色施工、测量控制等方面新颖、扎实的工作成果。 总之，本书建立了一套完整、清晰、理论联系实际的技术脉络，并在工程实践中得到了成功的应用，有重要的学术创新和新的应用突破，克服了目前施工技术研究碎片化、离散化的不足，进一步丰富了隧道施工智能控制技术。由中国公路学会组织的评价专家组认为，成果总体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。

第1章 绪论 1.1 工程概况 1.1.1 工程背景 1.1.2 地层及场地条件 1.2 工程难点 1.3 国内外研究现状 1.3.1 盾构选型研究进展 1.3.2 盾构掘进参数预测方法研究进展 1.3.3 盾构渣土改良技术研究进展 1.3.4 注浆材料及工艺研究进展 1.3.5 盾构施工参数优化研究进展 1.4 研究内容 1.4.1 总体思路 1.4.2 技术方案 1.5 创新点 1.6 研究意义 第2章 盾构机选型研究 2.1 工程重点难点分析 2.2 选型依据 2.3 盾构机组成及主要参数 2.4 盾构机刀盘及刀具选型研究 2.5 机电设备选型研究 2.5.1 驱动系统 2.5.2 推进系统 2.5.3 螺旋输送机 2.5.4 渣土改良系统 2.5.5 耐磨措施 2.5.6 双室人闸系统 2.5.7 皮带输送机 2.5.8 管片运输设备 2.5.9 拼装机 2.5.10 土压控制系统 2.5.11 注浆系统 2.5.12 盾尾密封系统 2.6 盾构机适应性分析 2.7 类似工程盾构机选型成功案例 2.8 本章小结 第3章 盾构穿越复合地层掘进参数定量预测方法研究 3.1 工程概况 3.1.1 地质条件 3.1.2 地质分段 3.1.3 掘进参数的获取与分段统计 3.2 掘进参数回归分析方法研究 3.2.1 方法原理 3.2.2 分析步骤 3.2.3 针对非线性扩充子集的逐步回归方法 3.3 自变量选取方法研究 3.3.1 因子分析原理 3.3.2 单层主因子分析方法 3.3.3 自变量分层选取方法