水下隧道盾构检测与维修技术

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。

姚占虎，教授级不错工程师。现任中交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靠前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，获得国家专利30余项。

章 绪论
1.1 水下盾构隧道概述
1.1.1 水下盾构隧道工程发展史
1.1.2 水下盾构隧道施工技术发展趋势
1.1.3 国内水下盾构隧道发展存在问题
1.2 泥水气压平衡盾构
1.2.1 泥水气压平衡盾构发展
1.2.2 泥水气压平衡盾构工作原理
1.3 盾构刀具可视化检测技术研究现状
1.3.1 盾构刀具磨损研究现状
1.3.2 近景摄影测量技术研究现状
1.4 盾构检修现状
第2章 泥水平衡盾构气压条件下饱和法开舱技术
2.1 研究背景
2.2 设备研究
2.2.1 生命保障系统
2.2.2 穿梭舱
2.2.3 盾构人闸
2.2.4 穿梭舱运输和快速对接设备
2.2.5 其他配套附属设备
2.3 人员配置及职责
2.3.1 饱和法开舱作业主要人员配置及职责
2.3.2 饱和法开舱作业辅助工作人员配置及职责
2.4 工作面支护压力确定
2.4.1 经验系数法
2.4.2 整体稳定分析模型计算
2.4.3 开舱试验确定
2.5 泥浆及闭气泥膜形成
2.5.1 泥膜闭气性测试实验装置与方法
2.5.2 不同性质泥膜的形成及闭气实验
2.5.3 泥膜的闭气性评价指标
2.5.4 泥膜闭气机理分析
2.5.5 闭气泥膜形成技术
2.5.6 泥膜质量检测和失效修复
2.6 饱和法开舱作业呼吸气体及开舱作业
2.6.1 饱和法开舱作业呼吸气体种类
2.6.2 生活舱气体供应种类
2.6.3 饱和法开舱作业
2.7 医疗保障
2.7.1 进舱作业人员选拔
2.7.2 进舱作业前体检
2.7.3 舱内作业人员职业健康管理
2.7.4 气压条件下饱和法作业减压病
2.8 风险管理
2.8.1 编制专项方案
2.8.2 风险因素识别
2.8.3 风险评价
2.8.4 饱和法开舱作业主要风险管理和应对措施
第3章 水下隧道盾构盾尾刷更换技术
3.1 水下隧道盾构盾尾刷失效原因分析
3.2 水下隧道盾构盾尾刷更换方案
3.3 注浆止水盾尾刷更换技术
3.3.1 注浆止水盾尾刷更换总体方案
3.3.2 特殊管片设计
3.3.3 同步注浆封堵止水
3.3.4 二次补强注浆封堵止水
3.3.5 特殊管片环注浆封堵止水
3.3.6 盾体前端压注聚氨酯封堵
3.3.7 注浆封堵效果检测
3.3.8 注浆止水盾尾刷更换施工
3.3.9 盾尾渗漏应急措施
3.4 冻结法盾尾刷更换技术
3.4.1 盾尾刷更换方案比选
3.4.2 液氮冻结法设计方案
3.4.3 冻结孔施工
3.4.4 冻结管路安装
3.4.5 冻结期温度监测
3.4.6 盾尾刷更换
3.5 安全施工保证措施
3.5.1 作业平台搭设安全保证措施
3.5.2 钻孔施工安全保证措施
3.5.3 冻结管路安装作业安全保证措施
3.5.4 液氮冻结施工安全保证措施
第4章 盾构刀具可视化检测技术装置
4.1 盾构刀具可视化检测设计思路
4.1.1 系统功能与设计思路
4.1.2 系统关键技术
4.2 盾构刀具可视化检测装置
4.2.1 摄影装置
4.2.2 推进装置
4.2.3 冲洗装置
4.2.4 密封试验
第5章 盾构刀具磨损分析
5.1 盾构精密三维模型构造
5.1.1 构建盾构模型的基础框架
5.1.2 三维模型精细化处理
5.2 检测影像数据姿态解算
5.2.1 相机标定
5.2.2 姿态解算
5.3 空间场景结构恢复
5.3.1 图像锐化
5.3.2 直方图均衡
5.3.3 阈值分割
5.3.4 Canny边缘检测
5.4 盾构刀具可视化检测软件
5.4.1 软件设计
5.4.2 软件功能与流程
5.4.3 定向点采集界面
5.4.4 图像处理操作
5.4.5 三维视图操作
第6章 盾构刀具可视化检测系统操作规程
6.1 后视系统操作规程
6.1.1 准备工作
6.1.2 安装后视系统
6.1.3 成像采集数据
6.1.4 安全退回并拆卸
6.2 前视系统操作规程
6.2.1 准备工作
6.2.2 安装前视系统
6.2.3 成像采集数据
6.2.4 安全退回拆卸
第7章 工程应用案例
7.1 南京纬三路过江通道概况
7.1.1 地理位置
7.1.2 施工地质和水文环境
7.1.3 项目特点
7.2 南京纬三路过江通道盾构选型与配置
7.3 南京纬三路过江通道盾尾刷更换背景
7.4 盾构刀具磨损检测应用
7.4.1 盾构磨损检测应用背景
7.4.2 次测试
7.4.3 第二次测试
7.4.4 第三次测试
参考文献