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《复合地层盾构设计概论》作为一部公开出版的关于盾构机组研发与设计的专著，深入论述了复合盾构的设计原理和方法，内容全面系统，涉及的专业和系统较多，技术领域跨度较大，具有较高的技术价值，可供我国研发具有自主知识产权盾构机组的科技人员参考。

内容简介

《复合地层盾构设计概论》为我国公开出版的一部关于盾构机组研发与设计的专著，深入论述了复合盾构的设计原理和方法，内容全面系统，涉及专业和系统多，技术领域跨度大，具有较高的参考价值。
全书共分10章，分别为隧道盾构工法的发展，复合地层盾构机组的分类及其属性，复合地层盾构机组几何设计及其基础资料，复合地层盾构机破岩机理与刀具设计，盾壳和刀盘结构设计，主轴承设计，刀盘驱动装置，盾构液压推进系统，液压、供电、控制系统及其他部分。
《复合地层盾构设计概论》可供我国研发具有自主知识产权盾构机组的科技人员参考。

目录

第1章 隧道盾构工法的发展
1.1 概述
1.2 国内盾构工法的发展
1.2.1 我国隧道状况
1.2.2 我国盾构工法的发展
1.3 复合地层盾构机组的发展历程
1.3.1 广州地铁一号线的经验与教训
1.3.2 复合地层盾构
1.4 复合地层的工程地质与水文地质
1.4.1 广州地区的地质构造与地层分布
1.4.2 广州地区水文地质特征
1.4.3 广州地区工程地质和水文地质评价

第2章 复合地层盾构机组的形式及其属性
2.1 全断面隧道掘进机组
2.1.1 适合不同地层的隧道掘进机组
2.1.2 适合开挖各种抗压强度岩石的隧道掘进机组
2.2 复合地层盾构机组的属性
2.2.1 工程的环境条件
2.2.2 工程地质及水文地质
2.2.3 工程的线路平面、纵剖面、横剖面及衬砌管片结构设计条件
2.3 围岩强度与复合地层盾构机组施工
2.3.1 复合地层盾构机组对工程地质及水文地质的适应性
2.3.2 复合地层盾构机组对隧道土压的适应性

第3章 复合地层盾构机组几何设计及其基础资料
3.1 复合地层盾构机组的主要组成
3.1.1 盾构主体主要组成
3.1.2 后配套台车的主要配置
3.2 盾构主体盾壳各功能段的划分
3.2.1 切口环的功能
3.2.2 支承环的功能
3.2.3 盾尾的功能
3.3 盾构主体的几何设计
3.3.1 盾壳的外径
3.3.2 盾构主体的总长度
3.4 中折装置
3.4.1 中折装置的功能
3.4.2 中折装置的结构
3.5 盾尾密封装置
3.5.1 盾尾密封装置的功能及设计技术要求
3.5.2 盾尾密封装置结构
3.5.3 刷式密封件
3.6 设计的基础资料
3.6.1 地层稳定性、破岩机理分析的工程地质及水文地质资料
3.6.2 工程设计图纸

第4章 复合地层盾构机组破岩机理与刀具设计
4.1 破岩方式及破岩机理概述
4.1.1 切削破岩机理
4.1.2 滚压破岩机理
4.2 切刀的设计与应用
4.2.1 切刀的设计
4.2.2 切刀在复合地层中的应用
4.3 盘形滚刀的设计与应用
4.3.1 滚刀的种类
4.3.2 盘形滚刀刀刃形式及标准规格
4.3.3 典型盘形滚刀组的结构形式
4.3.4 滚刀的选材
4.3.5 盘形滚刀组合密封的设计
4.3.6 盘形滚刀轴承的选择与计算
4.3.7 典型盘形滚刀的装配与调整
4.4 复合地层盾构机组刀盘刀具的配置
4.4.1 刀盘刀具配置
4.4.2 盘形滚刀的直径和刀间距的选择

第5章 盾壳和刀盘结构设计
5.1 盾壳的设计荷载
5.1.1 垂直土压力和水平土压力
5.1.2 水压力
5.1.3 自重
5.1.4 上覆荷载
5.1.5 变向荷载
5.1.6 开挖面前方压力
5.1.7 刀盘装备扭矩
5.1.8 刀盘驱动装置装备功率的确定
5.1.9 装备总推力的确定
5.1.1 0其他荷载
5.2 盾壳结构设计
5.2.1 盾壳结构的设计原则和基本理论
5.2.2 盾壳结构设计方法
5.2.3 软土地层盾构机组的盾壳材料
5.2.4 复合地层盾构机组的盾壳材料
5.2.5 特殊环境下的盾壳选材
5.3 盾壳结构设计的许用应力
5.3.1 盾壳结构的许用应力
5.3.2 几种常用典型钢材牌号建议采用的许用应力
5.4 刀盘设计
5.4.1 刀盘的结构形式
5.4.2 刀盘的支承方式
5.4.3 刀盘结构设计

第6章 主轴承设计
6.1 刀盘主轴承的特点
6.1.1 刀盘支承的主要形式
6.1.2 刀盘主轴承的工作特点
6.1.3 刀盘主轴承的形式选择
6.2 作用于刀盘主轴承的荷载分析
6.2.1 作用于刀盘主轴承的荷载
6.2.2 刀盘主轴承设计计算荷载参数的确定
6.3 径向圆柱滚子轴承与轴向推力圆柱滚子轴承组合型刀盘主轴承的设计
6.3.1 组合型刀盘主轴承主要形式
6.3.2 组合型刀盘主轴承的设计
6.3.3 径向基本额定动荷载Cr和轴向基本额定动荷载Ca的计算
6.3.4 径向基本额定静荷载C0r和轴向基本额定静荷载C的计算
6.3.5 接触应力的验算
6.4 组合型刀盘主轴承固定螺栓组的设计
6.4.1 组合型刀盘主轴承在组合装配时固定螺栓组的预紧要求
6.4.2 固定螺栓组的设计计算
6.4.3 固定螺栓螺母材料选择
6.4.4 固定螺栓组连接紧固扳手作业空间要求
6.5 组合型刀盘主轴承材料选择和主要零部件硬度要求
6.5.1 组合型刀盘主轴承材料选择
6.5.2 组合型刀盘主轴承主要零部件硬度要求
6.6 组合型刀盘主轴承的密封设计
6.6.1 组合型刀盘主轴承密封的功能
6.6.2 组合型刀盘主轴承密封的形式及选择
6.6.3 组合型刀盘主轴承密封设计
6.7 润滑剂的选择
6.7.1 润滑剂选择的原则
……
第7章 刀盘驱动装置
第8章 盾构液压推进系统
第9章 液压、供电、控制系统
第10章 其他部分
参考文献

精彩书摘

1.3.1 广州地铁一号线的经验与教训
20世纪90年代初，广州地铁一号线开始建设，在开展工程初步设计前，做了线路埋深及工法专题论证报告。专题论证报告针对广州地铁一号线通过的地层大部分为软硬不均的地层，且大部分为富水地层的情况，做出了岩石全断面隧道联合掘进机组及双护盾全断面隧道联合掘进机组（TBM）均不适应广州地铁区间隧道的工程地质及水文地质条件的结论，另外结合委内瑞拉加拉加斯地铁区间隧道施工盾构（混合盾构）工法的经验，初步提出了广州地铁区间隧道应采用盾构工法进行施工。
1993年底广州地铁一号线动工建设，在15个区间隧道工法选择上，决定大部分处于软弱地层的六个区间隧道采用盾构工法。黄沙站至长寿路站、长寿路站至陈家祠站区间隧道全部处于富水软弱地层，陈家祠站至西门口站、西门口站至公园前站区间隧道大部分处于富水软弱地层，局部地段出现岩石抗压强度不高的白垩系红层，因此采用了两台日本软土泥水加压式盾构机组进行施工，较为顺利地完成了任务；公园前站至农讲所站、农讲所站至烈士陵园站两个区间隧道大部分处于岩石抗压强度不高的白垩系红层，因此采用了一台日本软土土压平衡盾构机组施工，采用在隧道内调头掘进方式完成了这两个区间两条单线单洞隧道施工。在施工过程中发现软土土压平衡盾构机组并不适应这种复合地层施工，其主要问题包括掘进速度慢、工效低，主传动系统主要零部件强度损坏等。

前言/序言

　　当前我国进入经济高速发展时期，在铁路、公路、城市轨道交通、市政道路、水利水电、油气输送工程中，包括大江大河与海峡通道处，都要修建隧道，因而促进了我国盾构工法的应用与发展，使我们积累了相当丰富的工程经验，并总结形成了许多有价值的理论。
　　盾构机组特别是复合地层盾构机组，其设计与制造能力是一个国家装备制造业综合水平的反映。目前我国隧道工程中使用的盾构机，大部分仍需花费大量的外汇引进，有的虽能联合制造，但关键技术仍受制于国外，因此研发具有我国自主知识产权的盾构机组迫在眉睫。
　　本书作者陈韶章先生，系广州市地下铁道总公司教授级高级工程师，自1969年起就参与全断面隧道联合掘进机组和盾构机的研究与设计，特别是在广州市地下铁道总公司工作期间，组织了广州地铁复合地层盾构工程中几乎所有的重大技术方案制订工作，积累了大量的盾构技术工程应用经验，对该领域的设计理论和工法应用都进行过深入研究。
　　本书作者洪开荣先生，系中铁隧道集团有限公司教授级高级工程师，自1999年以来一直从事盾构工法工程实践，先后参加了八项盾构隧道（包括城市地铁隧道、过江交通隧道、跨海输气隧道等，直径从3.2 4m到6.3 m、11.2 m不等）工程施工，积累了丰富的工程经验，他还参与了国家“863”计划有关盾构机组技术的研发工作。
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