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第1篇 隧道及其施工技术 3

第1章 隧道 3

1.1 隧道概述 3

1.1.1 隧道的发展历程 3

1.1.2 隧道的建设现状 5

1.1.3 隧道的发展历史 7

1.2 隧道分类 9

1.2.1 按照隧道的用途分类 9

1.2.2 按照隧道的长度分类 15

1.2.3 其他分类方式 15

1.3 隧道结构 15

1.3.1 洞身衬砌 15

1.3.2 洞门构造物 17

1.3.3 明洞 18

1.3.4 附属结构 19

第2章 隧道施工技术 21

2.1 隧道施工技术的发展 21

2.2 隧道施工方法 22

2.2.1 明挖法 23

2.2.2 盖挖法 24

2.2.3 暗挖法 25

2.2.4 矿山法 33

2.2.5 新奥地利隧道施工法 34

2.2.6 浅埋暗挖法（浅埋矿山法） 38

2.2.7 沉埋管段法（沉管法） 39

2.2.8 顶管法 41

2.2.9 隧道掘进机施工法 42

2.2.10 全断面法（钻爆法） 43

2.3 隧道全断面开挖法施工工艺 45

2.3.1 全断面开挖法施工工艺 45

2.3.2 台阶法施工工艺 47

2.3.3 环形开挖预留核心土法施工工艺 48

2.3.4 双侧壁导坑法施工工艺 49

2.3.5 超前大管棚施工工艺 50

2.3.6 超前小导管施工工艺 51

2.3.7 喷射混凝土施工工艺 52

2.3.8 锚杆施工工艺 52

2.3.9 钢架（加钢筋网）支护施工工艺 53

2.3.10 帷幕注浆施工工艺 54

2.3.11 隧道二次衬砌防排水施工工艺 55

2.3.12 仰拱及仰拱填充施工工艺 55

2.3.13 拱墙衬砌施工工艺 56

2.4 隧道施工机械的分类 58

参考文献 59

第2篇 非全断面隧道施工机械 63

第3章 隧道开挖设备 63

3.1 风镐 63

3.1.1 概述 63

3.1.2 风镐的分类 65

3.1.3 风镐典型机种的结构与工作原理 66

3.1.4 风镐的使用及注意事项 66

3.2 风钻 67

3.2.1 概述 67

3.2.2 风钻的分类 68

3.2.3 风钻典型机种的结构与工作原理 68

3.2.4 风钻的使用及注意事项 69

3.3 液压凿岩机 70

3.3.1 概述 70

3.3.2 液压凿岩机的分类 73

3.3.3 液压凿岩机的典型结构与工作原理 73

3.3.4 液压凿岩机常用产品的性能指标 75

3.3.5 液压凿岩机的选用原则及计算 76

3.3.6 液压凿岩机的使用及维护 77

3.4 液压破碎锤 82

3.4.1 概述 82

3.4.2 液压破碎锤的分类及常见型号 85

3.4.3 液压破碎锤典型机种的结构与工作原理 87

3.4.4 液压破碎锤常用产品性能指标 89

3.4.5 液压破碎锤的选用原则 90

3.4.6 液压破碎锤的使用及维护 91

3.5 液压凿岩台车 92

3.5.1 概述 92

3.5.2 液压凿岩台车典型产品的结构组成及工作原理 98

3.5.3 液压凿岩台车常用设备参数简介 102

3.5.4 液压凿岩台车主要技术参数的选择 106

3.5.5 液压凿岩台车的故障 107

3.6 悬臂式掘进机 109

3.6.1 概述 109

3.6.2 悬臂式掘进机行业标准及分类 113

3.6.3 悬臂式掘进机典型产品的结构组成及工作原理 122

3.6.4 悬臂式掘进机常用产品性能指标 129

3.6.5 悬臂式掘进机主要技术参数的选择 129

3.6.6 悬臂式掘进机操作与安装维护 131

3.7 水平定向钻机 138

3.7.1 概述 138

3.7.2 水平定向钻机典型产品的结构组成及工作原理 140

3.7.3 水平定向钻机常用设备性能简介 144

3.7.4 水平定向钻机施工造价构成及主要影响因素 147

3.7.5 水平定向钻机的保养 148

第4章 隧道支护施工设备 150

4.1 混凝土喷射机 151

4.1.1 概述 151

4.1.2 混凝土喷射机的分类 154

4.1.3 混凝土喷射机的典型结构及工作原理 158

4.1.4 湿式混凝土喷射机的主要优点及存在的问题 162

4.1.5 混凝土喷射机常用装备的性能指标及选用原则 165

4.1.6 混凝土喷射机的选用 计算 166

4.1.7 混凝土喷射机的使用规则 166

4.1.8 典型混凝土喷射机组——TTPJ3012A机组的结构组成 167

4.1.9 典型混凝土喷射机组——TPJ3012A的安全防护及管理措施 176

4.1.10 典型混凝土喷射机组——TTPJ3012A的操作说明 177

4.1.11 典型混凝土喷射机组——TTPJ3012A的维护和保养 194

4.2 喷浆机器人 204

4.2.1 概述 204

4.2.2 机器人的本体设计种类 205

4.2.3 喷浆机器人的典型结构及工作原理 207

4.2.4 喷浆机器人常用装备的性能指标 208

4.2.5 国产喷浆机器人产品工况和系统设计 208

4.3 锚杆台车 212

4.3.1 概述 212

4.3.2 锚杆的种类 216

4.3.3 锚杆台车的组成及支护作用机理分析 217

4.3.4 典型锚杆钻车的结构与工作原理 218

4.4 衬砌台车 232

4.4.1 概述 232

4.4.2 衬砌台车的种类及工作原理 238

4.4.3 衬砌台车的受力分析 245

4.4.4 衬砌台车的问题剖析及使用 246

参考文献 249

第3篇 全断面隧道施工机械 253

第5章 全断面岩石掘进机 253

5.1 概述 253

5.1.1 定义 253

5.1.2 TBM的功用 254

5.1.3 TBM的发展历程和历史沿革 254

5.1.4 TBM国内外发展现状 256

5.2 敞开式TBM的结构及原理 262

5.2.1 水平支撑结构与X形支撑结构的不同点 262

5.2.2 敞开式TBM的结构组成及工作原理 264

5.2.3 敞开式TBM的选用原则 267

5.3 护盾式TBM典型产品的结构组成及工作原理 269

5.3.1 单护盾TBM 269

5.3.2 双护盾TBM 284

5.3.3 双护盾TBM的掘进原理及选型计算 307

5.4 TBM设备选型 313

5.4.1 TBM设备选型原则 313

5.4.2 TBM设备选型需考虑的因素 314

5.5 TBM的安全使用、维修和常见故障排除方法 316

5.5.1 TBM的安全使用 316

5.5.2 TBM的维修 319

5.5.3 TBM常见故障及排除方法 332

5.6 TBM应用实例 335

5.6.1 TBM的国外应用实例 335

5.6.2 TBM的国内应用实例 340

5.6.3 TBM工程故障典型案例 346

第6章 盾构机 374

6.1 概述 374

6.1.1 盾构机的定义 374

6.1.2 盾构机的功用 375

6.1.3 盾构机的发展历程 375

6.1.4 盾构机的国内发展现状 375

6.1.5 盾构机的国外发展现状 377

6.1.6 盾构机的国内外发展趋势 378

6.2 盾构机的分类 380

6.2.1 按挖掘土体的方式分类 380

6.2.2 按挖掘面的挡土形式分类 381

6.2.3 按加压稳定掘削面的形式分类 382

6.3 按挖掘土体方式分类的盾构机典型产品 384

6.3.1 手掘网格盾构机 384

6.3.2 半机械式盾构机 386

6.3.3 机械式盾构机 387

6.4 按掘削面挡土形式分类的盾构机典型产品 388

6.4.1 开放式盾构机 388

6.4.2 部分开放式盾构机 390

6.4.3 封闭式盾构机 392

6.5 按加压稳定掘削面形式分类的盾构机典型产品 393

6.5.1 气压式盾构机 393

6.5.2 泥水加压式盾构机 395

6.5.3 土压平衡式盾构机 405

6.5.4 加水土压盾构机 421

6.5.5 泥浆式盾构机 422

6.5.6 加泥土压盾构机 426

6.6 复合盾构机 427

6.6.1 复合盾构机的结构组成及工作原理 427

6.6.2 常用产品性能指标 431

6.7 盾构机的维护保养和常见故障排除 432

6.7.1 盾构机安全使用规程 432

6.7.2 盾构机的维护保养 436

6.7.3 盾构机常见故障诊断与排除方法 437

第7章 异形断面隧道盾构 441

7.1 异形断面隧道盾构工法 441

7.1.1 圆形隧道改进的异形盾构工法 442

7.1.2 非圆隧道的异形盾构工法 444

7.1.3 异形盾构的其他工法 449

7.2 异形盾构的特点 450

7.2.1 异形盾构的功用及特点 450

7.2.2 异形盾构国内外发展 451

7.2.3 异形盾构的结构组成 453

7.3 异形盾构产品及应用 454

7.3.1 复圆形盾构产品 454

7.3.2 非圆异形盾构产品 455

7.4 异形盾构的选型 461

7.4.1 异形盾构选型原则 461

7.4.2 异形盾构选型依据及步骤 461

7.4.3 异形盾构选型的具体内容 462

7.4.4 异形盾构关键参数的计算 466

7.5 维护及故障排除 466

7.5.1 维护保养 466

7.5.2 故障排除 468

参考文献 470

第4篇 其他机械及辅助设备 475

第8章 顶管机 475

8.1 概述 475

8.2 顶管机的分类及工作原理 477

8.2.1 顶管机的分类 477

8.2.2 顶管机的工作原理 477

8.3 顶管机的选型与计算 480

8.4 国产顶管机典型产品简介 483

8.5 顶管机的安全使用 484

8.6 顶管机的维护保养和常见故障排除 485

第9章 隧道施工辅助机械 489

9.1 防水板铺设台车 489

9.1.1 概述 489

9.1.2 防水板铺设台车的工作原理与结构组成 490

9.1.3 防水板铺设台车的选用原则 491

9.1.4 防水板铺设台车在工程中的实际运用 491

9.2 拱架安装车 493

9.2.1 概述 493

9.2.2 拱架安装车研制的关键技术 495

9.2.3 拱架安装车的结构组成 496

9.2.4 拱架安装车常用产品的性能参数 496

9.3 隧道施工除尘设备 497

9.3.1 概述 497

9.3.2 喷雾降尘设备 499

9.3.3 通风排尘设备 503

9.4 轮式重载液压转运设备 508

9.4.1 概述 508

9.4.2 轮式重载液压转运设备的分类及常见型号 511

9.4.3 轮式重载液压转运设备的典型结构及工作原理 511

9.4.4 轮式重载液压转运设备常用产品的性能指标 514

9.5 装碴运输机械 515

9.5.1 概述 515

9.5.2 装碴运输机械的分类及常见型号 515

9.5.3 装碴运输机械的典型结构及工作原理 519

9.5.4 装碴运输机械常用产品性能指标 520

9.5.5 装碴运输机械的维护及保养 521

9.6 隧道式架桥机 522

9.6.1 概述 522

9.6.2 隧道式架桥机的典型结构及工作原理 522

9.6.3 隧道式架桥机常见型号及产品性能指标 524

9.6.4 隧道式架桥机组装流程及安全注意事项 526

9.7 盾构管片模具 527

9.7.1 概述 527

9.7.2 盾构管片模具的典型结构及工作原理 527

9.7.3 盾构管片模具的操作规范 528

9.7.4 盾构管片模具的保养与维修 530

参考文献 531

附录 隧道典型产品 533

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