洪开荣（1965～），男，博士，教授级高级工程师，中铁隧道集团有限公司总工程师，盾构及掘进技术国家重点实验室主任。现任中国土木学会隧道及地下工程分会常务理事、秘书长，中国岩石力学与工程学会常务理事，《隧道建设》期刊编委会副主任。
　　编者长期从事隧道及地下工程的技术研究和管理工作，先后主持了太平驿引水隧洞的岩爆防治技术、我国首座地下储气洞库修建技术、浅埋跨江越海隧道建设技术、高速铁路特长水下隧道修建技术、城市地铁大型暗挖车站修建技术等重大课题的研究工作。提出的复合盾构理念与方法，极大地推动了我国地铁修建技术的进步，并持续推进我国盾构技术的自主创新和产业化发展；提出的水下浅埋大跨互通立交隧道的施工技术以及目标型注浆方法与工艺，保障了我国首座钻爆法海底隧道和首座水下立交互通隧道的顺利建成。先后参加了我国铁路、公路、水电、地铁与市政等重难点隧道工程建设，公开发表论文30余篇，并出版专著8本，获国家科技进步一等奖一项、二等奖一项，省部级科技进步奖一等奖两项。获第七届詹天佑青年奖和第九届詹天佑成就奖，2006年获国务院政府特殊津贴。

　　《高速铁路特长水下盾构隧道施工技术》以广深港高速铁路狮子洋水下隧道工程施工技术为基础，以大量工程建设中的数据、经验和教训为依托，全面客观地对高速铁路特长水下盾构隧道施工技术进行分析、总结和提升，提出一些理念与原则，对今后我国跨江越海长大隧道工程建设具有一定的指导意义。
　　《高速铁路特长水下盾构隧道施工技术》共分9章，主要内容有：狮子洋水下隧道工程地质特点及盾构选型、大直径泥水盾构及设备配套、现场组装与始发、水下盾构隧道结构力学特征分析、施工期管片上浮及控制、盾构掘进引起地层变形与控制技术、高磨耗性地层盾构刀具比选与减压限排换刀技术和泥水盾构掘进控制与对接技术。
　　《高速铁路特长水下盾构隧道施工技术》可供隧道及地下工程修建中的设计、施工、科研等技术人员及广大师生使用和学习。

　　（1）工程地质
　　根据提供的隧道工程地质资料，综合分析隧道围岩岩性和级别，选择合适的盾构类型，确保施工安全可靠，确保地面建筑物的安全，确保施工进度目标的实现。不同类型的盾构适应的地质范围不同，所选择的盾构要求既能适应地质条件，又能保持开挖面稳定。
　　1）根据围岩岩性和级别进行盾构选型是隧道施工中盾构选型的常用方法。
　　土压平衡盾构是依靠推进油缸的推力将刀盘切人开挖面，并将带有压力的压缩空气注入开挖面，以平衡开挖面的水土压力，达到开挖面的稳定，土压平衡盾构又称EPB模式。主要适用于粉土、粉质黏土、淤泥质粉土、粉砂层等黏稠土体的施工。掘进时，由刀盘切削下来的土体进入土仓后由螺旋输送机输出，在螺旋机内形成压力梯降，保持土仓压力稳定，使开挖面处于稳定。盾构向前推进的同时，螺旋机排土，使排土量等于开挖量，即可使开挖面的地层始终保持稳定。当渣土中的含砂量超过某一限度时，渣土的塑流性明显变差，土仓内的土体因固结作用而被压密，导致渣土难以排送，需向土仓内添加膨润土、泡沫或聚合物等添加剂，以改善渣土的流塑性。
　　对于砂卵石地层，由于粉砂土及黏土含量少，开挖面在刀盘的扰动下易坍塌，采用一般的土压平衡盾构已经不能满足这种地层的需要，必须采取辅助措施，注入足够数量的添加剂，进行渣土改良，或者选择泥水平衡式盾构。
　　泥水盾构利用循环悬浮液的体积对泥浆压力进行调节和控制，采用膨润土悬浮液（俗称泥浆）作为支护材料。开挖面的稳定是通过将泥浆送入泥水仓内，在开挖面上用泥浆形成不透水的泥膜，通过泥膜表面扩张作用，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力。开挖的土砂以泥浆形式输送到地面，通过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整，再输送到开挖面。泥水平衡盾构从某种意义上说在隧道开挖面平衡方面比土压平衡盾构优越。
　　2）从隧道围岩的颗粒级配关系曲线进行盾构选型，也是一个佷重要的因素。
　　一般来说，细颗粒含量多，渣土易形成不透水的流塑体，容易充满土仓的每个部位，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的渣土流塑性差，实现土压平衡困难。
　　目前常用的盾构类型与颗粒级配的关系曲线如图2-2所示，图中左边白颜色区域为卵石砾石粗砂区，为泥水盾构适用的颗粒级配范围。右边白颜色区域为细砂淤泥黏土区，为土压平衡盾构适用的颗粒级配范围。
　　因此隧道工程的盾构选型，一个重要方面就是工程地质关于围岩颗粒级配试验的数据资料，从图2-2显示的工程围岩取样样件1和样件2可以看出级配曲线优势于泥水盾构。
　　3）根据工程地质进行盾构选型，如上所述，概念上有所区别，但是在一定条件下这种区别是可以统一的。
　　比如在北京、成都砂卵石比例很大的情况下，根据上述选型原则，泥水盾构更加适合工程，但是对传统土压平衡盾构进行性能改造的情况下还是可以适应的，可以加入足够量的膨润土、泡沫剂、水等复制渣土改良剂，使盾构掘进的渣土呈流塑性，这样土压平衡盾构也是可以完全胜任这种地质状况的。北京地铁采用土压平衡盾构进行施工的标段成功实例也不少。又如上海、南京地层基本以砂土、淤泥为主，非常适合土压平衡盾构掘进，但是采用泥水盾构，引入高性能的泥水分离设备，施工也是非常顺利的。
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1 概述
1.1 工程背景
1.2 工程概况
1.3 工程的主要特点及难点

2 狮子洋水下隧道工程地质特点及盾构选型
2.1 狮子洋水下隧道地层特点
2.2 狮子洋水下隧道盾构选型
2.3 狮子洋水下隧道盾构选型的基本功能要求

3 狮子洋水下隧道盾构及设备配套
3.1 气垫式泥水盾构
3.2 泥水处理系统
3.3 管片模具
3.4 本章小结

4 大直径泥水盾构现场组装与始发
4.1 泥水盾构组装
4.2 泥水盾构调试
4.3 泥水盾构始发
4.4 泥水盾构使用中适应性改造
4.5 本章小结

5 水下盾构隧道结构力学特征分析
5.1 管片结构设计基本方法
5.2 管片结构力学特征分析
5.3 水下盾构隧道二次衬砌必要性分析
5.4 本章小结

6 大直径泥水盾构施工期管片上浮及控制
6.1 狮子洋水下隧道管片设计和生产情况
6.2 管片上浮机理分析与上浮量计算
6.3 施工过程模拟计算
6.4 狮子洋水下隧道管片上浮量监测与分析
6.5 管片上浮控制措施及结果
6.6 本章小结

7 大直径泥水盾构掘进引起地层变形与控制技术
7.1 泥水盾构掘进引起的地表隆沉机理
7.2 泥水盾构施工地表沉降变化规律及影响因素
7.3 盾构施工土体水平位移监测结果与分析
7.4 软土地层的沉降控制
7.5 本章小结

8 高磨耗性地层盾构刀具比选与减压限排换刀技术
8.1 狮子洋水下隧道地层的磨蚀性
8.2 刀具磨损原因分析及对策
8.3 不同地段刀具抗磨损性比选
8.4 高水压条件下的进仓换刀技术
8.5 本章小结

9 大直径泥水盾构掘进控制与对接技术
9.1 狮子洋泥水盾构掘进流程与模式选择
9.2 盾构掘进控制
9.3 泥浆参数设置及质量控制
9.4 对接技术
9.5 盾构洞中解体与运输
9.6 本章小结

参考文献