盾構(gòu)法在地下工程中應(yīng)用廣泛，但具有極強(qiáng)的地層適應(yīng)性差的局限性，需要針對特殊地層進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。大粒徑漂石砂卵石地層是盾構(gòu)法施工的世界性難題，盾構(gòu)在該地層中掘進(jìn)時，由于土體塑流性差，土體在土倉內(nèi)無法及時排出，時常出現(xiàn)盾構(gòu)推力、刀盤扭矩異常增大，卡刀具刀盤，推進(jìn)速度極其緩慢甚至卡機(jī)。同時，由于土倉土體顆粒之間為點(diǎn)對點(diǎn)傳力，支護(hù)壓力不能有效地施加到開挖面，極易出現(xiàn)地表沉降超限、塌方等事故。
成都地鐵4號線二期西延線區(qū)間隧道盾構(gòu)掘進(jìn)遇到的主要問題為高強(qiáng)度大粒徑的漂石處理困難、富水大漂石砂卵石地層掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定困難、刀盤刀具磨損嚴(yán)重、渣土改良難、超出土導(dǎo)致地表塌陷事故等。
因此，本書依托成都地鐵4號線二期西延線盾構(gòu)區(qū)間隧道，開展高富水大漂石砂卵石地層區(qū)間隧道土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究有其重要意義。通過該技術(shù)的研究，解決現(xiàn)場盾構(gòu)掘進(jìn)難題，保證工程進(jìn)度，節(jié)約工程成本，推動漂石砂卵石地層盾構(gòu)法施工技術(shù)水平的進(jìn)步，并推廣應(yīng)用，以期產(chǎn)生良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。
本書的主要研究內(nèi)容如下：
（1）高富水大漂石砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)選型技術(shù)
在分析漂石砂卵石地層對盾構(gòu)性能的要求和盾構(gòu)選型要點(diǎn)基礎(chǔ)上，建立高富水大漂石砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)選型技術(shù)，并針對漂石砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，包括盤刀具耐磨、防泥餅及渣土改良、螺旋輸送機(jī)防噴涌及耐磨設(shè)計(jì)。分析漂石砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)卡機(jī)原因，提出刀盤脫困方法和卡機(jī)防止新技術(shù)，并研究內(nèi)凹式盾構(gòu)機(jī)刀盤螺旋輸送機(jī)組合大漂石處理裝置。
（2）高富水大漂石砂卵石地層盾構(gòu)掘進(jìn)控制技術(shù)
在分析盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)及其相互關(guān)系基礎(chǔ)上，盾構(gòu)掘進(jìn)速度及刀盤扭矩計(jì)算公式，基于ANN-GA聯(lián)合的土壓平衡盾構(gòu)進(jìn)行施工參數(shù)優(yōu)化。
（3）高富水大漂石砂卵石地層盾構(gòu)刀具磨損與換刀技術(shù)
在統(tǒng)計(jì)分析刀具磨損和磨損系數(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行刀盤刀具的優(yōu)化配置，提出換刀技術(shù)。
（4）高富水大漂石砂卵石地層盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良技術(shù)
在分析目前渣土改良的不足的基礎(chǔ)上，提出土體改良試驗(yàn)方案，包括試驗(yàn)材料、試驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)儀器及設(shè)備、膨潤土性能評價(jià)。進(jìn)行不同渣土改良試驗(yàn)結(jié)果比較分析，提出適應(yīng)現(xiàn)場不同條件下的渣土改良方法。
（5）高富水大漂石砂卵石地層盾構(gòu)掘進(jìn)變形及控制技術(shù)
在分析盾構(gòu)超挖對地層變形、松散帶變化和地表塌陷基礎(chǔ)上，分析大漂石砂卵石地層掘進(jìn)狀態(tài)、土體黏聚力和漂石分布位置對開挖面變形影響，后提出大漂石砂卵石地層盾構(gòu)施工地層變形控制技術(shù)。
本書的研究成果大漂石高富水地層土壓平衡盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)獲中國電力建設(shè)集團(tuán)科學(xué)技術(shù)獎一等獎，漂卵石地層刀盤被卡住脫困處理工法、高富水無膠結(jié)大漂卵石地層開倉換刀施工工法獲中國電建集團(tuán)工法。
本書第5章、第6章和第7章由中國電建集團(tuán)鐵路建設(shè)有限公司蔣宗全撰寫，第1章和第2章由中國電建集團(tuán)鐵路建設(shè)有限公司王成撰寫，第3章和第4章由莆田學(xué)院閩江學(xué)者講座教授李圍撰寫。