盾构法施工试题附答案

盾构法施工试题附答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.盾构机的核心功能不包括以下哪项？（）A.开挖地层B.临时支护C.结构防水D.渣土运输答案：C2.土压平衡盾构最适用于以下哪种地层？（）A.卵石层（粒径＞200mm）B.饱和粉细砂层（渗透系数＞10⁻³cm/s）C.黏性土（塑性指数＞10）D.中风化岩层（单轴抗压强度＞50MPa）答案：C3.刀盘的主要作用是（）。A.传递推进力B.破碎岩土并稳定掌子面C.安装盾构千斤顶D.排出渣土答案：B4.盾构推进系统的核心部件是（）。A.螺旋输送机B.液压油缸C.主轴承D.管片拼装机答案：B5.同步注浆的最佳时机是（）。A.盾构停止掘进后B.掘进过程中（盾尾间隙形成时）C.管片拼装完成后D.隧道贯通前答案：B6.地铁盾构隧道常用管片的混凝土强度等级为（）。A.C30B.C40C.C50D.C60答案：C7.泥水平衡盾构的排渣方式是（）。A.螺旋输送机直接排出B.泥浆循环携带出渣C.皮带机运输D.斗车提升答案：B8.盾构机的导向系统主要依靠（）。A.人工测量B.激光全站仪+自动测量系统C.陀螺仪D.GPS定位答案：B9.控制地表沉降的关键参数是（）。A.刀盘转速B.土仓压力C.推进油缸数量D.管片厚度答案：B10.盾构始发的首要步骤是（）。A.安装反力架B.洞门地层加固C.盾构机下井组装D.管片吊装答案：B11.刀具磨损的主要影响因素是（）。A.管片拼装质量B.地层磨蚀性C.注浆材料D.隧道埋深答案：B12.二次注浆的主要目的是（）。A.提高管片强度B.补充同步注浆未填充的间隙C.加快掘进速度D.降低土仓压力答案：B13.盾构姿态控制的关键指标是（）。A.隧道长度B.俯仰角与方位角C.刀盘扭矩D.注浆压力答案：B14.盾尾密封的主要材料是（）。A.橡胶止水带B.钢丝刷+密封油脂C.膨胀螺栓D.防水砂浆答案：B15.掘进速度的主要限制因素是（）。A.管片供应速度B.地表建筑物密度C.注浆效率D.隧道埋深答案：C16.管片拼装的正确顺序是（）。A.顶部→两侧→底部B.底部→两侧→顶部C.左侧→右侧→顶部D.随机拼装答案：B17.泥水平衡盾构的泥浆关键指标不包括（）。A.密度B.黏度C.含砂率D.坍落度答案：D18.盾构机主轴承的主要作用是（）。A.传递推进力B.支撑刀盘旋转C.排出渣土D.控制姿态答案：B19.开仓换刀前必须采取的安全措施是（）。A.提高掘进速度B.地层加固或气压平衡C.更换管片类型D.增加注浆量答案：B20.盾构隧道贯通误差的控制标准一般为（）。A.±20mmB.±50mmC.±100mmD.±200mm答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.盾构机按平衡原理分为________盾构和________盾构两大类。答案：土压平衡；泥水平衡2.刀盘的常见形式包括面板式、辐条式和________式。答案：复合3.推进系统的主要参数包括________和推进速度。答案：推进力4.同步注浆材料通常由水泥、粉煤灰、砂、水和________组成。答案：外加剂（或速凝剂）5.管片连接一般采用________连接方式，分为环向和纵向螺栓。答案：螺栓6.盾构掘进过程中需重点控制的参数有土仓压力、________和注浆量。答案：掘进速度7.地表沉降监测的频率在掌子面前方50m范围内一般为________次/日。答案：1-28.盾构始发时，反力架的安装精度要求水平偏差≤________mm，垂直偏差≤5mm。答案：59.泥水平衡盾构的泥浆循环系统包括进浆泵、排浆泵和________设备。答案：泥水处理10.刀具更换的判断依据包括掘进参数异常（如扭矩增大）、________加剧和出渣粒径变化。答案：刀盘振动11.盾尾间隙的允许偏差一般为±________mm，过小易导致管片破损。答案：1012.二次注浆通常采用________双液浆，以快速凝结控制沉降。答案：水泥-水玻璃13.盾构姿态控制中，俯仰角的允许偏差为±________‰。答案：214.管片错台的允许值一般为环间错台≤10mm，纵向错台≤________mm。答案：1515.盾构机主轴承的设计寿命通常为________小时。答案：1000016.开仓前地层加固的常用方法有注浆加固、________和降水法。答案：冷冻法17.泥水平衡盾构的泥浆密度一般控制在________g/cm³。答案：1.1-1.318.盾构隧道防水的三道防线包括管片自防水、接缝防水（密封垫）和________防水。答案：螺栓孔19.硬岩地层应选用________刀具，软土地层应选用刮刀。答案：滚刀20.盾构总推力计算公式为F=πD²/4×P，其中P代表________。答案：掌子面所需支护压力三、简答题（每题8分，共40分）1.简述土压平衡盾构与泥水平衡盾构的工作原理及适用地层差异。答案：土压平衡盾构通过刀盘开挖地层，将渣土充满土仓，利用螺旋输送机调节排土量，使土仓内渣土压力与掌子面水土压力平衡，适用于黏性土、粉土等透水性低、易塑流的地层；泥水平衡盾构通过向开挖面注入泥浆，形成泥膜并保持泥浆压力平衡水土压力，渣土随泥浆循环排出，适用于砂性土、卵石层、含水丰富或透水性高的地层。差异核心：平衡介质（渣土vs泥浆）、排渣方式（螺旋机vs泥浆循环）、适用地层透水性（低vs高）。2.盾构始发的主要施工步骤及关键控制要点。答案：步骤：①洞门地层加固（注浆/冷冻）；②安装反力架与负环管片；③盾构机下井组装；④初始掘进（破除洞门、盾构进入地层）；⑤同步注浆填充间隙；⑥洞门密封安装。控制要点：洞门加固效果（检测加固后的强度与渗透性）、反力架安装精度（水平/垂直偏差≤5mm）、盾构初始姿态（俯仰角/方位角≤±2‰）、同步注浆及时性（注浆量≥理论间隙120%）。3.同步注浆的作用、材料要求及施工控制参数。答案：作用：①填充盾尾间隙，防止地层沉降；②支撑管片，避免变形；③形成初期防水层。材料要求：流动性好（坍落度180-220mm）、早期强度高（1天强度≥0.3MPa）、收缩小（收缩率≤0.5%）、抗渗性好（渗透系数≤10⁻⁸cm/s）。控制参数：注浆压力（略高于地层水土压力，一般0.3-0.5MPa）、注浆量（理论间隙的120%-150%）、注浆速度（与掘进速度匹配，一般30-50L/min）。4.如何通过监测数据调整盾构掘进参数？答案：监测数据包括地表沉降、隧道收敛、土仓压力、注浆量等。若地表沉降过大（＞-30mm）：可能土仓压力不足，需提高土仓压力（增加0.02-0.05MPa）；若注浆量不足，增加注浆量至150%；若沉降持续发展，进行二次注浆。若隧道收敛变形大（＞20mm）：检查推进油缸压力是否均匀（调整单侧油缸压力差≤10%），优化盾构姿态（控制俯仰角≤±2‰）。若土仓压力波动大：可能地层变化，需调整螺旋输送机转速（硬岩地层降低转速，软土提高转速）。5.简述盾构刀具磨损的主要原因及预防措施。答案：原因：①地层磨蚀性强（如石英含量高的砂层）；②刀具布置不合理（间距过大或角度偏差）；③掘进参数不当（刀盘转速过高、推力不足）；④刀具材质不足（硬度低、耐磨性差）。预防措施：①选用高耐磨刀具（如硬质合金刀头）；②优化刀盘设计（合理布置刀具间距与角度）；③控制掘进参数（硬岩地层降低转速至1-2rpm，提高推力至15000kN以上）；④定期开仓检查（每掘进50-100环检查刀具磨损量，磨损＞10mm时更换）。四、案例分析题（每题10分，共20分）案例1：某地铁盾构区间穿越饱和粉砂层（渗透系数10⁻²cm/s），掘进过程中地表出现较大沉降（最大沉降-65mm，控制标准-30mm），且盾尾出现漏浆现象。分析可能原因及处理措施。答案：可能原因：①土仓压力设定偏低（未达到粉砂层水土压力的1.05倍，实际压力0.2MPa，理论需0.25MPa）；②同步注浆量不足（实际注浆量为理论间隙的100%，需120%-150%），且浆液凝结时间过长（初凝时间＞4小时，粉砂层需＜2小时）；③盾尾密封失效（钢丝刷磨损，密封油脂注入量不足），导致浆液漏失；④掘进速度过快（5cm/min，粉砂层应控制在2-3cm/min），注浆未及时填充间隙。处理措施：①提高土仓压力至0.28-0.3MPa（按静止水土压力1.1倍计算）；②调整注浆参数：增加注浆量至150%（理论间隙0.6m³/环，实际注0.9m³/环），采用早强型浆液（添加5%水玻璃，初凝时间缩短至1小时）；③检查盾尾密封，更换磨损的钢丝刷，增加密封油脂注入量（每环注入80-100kg）；④降低掘进速度至2cm/min，确保注浆与掘进同步；⑤对已沉降区域进行二次注浆（水泥-水玻璃双液浆，注浆压力0.4MPa），控制沉降发展。案例2：某盾构隧道管片拼装后出现环间错台（最大错台25mm，允许值10mm），且部分管片出现裂缝。分析可能原因及纠正措施。答案：可能原因：①推进油缸压力分布不均（左侧油缸压力25MPa，右侧18MPa，偏差＞10%），导致管片受力不均；②管片拼装定位不准确（拼装时未对准前一环螺栓孔，环面不平整）；③盾尾间隙不均匀（左侧间隙60mm，右侧140mm，偏差＞±10mm），管片被盾尾挤压；④同步注浆不均匀（左侧注浆量0.5m³，右侧0.8m³），地层局部沉降导致管片偏移；⑤管片螺栓未及时复紧（仅初紧，未在脱出盾尾后二次复紧）。纠正措施：①调整推进油缸压力（控制各油缸压力差≤10%，左侧22MPa，右侧20MPa）；②优