盾构施工技术培训考核试题(附答案)

盾构施工技术培训考核试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共20题，40分）1.土压平衡盾构的核心控制参数是（）。A.推进速度B.土仓压力C.刀盘扭矩D.注浆量2.盾构机刀盘上的先行刀主要作用是（）。A.破碎大粒径岩石B.刮削地层表面C.辅助主刀切入地层D.清理刀间渣土3.同步注浆材料的初凝时间一般控制在（）。A.1-2小时B.3-4小时C.5-6小时D.7-8小时4.盾构掘进过程中，管片拼装的错台允许偏差为（）。A.≤5mmB.≤10mmC.≤15mmD.≤20mm5.盾构始发时，洞门密封装置的主要作用是（）。A.防止地下水渗漏B.固定洞门环梁C.限制盾构姿态D.提高始发反力6.盾构机主轴承的润滑方式通常为（）。A.脂润滑B.油润滑C.水润滑D.固体润滑7.软土地层中，盾构掘进时土仓压力设定的主要依据是（）。A.隧道埋深B.刀盘直径C.推进速度D.注浆压力8.盾构刀具磨损检测的常用方法是（）。A.超声波检测B.人工直接测量C.扭矩变化分析D.推进速度对比9.盾构机铰接系统的主要功能是（）。A.提高刀盘扭矩B.调整盾构姿态C.增加推进力D.减少地层扰动10.双液注浆材料的主要成分是（）。A.水泥浆+水玻璃B.水泥砂浆+膨润土C.粉煤灰+石膏D.石灰+黏土11.盾构掘进过程中，地面沉降控制的关键环节是（）。A.管片拼装质量B.同步注浆效果C.刀盘转速D.螺旋机出土量12.硬岩地层中，盾构优先选用的刀具类型是（）。A.刮刀B.齿刀C.滚刀D.先行刀13.盾构机盾尾密封刷的更换条件是（）。A.盾尾漏浆量≥5L/minB.密封刷磨损≥50%C.推进力突然增大D.管片错台超15mm14.盾构机后配套系统中，负责渣土运输的设备是（）。A.皮带机B.注浆泵C.变压器D.空压机15.盾构掘进时，若发现土仓温度异常升高（＞60℃），最可能的原因是（）。A.渣土改良不足B.刀盘转速过高C.螺旋机堵塞D.主轴承故障16.盾构接收时，洞门破除的最佳时机是（）。A.盾构距离洞门50m时B.盾构刀盘距离洞门1-2环时C.盾构完全进入接收井后D.同步注浆完成后17.管片螺栓的拧紧顺序应遵循（）。A.由上至下B.由下至上C.对称交叉D.顺时针环形18.盾构机液压系统的工作压力一般为（）。A.5-10MPaB.15-25MPaC.30-40MPaD.45-55MPa19.软岩地层中，盾构掘进的理想渣土状态是（）。A.松散易流动B.塑性好、低透水性C.高含水量D.颗粒级配单一20.盾构施工中，瓦斯地层的主要风险控制措施是（）。A.增加推进速度B.加强通风与气体监测C.提高土仓压力D.减少注浆量二、多项选择题（每题3分，共10题，30分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.盾构机的主要组成系统包括（）。A.刀盘驱动系统B.推进系统C.注浆系统D.电气控制系统2.土压平衡盾构的渣土改良常用材料有（）。A.泡沫剂B.膨润土泥浆C.高分子聚合物D.水泥3.盾构掘进过程中，需要实时监测的参数包括（）。A.土仓压力B.推进速度C.刀盘扭矩D.管片拼装姿态4.盾构始发前需要完成的准备工作包括（）。A.洞门密封安装B.反力架验收C.盾构机调试D.地面沉降监测点布设5.管片上浮的主要原因有（）。A.同步注浆量不足B.注浆浆液初凝时间过长C.地层含水量高D.管片螺栓未拧紧6.盾构刀具损坏的常见形式包括（）。A.刀圈断裂B.刀座变形C.刀具偏磨D.刀刃钝化7.盾构施工中，预防喷涌的措施有（）。A.降低土仓压力B.提高渣土改良效果C.控制螺旋机出土速度D.增加注浆压力8.盾构姿态控制的主要手段包括（）。A.调整推进油缸分组压力B.利用铰接系统纠偏C.改变刀盘旋转方向D.调整注浆位置9.盾构机主轴承的维护要点包括（）。A.定期更换润滑脂B.监测轴承温度C.检查密封性能D.调整刀盘转速10.盾构施工应急预案应包括（）。A.坍塌事故处理B.设备故障停机C.有毒气体泄漏D.管片碎裂三、判断题（每题1分，共10题，10分。正确填“√”，错误填“×”）1.盾构机的最大掘进速度仅由设备性能决定，与地质条件无关。（）2.同步注浆必须在管片脱离盾尾后立即进行。（）3.硬岩地层中，盾构刀盘扭矩主要由岩石强度决定。（）4.盾构机主轴承的密封失效会导致润滑脂泄漏，但不影响掘进。（）5.管片拼装时，相邻管片的环面间隙应≤2mm。（）6.盾构接收时，无需对接收井结构进行加固。（）7.渣土改良的目的是提高渣土的流动性和止水性。（）8.盾构掘进过程中，推进油缸的行程差应控制在50mm以内。（）9.双液注浆的凝结时间可通过调整水泥浆与水玻璃的配比控制。（）10.盾构施工中，地表隆沉监测点应布设在隧道轴线正上方及两侧5m范围内。（）四、简答题（每题5分，共6题，30分）1.简述土压平衡盾构的工作原理。2.列举盾构掘进过程中“欠压”和“超压”的危害。3.说明同步注浆与二次注浆的区别及适用场景。4.盾构刀具更换的安全注意事项有哪些？5.简述盾构姿态“蛇形”偏差的形成原因及纠正措施。6.软土地层盾构掘进时，如何通过参数调整控制地面沉降？五、案例分析题（共2题，30分）案例1（15分）：某地铁盾构区间掘进至粉砂层时，出现以下异常：土仓压力波动大（设定值0.2MPa，实测0.1-0.3MPa），螺旋机出土量不稳定（理论出土量50m³/环，实际40-60m³/环），地面监测显示局部沉降达-30mm（预警值-20mm）。问题：分析异常原因，并提出针对性解决措施。案例2（15分）：某盾构机在硬岩地层掘进时，刀盘扭矩突然从1500kN·m升至3000kN·m，推进速度由40mm/min降至10mm/min，同时主轴承温度从45℃升至65℃。问题：可能的故障原因有哪些？应如何处理？答案一、单项选择题1.B2.C3.B4.B5.A6.B7.A8.C9.B10.A11.B12.C13.B14.A15.A16.B17.C18.B19.B20.B二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABCD7.BC8.AB9.ABC10.ABCD三、判断题1.×2.×3.√4.×5.√6.×7.√8.√9.√10.√四、简答题1.土压平衡盾构工作原理：通过刀盘切削地层，将渣土压入土仓，利用螺旋机控制出土量，使土仓内渣土压力与开挖面水土压力保持平衡，从而稳定开挖面，防止坍塌或隆起。同时，渣土在土仓内被搅拌装置改良，形成具有一定塑性和流动性的“塑性体”，确保压力传递均匀。2.欠压与超压的危害：-欠压：土仓压力低于开挖面水土压力，易导致地层坍塌、地面沉降超标，甚至引发透水、涌砂等事故；-超压：土仓压力过高，可能造成开挖面土体隆起、地表冒浆，增加刀盘扭矩和推进阻力，加剧刀具磨损，同时可能导致管片承受额外荷载，出现错台或开裂。3.同步注浆与二次注浆的区别及适用场景：-同步注浆：在盾构掘进的同时，通过盾尾注浆管向管片与地层间隙注入浆液（通常为单液浆），及时填充空隙，控制地层变形。适用于正常掘进阶段，是沉降控制的首要措施；-二次注浆：在同步注浆效果不佳（如漏浆、填充不饱满）或后期出现持续沉降时，通过管片预留孔注入双液浆或化学浆，补充填充并加固地层。适用于同步注浆未达要求、地面沉降超标或穿越重要建（构）筑物的场景。4.刀具更换安全注意事项：-地质条件确认：更换前需通过超前地质预报或土仓取芯，确保掌子面稳定，必要时进行地层加固（如注入聚氨酯或双液浆）；-土仓压力控制：保持土仓压力略高于开挖面水土压力，防止坍塌；-通风与监测：土仓内必须持续通风，监测氧气含量（≥19.5%）、有毒有害气体（如H₂S、CO）浓度；-设备断电：刀盘、推进油缸等设备必须断电上锁，防止误启动；-人员防护：作业人员佩戴安全带、安全帽、防毒面具，土仓内设置应急逃生通道；-刀具检查：更换后检查刀具安装牢固性，测量刀具突出量，确保与设计一致。5.姿态“蛇形”偏差的原因及纠正措施：-形成原因：推进油缸分组压力不均衡、铰接系统未合理使用、地质条件突变（如一侧软一侧硬）、管片拼装姿态偏差累计；-纠正措施：①调整推进油缸压力：在偏差反方向增大油缸推力，逐步纠偏（单次纠偏量≤5mm/环）；②利用铰接系统：通过伸缩铰接油缸，主动调整盾构本体与盾尾的角度；③优化掘进参数：降低推进速度，提高刀盘转速，减少地层阻力不均影响；④控制管片拼装：根据盾构姿态选择管片类型（如左转、右转环），确保管片与盾构轴线匹配。6.软土地层沉降控制的参数调整方法：-土仓压力：按“埋深×地层重度+0.02-0.05MPa”设定，确保略高于理论水土压力（避免欠压）；-推进速度：控制在20-40mm/min（避免过快导致渣土改良不充分）；-渣土改良：增加泡沫剂注入量（注入率15%-25%），提高渣土塑性（坍落度200-250mm），减少透水性；-同步注浆：提高注浆量（理论间隙的150%-200%），缩短浆液初凝时间（3-4小时），控制注浆压力（0.3-0.5MPa）；-螺旋机出土：采用“慢转速、连续出土”模式（转速5-8rpm），避免土仓压力骤降；-姿态控制：减少纠偏幅度（单次≤5mm），防止因盾构摆动扰动地层。五、案例分析题案例1分析：-异常原因：①粉砂层透水性强，渣土改良不足（泡沫剂注入量不够），导致渣土流动性差、止水性弱，土仓压力难以稳定；②螺旋机出土速度与推进速度不匹配（出土过快或过慢），造成土仓压力波动；③同步注浆量不足或浆液初凝时间过长（未及时填充管片背后间隙），地层失去支撑，引发沉降超标。-解决措施：①加强渣土改良：提高泡沫剂注入率（由10%增至20%），调整泡沫倍率（4-6倍），确保渣土坍落度≥220mm，降低透水性；②优化出土控制：根据推进速度（假设为30mm/min），调整螺旋机转速（6-8rpm），保持出土量与理论值偏差≤±5%；③强化同步注浆：增加注浆量（由理论间隙的150%增至200%），缩短浆液初凝时间（由4小时调整为3小时），注浆压力提升至0.4MPa（略高于静止水土压力）；④实施二次注浆：对沉降超标区域（-30mm）通过管片预留孔注入双液浆（水泥浆:水玻璃=1:0.5），控制后期沉降；⑤加密监测：将地面监测频率由1次/天增至2次/天，实时反馈指导施工。案例2分析：-可能故障原因：①刀具严重磨损：硬岩地层中滚刀刀圈磨损超限（＞15mm），导致切削阻力增大；②地层突变：前方出现未探明的孤石或强度更高的岩层（如花岗岩侵入体），刀盘切削难度增加；③主轴承故障：轴承内滚道或滚子损伤，摩擦阻力增大，导致扭矩和温度上升；④渣土改良失效：硬岩渣土未及时加水或泡沫改良，渣土在土仓内堆积，形成“泥饼”，增加刀盘旋转阻力。-处理措施：①立即停机：停止推进和刀盘旋转，避免故障扩大；②土仓检查：通过土仓人孔或超前地质钻机取芯，确认前方地层（是否有孤石）及刀具状态（磨损量、是否脱落）；③主轴承排查：监测主轴承振动值（正常≤4.5mm/s）、油液铁谱分析（金属颗粒含量），判断是否轴承损坏；④针对性处置：-若刀具磨损：常压或带压更换磨损刀具（硬岩地