盾构法施工试题及答案

盾构法施工试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20题，总分40分）1.土压平衡盾构施工中，维持开挖面稳定的关键参数是（）。A.推进速度B.土仓压力C.刀盘扭矩D.同步注浆量2.盾构机刀盘开口率主要影响（）。A.掘进效率B.渣土改良效果C.刀具磨损D.隧道轴线控制3.盾构始发阶段，反力架的主要作用是（）。A.固定盾构机位置B.提供初始推进反力C.防止洞门漏水D.支撑管片拼装4.泥水平衡盾构的排渣系统主要通过（）实现。A.螺旋输送机B.泥浆循环管路C.皮带运输机D.斗式提升机5.盾构施工中，同步注浆的主要目的是（）。A.提高管片强度B.填充盾尾间隙C.防止管片上浮D.增强隧道防水性能6.盾构机姿态控制中，“蛇形”偏差的主要原因是（）。A.地质突变B.推进油缸推力不均C.注浆压力过大D.刀盘转速过高7.盾构穿越既有建筑物时，控制地表沉降的核心措施是（）。A.加快掘进速度B.降低土仓压力C.优化注浆参数D.减少刀具更换频率8.盾构管片拼装时，“错台”现象主要由（）导致。A.管片选型错误B.注浆量不足C.盾尾间隙不均D.推进速度过快9.盾构机刀具磨损监测的常用方法是（）。A.超声波检测B.扭矩变化分析C.人工井下检查D.红外热成像10.盾构施工中，“喷涌”现象多发生在（）地层。A.黏土B.粉细砂C.硬岩D.卵石层11.盾构始发前，洞门密封装置的主要功能是（）。A.固定管片B.防止土体和地下水流失C.增强反力架稳定性D.监测洞门变形12.土压平衡盾构的渣土改良常用材料是（）。A.水泥浆B.膨润土泥浆C.环氧树脂D.聚氨酯13.盾构掘进过程中，注浆压力过高可能导致（）。A.管片破裂B.地表沉降C.刀具磨损加剧D.螺旋输送机堵塞14.盾构姿态测量的主要仪器是（）。A.全站仪B.水准仪C.激光导向系统D.陀螺仪15.盾构到达阶段，洞门破除的关键控制要点是（）。A.加快破除速度B.控制土体稳定C.增加注浆量D.调整推进油缸行程16.泥水平衡盾构的泥浆密度一般控制在（）。A.1.0-1.1g/cm³B.1.1-1.3g/cm³C.1.3-1.5g/cm³D.1.5-1.7g/cm³17.盾构管片的防水主要通过（）实现。A.管片自身混凝土密实度B.环纵缝密封垫C.二次注浆D.同步注浆18.盾构施工中，“超挖”现象会导致（）。A.掘进速度加快B.地表隆起C.管片受力不均D.刀具寿命延长19.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20.盾构施工监测的必测项目是（）。A.土体孔隙水压力B.地表沉降C.管片内力D.周边建筑物倾斜二、多项选择题（每题3分，共10题，总分30分，少选得1分，错选不得分）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.通风系统D.管片拼装系统2.土压平衡盾构的关键施工参数包括（）。A.土仓压力B.螺旋输送机转速C.泥浆密度D.刀盘扭矩3.盾构同步注浆材料的性能要求包括（）。A.早强性B.流动性C.抗渗性D.收缩性4.盾构姿态控制的主要指标有（）。A.水平偏差B.垂直偏差C.滚动角D.刀盘转速5.盾构穿越河流时，需重点控制的风险是（）。A.河底渗漏B.地表塌陷C.管片上浮D.刀具磨损6.盾构管片选型的依据包括（）。A.盾构姿态B.盾尾间隙C.地质条件D.推进速度7.盾构施工中，可能引发地面隆起的原因有（）。A.土仓压力过高B.注浆量过大C.推进速度过慢D.渣土改良不足8.泥水平衡盾构的优势包括（）。A.适应高水压地层B.排渣效率高C.对周围环境扰动小D.设备成本低9.盾构刀具配置需考虑的因素有（）。A.地层硬度B.卵石粒径C.地下水含量D.掘进速度10.盾构施工应急预案应包括（）。A.洞门漏水处理B.刀具损坏更换C.螺旋输送机喷涌D.管片错台修复三、简答题（每题8分，共5题，总分40分）1.简述土压平衡盾构与泥水平衡盾构的适用地质条件差异，并说明各自的排渣方式。2.盾构同步注浆与二次注浆的主要区别是什么？施工中如何确定二次注浆的时机和位置？3.盾构姿态控制的主要方法有哪些？列举3种常见的姿态偏差及纠正措施。4.盾构穿越建筑物时，需采取哪些综合控制措施以减少地表沉降？5.盾构施工中“盾尾漏浆”的主要原因是什么？应如何预防和处理？四、案例分析题（每题20分，共2题，总分40分）案例1：某地铁盾构区间穿越饱和粉细砂层，掘进过程中出现螺旋输送机“喷涌”现象，同时地表监测显示局部沉降超过预警值（-30mm）。问题：（1）分析“喷涌”现象的直接原因和根本原因；（2）提出“喷涌”的应急处理措施；（3）针对地表沉降超标，应调整哪些施工参数？说明调整依据。案例2：某盾构隧道管片拼装完成后，发现环向错台最大达45mm（规范允许值≤15mm），且部分管片出现环缝张开、螺栓松弛现象。问题：（1）分析管片错台的可能原因；（2）提出错台的预防措施；（3）针对已出现的错台和环缝张开，应采取哪些修复措施？答案及解析一、单项选择题1.B（土压平衡盾构通过控制土仓压力与开挖面水土压力平衡，维持稳定性。）2.B（开口率影响渣土进入土仓的流畅性，直接关系渣土改良效果。）3.B（始发阶段盾构无已拼装管片提供反力，需反力架支撑推进油缸。）4.B（泥水平衡盾构通过泥浆循环将渣土经管路排出，土压平衡使用螺旋输送机。）5.B（同步注浆主要填充盾尾脱离后管片与围岩间的间隙，控制沉降。）6.B（推进油缸推力不均会导致盾构轴线偏移，形成“蛇形”偏差。）7.C（优化注浆参数（压力、量、材料）可有效填充间隙，减少地层损失。）8.C（盾尾间隙不均会导致管片拼装时受力不均，引发错台。）9.B（刀具磨损会导致刀盘扭矩异常增大，可通过扭矩变化间接监测。）10.B（粉细砂层透水性强，土仓压力控制不当易导致砂水混合物从螺旋输送机喷出。）11.B（洞门密封装置（如帘布橡胶板）防止始发/到达时土体、地下水从盾壳与洞门间隙流失。）12.B（膨润土泥浆可改善渣土流动性和止水性，防止土仓“结泥饼”。）13.A（注浆压力过高会导致管片承受额外应力，可能引发管片破裂或错台。）14.C（激光导向系统实时监测盾构机相对于设计轴线的偏差，是姿态控制核心设备。）15.B（洞门破除后需控制掌子面土体稳定，避免坍塌或涌水。）16.B（泥水平衡盾构泥浆密度一般1.1-1.3g/cm³，过高增加泵机负荷，过低无法平衡水土压力。）17.B（管片防水以环纵缝密封垫（如三元乙丙橡胶）为主，同步注浆为辅。）18.C（超挖会导致围岩应力释放不均，管片受力不平衡，易出现错台或开裂。）19.B（主轴承为大直径滚动轴承，需油润滑以保证高速旋转时的散热和减摩。）20.B（地表沉降是盾构施工必测项目，直接反映施工对环境的影响。）二、多项选择题1.ABD（盾构主要系统包括刀盘驱动、推进、管片拼装、注浆、渣土运输等，通风系统为辅助系统。）2.ABD（泥浆密度是泥水平衡盾构的关键参数，土压平衡盾构关注土仓压力、螺旋机转速、扭矩等。）3.ABC（同步注浆材料需具备流动性（易注入）、早强性（快速支撑围岩）、抗渗性（防水），应避免收缩。）4.ABC（姿态控制指标包括水平/垂直偏差（相对于设计轴线）、滚动角（盾构绕轴线旋转角度）。）5.ABC（穿越河流时需防止河底渗漏引发塌陷，同时控制管片上浮和地表沉降。）6.AB（管片选型主要依据盾构当前姿态和盾尾间隙（上、下、左、右间隙），确保拼装后盾尾间隙均匀。）7.AB（土仓压力过高会挤压地层导致隆起；注浆量过大则浆液填充过量，地表抬升。）8.ABC（泥水平衡盾构适应高水压、富水地层，排渣效率高，但设备复杂、成本高。）9.AB（刀具配置需根据地层硬度（选择齿刀或滚刀）、卵石粒径（防止卡刀）等设计，地下水和掘进速度影响较小。）10.ABCD（应急预案需覆盖施工全流程风险，包括洞门漏水、刀具更换、喷涌、管片缺陷等。）三、简答题1.答案要点：（1）适用地质差异：土压平衡盾构适用于渗透性低、自立性较好的地层（如黏土、粉土、全风化岩）；泥水平衡盾构适用于高水压、高渗透性地层（如砂层、卵石层、水下地层）。（2）排渣方式：土压平衡盾构通过螺旋输送机将土仓内渣土（经改良）排出；泥水平衡盾构通过进浆泵将泥浆压入开挖面，携带渣土经排浆管路输送至地面分离系统。2.答案要点：（1）主要区别：同步注浆在盾尾脱离管片时立即注入，填充盾尾间隙（位置固定，与掘进同步）；二次注浆在同步注浆后，对局部不密实区域或沉降超限位置补充注浆（位置可灵活选择，非同步）。（2）二次注浆时机：同步注浆后地表沉降持续发展、管片背后存在空洞、渗漏点；位置：根据监测数据（如沉降曲线、雷达探测结果）确定，通常为沉降超标区域或管片环纵缝渗漏处。3.答案要点：（1）控制方法：调整推进油缸分区推力（改变盾构前进方向）、调整刀盘转向（纠正滚动偏差）、合理选择管片类型（通过管片楔形量引导盾构姿态）。（2）常见偏差及纠正：①水平偏差（左偏）：增大右侧油缸推力，减小左侧推力；②垂直偏差（上漂）：增大下部油缸推力，减少上部推力；③滚动角过大（顺时针旋转）：切换刀盘转向为逆时针，利用扭矩反作用纠正。4.答案要点：（1）地质预处理：对建筑物基础下地层进行超前注浆加固，提高土体稳定性；（2）参数优化：严格控制土仓压力（略高于理论水土压力）、降低推进速度（减少地层扰动）、提高同步注浆量（130%-150%理论间隙）及注浆压力（0.3-0.5MPa）；（3）监测加密：在建筑物周边增设监测点（沉降、倾斜、裂缝），实时反馈调整；（4）应急措施：准备双液注浆材料，一旦沉降超标立即进行二次补浆；对建筑物基础采取支撑（如钢管桩）等保护措施。5.答案要点：（1）主要原因：盾尾密封刷磨损（长期使用后密封性能下降）、盾尾油脂注入不足（无法填充密封刷间隙）、管片错台过大（盾尾与管片间隙不均，密封刷局部受压破坏）、注浆压力过高（浆液突破密封刷）。（2）预防措施：定期更换盾尾密封刷（每500环检查磨损量）、按设计量注入盾尾油脂（每环40-60kg）、控制管片拼装质量（错台≤15mm）、调整注浆压力（略低于盾尾密封能承受的最大压力）。（3）处理措施：立即停止掘进，补注盾尾油脂；若漏浆严重，采用双液浆（水泥+水玻璃）快速封堵；必要时更换部分密封刷。四、案例分析题案例1答案：（1）直接原因：螺旋输送机出土口未及时关闭，或出土速度大于掘进速度，导致土仓内水土压力失衡；根本原因：饱和粉细砂层透水性强，渣土改良不足（未添加足够膨润土或泡沫），渣土止水性差，无法形成有效的“泥膜”。（2）应急处理措施：①立即关闭螺旋输送机出土口闸门，减少砂水涌出；②向土仓内注入高浓度膨润土泥浆或泡沫，提高渣土稠度和止水性；③降低推进速度，减小土仓压力波动；④在螺旋输送机出土口安装逆止阀，防止喷涌持续。（3）调整参数及依据：①提高土仓压力（较理论值高0.02-0.05MPa），平衡开挖面水压力；②增加同步注浆量（从120%提高至140%），填充盾尾间隙，减少地层损失；③降低螺旋输送机转速（控制出土量与掘进速度匹配），避免土仓压力骤降；④优化渣土改良（增加泡沫注入率至30%-40%），提高渣土抗渗性。案例2答案：（1）可能原因：①盾尾间隙不均（如左侧间隙小、右侧间隙大），拼装时管片被迫向左侧偏移；②推进油缸推力分布不均（右侧推力过大），导致盾构机挤压管片；③管片选型错误（选用了非楔形管片，无法适应盾构姿态）；④管片拼装顺序不当（未按“先下后上、左右对称”原则，导致应力集中）；⑤螺栓未及时复紧（拼装后未在24小时内二次紧固，管片受地层压力变形）。（2）预防措施：①实时监测盾尾间隙（每环测量上、下、左、右4个点），根据间隙选择楔形管片（如左侧间隙小，选用左楔形管片）；②优化推进油缸分区推力（根据