盾构机操作手技术试题及答案

盾构机操作手技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.土压平衡盾构机密封舱内土压的核心控制目标是（）A.大于地下水压B.等于地层原始应力C.小于上覆土层自重D.保持刀盘扭矩稳定答案：B2.盾构机主驱动系统中，用于传递动力的关键部件是（）A.主轴承B.减速机C.液压马达D.密封刷答案：A3.同步注浆系统的注浆压力应控制在（）A.0.1-0.2MPaB.0.3-0.5MPaC.0.6-0.8MPaD.1.0-1.2MPa答案：B（注：具体数值需根据地层条件调整，一般为0.3-0.5MPa或超过静止土压0.1-0.2MPa）4.盾构机掘进时，刀盘转速一般控制在（）A.0.5-1.5rpmB.2.0-3.0rpmC.3.5-4.5rpmD.5.0-6.0rpm答案：A5.螺旋输送机出土不畅时，优先检查的参数是（）A.刀盘扭矩B.土仓压力C.螺旋机转速D.推进速度答案：C6.盾构机始发阶段，反力架的水平偏差应控制在（）A.±5mmB.±10mmC.±15mmD.±20mm答案：B7.硬岩地层中，盾构机应优先选用（）类型刀具A.齿刀B.刮刀C.滚刀D.先行刀答案：C8.盾构机姿态控制中，水平偏差允许范围一般为（）A.±20mmB.±50mmC.±80mmD.±100mm答案：B9.盾尾密封油脂注入的关键指标是（）A.注入压力B.注入量C.油脂温度D.注入时间间隔答案：A（注：需保持压力≥0.3MPa且各点均匀）10.泥水盾构机中，维持开挖面稳定的主要介质是（）A.压缩空气B.膨润土泥浆C.泡沫剂D.水泥砂浆答案：B11.盾构机停机超过（）小时，需启动循环系统防止管路堵塞A.1B.2C.3D.4答案：B12.管片拼装时，相邻管片环面错台应控制在（）A.≤5mmB.≤10mmC.≤15mmD.≤20mm答案：A13.盾构机主轴承润滑系统的油位低于（）时需停机补充A.1/4B.1/3C.1/2D.2/3答案：B14.砂层掘进时，泡沫剂的主要作用是（）A.降低刀盘扭矩B.提高土体流动性C.增强土仓压力D.减少刀具磨损答案：B15.盾构机过站时，轨道铺设的高程偏差应控制在（）A.±2mmB.±5mmC.±10mmD.±15mm答案：B16.刀盘脱困时，应优先采用（）操作A.增大推进力B.反转刀盘C.降低土仓压力D.注入膨润土答案：B17.盾构机电气系统中，PLC的主要功能是（）A.数据显示B.逻辑控制C.故障报警D.功率调节答案：B18.富水地层掘进时，同步注浆材料应选用（）A.单液浆（水泥浆）B.双液浆（水泥+水玻璃）C.惰性浆（粉煤灰+膨润土）D.泡沫混合浆答案：B19.盾构机导向系统中，自动测量的频率一般为（）A.每环1次B.每0.5环1次C.连续测量D.每2环1次答案：C20.盾构机液压系统油温超过（）℃时需停机冷却A.50B.60C.70D.80答案：C二、判断题（每题1分，共10分）1.盾构机始发前，必须进行洞门密封装置的安装和验收（）答案：√2.土压平衡盾构机掘进时，土仓压力应始终高于地下水压（）答案：×（需平衡地层原始应力，过高会导致地表隆起）3.螺旋输送机出土时，应保持出土量与推进速度基本匹配（）答案：√4.盾尾间隙调整时，应优先调整管片拼装点位（）答案：√5.硬岩地层中，刀盘转速应适当提高以增强破岩效率（）答案：×（硬岩需低转速、大扭矩）6.同步注浆应在管片脱离盾尾后立即进行（）答案：×（同步注浆在掘进过程中同步进行）7.盾构机姿态调整时，应避免急纠偏（）答案：√8.停机时，应先停止推进，再关闭刀盘（）答案：×（顺序应为：停止刀盘→停止推进→关闭螺旋机）9.管片拼装时，需检查管片止水条的完整性（）答案：√10.盾构机主轴承密封损坏时，可通过增加润滑油脂注入量继续掘进（）答案：×（需停机检修，否则会导致轴承损坏）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述土压平衡盾构机的工作原理。答案：土压平衡盾构通过刀盘切削地层，将渣土压入密封土仓，利用螺旋输送机控制出土量，使土仓内渣土压力与开挖面地层原始应力（包括土压和水压）保持动态平衡，从而稳定开挖面，防止地表沉降或隆起。关键参数为土仓压力、推进速度、螺旋机转速，需根据地质监测数据实时调整。2.同步注浆的技术要求有哪些？答案：（1）注浆材料：需具备早强性（3小时强度≥0.3MPa）、流动性（坍落度18-22cm）、抗渗性（渗透系数≤1×10⁻⁸cm/s）；（2）注浆压力：一般为0.3-0.5MPa，或超过静止土压0.1-0.2MPa；（3）注浆量：理论注入量为管片外径与隧道开挖直径间隙体积的120%-150%（一般每环6-8m³）；（4）注浆时间：与掘进同步进行，掘进结束后需补注至压力稳定；（5）注浆位置：从盾尾4-6个注浆孔对称注入，避免单侧压注导致管片偏移。3.盾构机过站的主要步骤有哪些？答案：（1）到站前准备：提前50环测量隧道轴线，调整盾构姿态至设计轴线；（2）拆除后配套：断开电气、液压连接，拆解台车与盾构本体；（3）轨道铺设：在车站内铺设平移轨道，轨道高程偏差≤±5mm，水平偏差≤±3mm；（4）盾构平移：使用液压千斤顶或卷扬机将盾构机沿轨道平移至始发位置；（5）重新组装：连接后配套系统，调试电气、液压、注浆等系统；（6）验收：检查主驱动、推进油缸、密封系统性能，进行空载试运行。4.盾构机刀具检查的重点内容有哪些？答案：（1）刀具磨损量：滚刀磨损量≤15mm（硬岩）或≤10mm（软岩），刮刀磨损量≤5mm；（2）刀具安装状态：螺栓是否松动，刀圈是否偏磨、崩裂；（3）刀盘面板：检查耐磨层是否脱落，开口是否堵塞；（4）超挖刀：伸缩功能是否正常，与周边刀具的高差是否符合设计（一般10-20mm）；（5）中心刀：检查切削齿是否缺失，与周边刀具的协同性。5.盾构机掘进过程中，如何通过参数判断地层变化？答案：（1）刀盘扭矩：软土中扭矩较低（1000-2000kN·m），硬岩中显著升高（3000kN·m以上）；（2）推进速度：相同推力下，软土推进速度快（40-60mm/min），硬岩明显降低（10-20mm/min）；（3）土仓压力：砂层中土压波动大（±0.1MPa），黏土层中土压稳定；（4）螺旋机出土状态：黏土呈块状，砂层呈散粒状，硬岩含碎石；（5）盾尾漏浆：遇透水地层时，注浆压力难以维持，漏浆量增加；（6）地表监测：沉降速率突变（＞3mm/天）可能提示地层异常。四、案例分析题（每题10分，共30分）案例1：某盾构机在黏土地层掘进时，出现刀盘扭矩持续升高（从1800kN·m升至2500kN·m），推进速度下降（从50mm/min降至20mm/min），土仓压力稳定在0.25MPa（设计值0.2-0.3MPa）。试分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：（1）刀盘开口率不足，黏土在刀盘面板结泥饼，导致切削阻力增大；（2）泡沫剂注入量不足，土体流动性差，刀盘与土体摩擦力增加；（3）刀具磨损严重，切削效率降低；（4）土仓内渣土未充分搅拌，形成“泥团”卡阻刀盘。解决措施：（1）增加泡沫剂注入量（泡沫注入率从20%提高至30%），降低土体黏附性；（2）切换刀盘转向（正转5分钟后反转3分钟），利用反向切削破除泥饼；（3）降低推进速度至10-15mm/min，提高刀盘转速（从1.0rpm升至1.2rpm），增强搅拌效果；（4）停机检查刀盘面板，人工清理结泥饼（需在土仓内压气保压下作业）；（5）检查刀具磨损量，更换磨损超标的刮刀（磨损量＞5mm时需更换）。案例2：某盾构机在砂层掘进时，螺旋输送机出土口出现“喷涌”现象（大量泥水混合物喷出），土仓压力从0.3MPa骤降至0.15MPa，地表监测显示沉降速率达8mm/天。试分析原因及处理方法。答案：可能原因：（1）砂层渗透性高，地下水压大于土仓压力，导致地下水携带砂土涌入土仓；（2）螺旋机出土门关闭不及时，出土量大于推进开挖量，土仓压力失稳；（3）盾尾密封失效，地下水从盾尾间隙渗入土仓；（4）泡沫剂注入不足，土体改良效果差，无法形成有效的“塑性流动体”。处理方法：（1）立即关闭螺旋机出土门，暂停出土，通过推进油缸保压维持土仓压力；（2）向土仓内注入膨润土或高分子聚合物（如CMC），提高土体止水性（注入量5-8m³）；（3）降低推进速度至10-15mm/min，减少开挖面暴露时间；（4）检查盾尾密封油脂注入情况（压力需≥0.3MPa），补充注入密封油脂；（5）调整泡沫参数（泡沫倍率从8倍降至5倍，注入率从25%提高至35%），增强土体抗渗性；（6）地表沉降区域采用双液注浆（水泥浆+水玻璃）进行回填，控制沉降速率≤3mm/天。案例3：某盾构机在硬岩地层掘进时，主驱动系统油温异常升高（从55℃升至75℃），伴随异常噪音，推进压力波动（从30MPa降至20MPa）。试分析故障原因及应急处置步骤。答案：可能原因：（1）主轴承润滑系统故障：润滑油泵损坏、过滤器堵塞导致供油不足；（2）主轴承密封失效：外部渣土进入轴承腔，增加摩擦阻力；（3）减速机故障：齿轮磨损或润滑不良，传动效率降低；（4）液压系统散热不足：冷却器堵塞或风扇故障，无法有效散热。应急处置步骤：（1）立即停止掘进，关闭刀盘和推进系统，保持主驱动润滑泵运行；（2）检查润滑油箱油位（应≥