盾构施工试题及答案

盾构施工试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20题，合计40分）1.土压平衡盾构（EPB）的核心控制参数是（）。A.刀盘转速B.推进速度C.土仓压力D.螺旋输送机转速2.盾构机刀盘上安装的滚刀主要用于（）地层。A.软土B.硬岩C.砂层D.黏土3.盾构同步注浆的主要材料是（）。A.水泥-水玻璃双液浆B.水泥砂浆C.化学浆液D.膨润土泥浆4.盾构掘进过程中，若监测到地面沉降速率突然增大，最可能的原因是（）。A.盾构推进速度过快B.同步注浆量不足C.刀盘扭矩过大D.管片拼装错台5.盾构始发时，洞门密封装置的主要作用是（）。A.防止地下水和土体涌入工作井B.固定盾构机初始姿态C.提高始发反力D.辅助管片拼装6.盾构管片拼装时，“K块”（封顶块）的安装顺序通常是（）。A.先安装标准块，再安装邻接块，最后安装K块B.先安装邻接块，再安装标准块，最后安装K块C.先安装K块，再安装邻接块，最后安装标准块D.无固定顺序，根据现场调整7.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.气体润滑8.盾构掘进过程中，土仓内渣土的“塑流性”不足时，需向土仓内注入（）改善。A.清水B.泡沫剂C.水泥浆D.膨润土浆9.盾构姿态控制中，“蛇形”纠偏的主要危害是（）。A.增加刀盘磨损B.导致管片碎裂C.增大推进阻力D.引发地面隆起10.盾构接收时，洞门破除的关键控制要点是（）。A.提前加固地层B.加快破除速度C.减少破除人员D.降低盾构推进速度11.盾构机刀盘扭矩突然增大，可能的原因是（）。A.渣土改良效果好B.刀盘进入软土地层C.刀具磨损严重D.螺旋机转速过高12.盾构同步注浆的注浆压力一般控制在（）。A.0.1~0.3MPaB.0.5~1.0MPaC.1.0~2.0MPaD.2.0~3.0MPa13.盾构管片的抗渗等级通常要求不低于（）。A.P6B.P8C.P10D.P1214.盾构掘进过程中，“超挖”的主要目的是（）。A.提高推进速度B.调整盾构姿态C.减少地面沉降D.降低刀盘扭矩15.盾构机的“铰接装置”主要作用是（）。A.增加盾构长度B.提高推进力C.增强转向灵活性D.降低主轴承负载16.盾构穿越既有建（构）筑物时，控制地面沉降的关键措施是（）。A.加快推进速度B.减少注浆量C.精确控制土仓压力D.降低刀盘转速17.盾构施工中，“二次注浆”的主要目的是（）。A.填充同步注浆未填满的空隙B.提高管片早期强度C.降低注浆成本D.加快施工进度18.盾构机“盾尾间隙”的合理范围一般为（）。A.20~40mmB.50~70mmC.80~100mmD.120~150mm19.盾构掘进过程中，若遇到“喷涌”现象（渣土从螺旋机口大量涌出），应首先（）。A.提高螺旋机转速B.关闭螺旋机闸门C.增大土仓压力D.停止推进20.盾构管片拼装完成后，需进行“螺栓复紧”的主要原因是（）。A.防止管片错台B.抵消注浆压力引起的变形C.提高管片抗剪能力D.以上均是二、多项选择题（每题3分，共10题，合计30分，每题至少2个正确选项）1.盾构机选型时需考虑的主要因素包括（）。A.地质条件B.隧道埋深C.地面环境D.施工成本2.土压平衡盾构的渣土改良材料通常有（）。A.泡沫剂B.膨润土C.高分子聚合物D.水泥3.盾构始发前需完成的准备工作包括（）。A.洞门地层加固B.反力架安装C.盾构机调试D.管片预制4.盾构姿态控制的主要监测参数有（）。A.盾构机水平偏差B.盾构机垂直偏差C.盾构机俯仰角D.盾构机旋转角5.盾构同步注浆的技术要求包括（）。A.注浆量需填充理论空隙的120%~150%B.注浆压力需略高于静止土压力C.浆液初凝时间应小于2小时D.浆液需具备良好的和易性6.盾构管片碎裂的常见原因有（）。A.管片拼装时受力不均B.盾尾间隙过小C.注浆压力过高D.管片养护不足7.盾构穿越富水砂层时的风险控制措施包括（）。A.加强渣土改良B.减小推进速度C.提高同步注浆压力D.提前降水8.盾构机主轴承故障的主要表现有（）。A.扭矩异常增大B.主轴承温度升高C.盾体振动加剧D.推进速度加快9.盾构施工中，地面隆起的可能原因是（）。A.土仓压力过高B.同步注浆量过大C.盾构超挖D.渣土改良过稀10.盾构接收阶段的关键控制要点包括（）。A.精确控制盾构姿态B.提前破除洞门C.加强洞门密封D.控制最后50环掘进参数三、判断题（每题1分，共10题，合计10分，正确打“√”，错误打“×”）1.盾构机刀盘开口率越大，越适用于硬岩地层。（）2.土压平衡盾构的土仓压力应略大于隧道埋深对应的静止土压力。（）3.盾构同步注浆应在管片脱离盾尾后立即进行。（）4.盾构管片拼装时，应优先安装邻接块，再安装标准块。（）5.盾构机铰接油缸的主要作用是调整盾构机的前后姿态差。（）6.盾构穿越建筑物时，推进速度越快，对地层扰动越小。（）7.盾构施工中，“负环管片”是指位于工作井内、不参与隧道结构的临时管片。（）8.盾构螺旋输送机的转速越高，出土量越大，因此应尽可能提高转速以加快施工进度。（）9.盾构主轴承润滑油的温度超过80℃时，应立即停机检查。（）10.盾构二次注浆通常采用水泥-水玻璃双液浆，以快速凝固填充空隙。（）四、简答题（每题8分，共5题，合计40分）1.简述土压平衡盾构（EPB）的工作原理。2.列举盾构姿态控制的主要方法及控制标准。3.说明同步注浆的作用及关键技术参数要求。4.分析盾构掘进过程中地面沉降的主要原因，并提出3项控制措施。5.简述盾构机选型的主要依据（需结合地质、环境、隧道参数等因素）。五、案例分析题（每题15分，共2题，合计30分）案例1：某地铁盾构区间穿越长江，隧道埋深15m，地层为粉细砂层（渗透系数1×10⁻³cm/s），地下水位与江面平齐。掘进过程中，监测到盾尾后方3环位置地面沉降速率达5mm/d（控制标准≤3mm/d），同时螺旋机出土口出现“喷涌”现象（渣土含大量地下水）。问题：（1）分析地面沉降超标及“喷涌”的主要原因。（2）提出针对性的处理措施。案例2：某盾构隧道掘进至200环时，操作手发现刀盘扭矩由正常2500kN·m突然升至4000kN·m，推进速度由40mm/min降至10mm/min，同时主轴承温度从55℃升至70℃。经检查，刀具磨损量均小于10mm（设计允许值≤15mm），渣土改良参数（泡沫注入率、膨润土掺量）正常。问题：（1）分析刀盘扭矩异常增大的可能原因。（2）提出应急处理措施及后续预防建议。答案一、单项选择题1.C2.B3.B4.B5.A6.A7.B8.B9.B10.A11.C12.A13.B14.B15.C16.C17.A18.A19.B20.D二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABD6.ABCD7.ABCD8.ABC9.AB10.ACD三、判断题1.×（开口率大适用于软土，硬岩需小开口率提高破岩效率）2.√（土仓压力需平衡地层压力，防止坍塌或隆起）3.×（同步注浆在管片拼装过程中持续进行，盾尾脱离后需补充注浆）4.×（拼装顺序为标准块→邻接块→K块）5.√（铰接油缸通过调整前后盾相对位置控制姿态）6.×（推进速度过快可能导致土仓压力波动，加剧扰动）7.√（负环管片用于提供始发反力，后期拆除）8.×（螺旋机转速需与推进速度匹配，过快可能导致土仓压力失稳）9.√（主轴承高温可能是润滑不足或磨损，需停机排查）10.√（双液浆凝固快，适合二次补注）四、简答题1.土压平衡盾构工作原理：通过刀盘切削地层，渣土经刀盘开口进入土仓，螺旋输送机将土仓内渣土排出。施工中通过调节推进速度（控制进土量）和螺旋机转速（控制出土量），使土仓内渣土压力与开挖面地层水土压力保持平衡，从而稳定开挖面，减少地层扰动。2.盾构姿态控制方法及标准：-方法：①调整推进油缸分区压力（通过控制不同区域油缸推力差实现转向）；②利用铰接油缸调整前后盾相对角度；③合理选择超挖刀进行局部超挖辅助纠偏；④优化渣土改良，减少推进阻力。-控制标准：水平/垂直偏差≤50mm（设计允许值），俯仰角≤0.5°，旋转角≤1°（避免管片扭转）。3.同步注浆作用及技术参数：-作用：填充盾尾间隙（盾壳与管片间的环形空隙），防止地层因失去支撑而沉降；限制管片位移，提高隧道结构稳定性；形成早期防水屏障，减少地下水渗透。-技术参数：①注浆量=π×（D²-d²）/4×L×1.2~1.5（D为盾构外径，d为管片外径，L为环宽，1.2~1.5为填充系数）；②注浆压力=静止土压力+0.1~0.2MPa（一般0.2~0.4MPa）；③浆液性能：初凝时间4~8小时（兼顾早期强度与施工连续性），坍落度180~220mm（保证可注性），结石率≥95%（减少收缩）。4.地面沉降原因及控制措施：-主要原因：①同步注浆量不足或注浆不及时，盾尾间隙未有效填充；②土仓压力低于地层水土压力，开挖面土体失稳坍塌；③渣土改良效果差，渣土流动性不足，导致刀盘“啃土”扰动地层；④盾构姿态调整频繁，超挖量过大；⑤地下水位下降（如地层渗透性强时注浆不密水）。-控制措施：①按设计要求120%~150%注入同步注浆量，必要时补充二次注浆；②实时监测土仓压力，调整推进速度与螺旋机转速，保持压力平衡；③优化泡沫/膨润土注入参数，提高渣土塑流性；④控制纠偏幅度（单次纠偏量≤5mm/环），减少超挖。5.盾构选型依据：-地质条件：硬岩地层选岩石盾构（配备滚刀），软土/砂层选土压平衡或泥水平衡盾构（土压平衡适用于渗透性低地层，泥水适用于高渗透性地层）；-隧道参数：直径匹配隧道设计断面，长度影响盾构主驱动功率（长距离需高可靠性主轴承）；-地面环境：穿越密集建筑物/河流时，选对地层扰动小的机型（如泥水平衡盾构）；-施工要求：工期紧张时选大直径、高推进速度机型；低净空场地选小尺寸后配套；-经济性：综合考虑设备购置、维护、渣土处理成本（如泥水平衡需泥浆循环系统，成本较高）。五、案例分析题案例1（1）原因分析：①粉细砂层渗透性较强，同步注浆浆液（水泥砂浆）凝固前易被地下水稀释，导致注浆体收缩，盾尾间隙填充不密实，引发地面沉降；②土仓压力控制不足（可能低于地层水压力），砂层中土颗粒随地下水渗入土仓，螺旋机出土时地下水携带砂粒涌出（“喷涌”），进一步导致地层损失；③盾构推进速度与螺旋机出土速度不匹配，土仓内渣土未形成有效“土塞”，无法阻隔地下水。（2）处理措施：①调整同步注浆材料：改用水泥-水玻璃双液浆（初凝时间30~60秒），快速凝固防止浆液流失；②提高土仓压力至略高于地层水压力（计算：水压力=15m×10kPa/m=150kPa，土压力=15m×18kPa/m×0.5=135kPa，总压力控制在300~350kPa）；③降低螺旋机转速，关闭螺旋机出土口闸门，采用“间歇出土”模式（推进50mm→出土50mm），利用渣土在螺旋机内形成“土塞”阻隔地下水；④对沉降区域进行跟踪注浆（通过管片注浆孔注入聚氨酯或水泥浆），填充地层空隙；⑤加密监测频率（由每日1次改为4小时1次），实时调整参数。案例2（1）可能原因：①主轴承润滑系统故障（如润滑油泵堵塞、油位不足），导致轴承摩擦阻力增大；②主驱动齿轮箱故障（齿轮磨损、啮合不良），传动效率降低；③刀盘背面结泥饼（渣土改良过干，在刀盘与土仓隔板间堆积，增加旋转阻力）；④地层突变（如前方遇孤石或硬岩夹层，刀盘切削阻力骤增）。（2）应急处理及预防建议：应急处理：①立即停机，关闭刀盘驱动，检查主轴承润滑油压力、温度及油位（正常油位应≥视镜2/3，压力≥