盾构施工试题及答案

盾构施工试题及答案一、单项选择题（共20题，每题1分。每题的备选项中，只有1个最符合题意）1.适用于渗透系数大于10^-4m/s、高水压砂卵石地层，且需通过泥浆环流系统维持开挖面稳定的盾构类型是（）A.土压平衡盾构B.泥水平衡盾构C.敞开式盾构D.复合盾构2.土压平衡盾构掘进过程中，用于平衡开挖面水土压力的核心介质是（）A.膨润土泥浆B.塑流化改良后的渣土C.压缩空气D.同步注浆浆液3.盾构始发基座安装时，轨道轴线与隧道设计轴线的偏差允许值是（）A.±5mmB.±10mmC.±20mmD.±30mm4.盾构始发洞门凿除施工时，当围护结构采用地下连续墙形式，凿除作业需分层进行，最后一层钢筋割除应在盾构刀盘抵近掌子面时完成，常规分层数量为（）A.2层B.3层C.4层D.5层5.盾构同步注浆的浆液初凝时间一般要求控制在（）范围，以适配盾构掘进速度，避免浆液流入土舱或管片后方沉降过大A.1~2hB.3~5hC.6~8hD.10~12h6.成型隧道验收规范要求，相邻环管片的环面错台允许值不大于（）A.5mmB.10mmC.15mmD.20mm7.泥水平衡盾构掘进过程中，直接决定泥膜形成质量、是维持开挖面稳定核心影响因素的泥浆指标是（）A.黏度B.比重C.含砂率D.失水量8.盾构带压进舱作业时，舱内压力波动值不得超过（），作业人员需严格按规程进行加压、减压流程，避免减压病A.±0.005MPaB.±0.01MPaC.±0.02MPaD.±0.05MPa9.土压平衡盾构掘进过程中，当出现推力异常增大、刀盘扭矩骤降、渣土温度超过（）时，需立即停机排查结泥饼风险A.40℃B.50℃C.60℃D.70℃10.曲线半径小于300m的小半径曲线段盾构掘进时，为控制隧道轴线偏差，每环掘进的姿态纠偏量不宜超过（），避免管片受力不均开裂A.5mmB.10mmC.15mmD.20mm11.盾构到达接收段施工时，距离接收洞门围护结构（）位置时，应降低掘进速度、控制总推力，逐步降低土舱压力，避免推力过大顶破洞门围护结构A.5mB.10mC.15mD.20m12.管片拼装作业时，封顶块径向插入过程中，需先与邻接块保持不小于（）设计长度的搭接量，再缓慢径向顶推就位，避免顶裂管片边角A.1/2B.2/3C.3/4D.4/513.盾构二次注浆的核心作用是（）A.填充管片壁后初期同步注浆的收缩空隙，控制地层后期沉降B.平衡开挖面水土压力C.润滑盾体减小掘进阻力D.改良渣土流塑性14.下列盾构施工监测项目中，属于一级监测等级必测项目的是（）A.盾构管片内力B.周边建筑物倾斜C.地层深层水平位移D.盾尾间隙15.土压平衡盾构在黏土地层掘进时，渣土改良最常用的改良剂是（）A.膨润土泥浆B.泡沫C.聚合物D.水泥浆16.盾构盾尾密封刷的注脂压力一般要求比该位置的地层水土压力高（），防止盾尾漏浆漏砂A.0.05~0.1MPaB.0.1~0.2MPaC.0.2~0.3MPaD.0.3~0.4MPa17.盾构掘进过程中，当实测地面沉降值连续3天超过（）mm/d时，需立即启动预警响应，调整掘进参数和注浆量A.1B.2C.3D.518.复合盾构在软硬不均地层掘进时，刀盘转速应控制在（）范围，减少刀盘偏磨和刀具冲击损坏A.0.5~1r/minB.1~2r/minC.2~3r/minD.3~4r/min19.盾构始发前，洞门圈安装的帘布橡胶板配套折叶翻板的朝向应为（），防止掘进时泥浆、渣土从洞门间隙涌出A.盾构掘进方向（隧道内侧）B.洞门外侧（工作井方向）C.垂直洞门平面方向D.任意方向20.盾构常压换刀作业时，需确保开挖面自稳能力满足要求，且开挖面渗水量小于（）时方可开舱作业A.0.1L/(m²·min)B.0.5L/(m²·min)C.1L/(m²·min)D.2L/(m²·min)二、多项选择题（共10题，每题2分。每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得0.5分）1.盾构选型的核心依据包含（）A.工程地质与水文地质条件B.隧道断面尺寸与长度C.周边环境控制要求D.施工进度计划E.施工单位现有设备数量2.土压平衡盾构掘进的核心控制参数包含（）A.土舱压力B.刀盘扭矩与转速C.总推力与推进速度D.同步注浆压力与注浆量E.盾构机整机重量3.盾构始发施工的关键风险点包含（）A.洞门破除时涌水涌砂B.始发基座变形导致盾构姿态超限C.盾尾密封失效漏浆D.始发段反力架强度不足变形失稳E.盾构刀盘正常磨损4.管片拼装常见质量缺陷包含（）A.管片错台B.管片裂缝与掉角C.环缝张开D.螺栓未拧紧导致管片环变形E.同步注浆量不足5.泥水平衡盾构环流系统的作用包含（）A.将切削下来的渣土携带排出至地面泥水处理系统B.维持开挖面泥浆压力平衡水土压力C.向开挖面输送新鲜泥浆形成泥膜D.冷却刀盘与主驱动轴承E.承担管片壁后同步注浆功能6.盾构施工中造成地面过大沉降的可能原因有（）A.土舱压力设置低于实际水土压力B.同步注浆量不足、浆液填充率不够C.盾构姿态纠偏量过大导致地层扰动D.盾构掘进过程中超挖渣土E.盾尾密封漏浆导致地层损失7.下列关于盾构带压进舱作业的要求，说法正确的有（）A.进舱作业人员必须经过专业培训，持有带压作业资格证书B.舱内压力应根据开挖面位置的水土压力计算确定，作业过程中安排专人监控压力变化C.作业过程中舱内严禁使用明火，照明电压不得超过24VD.减压过程必须严格按照规定的减压方案执行，严禁快速减压E.带压作业时间可根据现场作业进度灵活调整，无需控制时长8.盾构在砂卵石地层掘进时，易出现的施工问题有（）A.刀具磨损严重，换刀频率高B.渣土排出困难，易出现堵舱、堵泵问题C.开挖面稳定性差，易发生涌水涌砂D.地层空隙大，同步注浆浆液流失量大易导致沉降E.刀盘易结泥饼9.盾构接收施工的正确做法包含（）A.接收前对接收洞门位置进行复核，测量盾构实际姿态，提前逐步纠偏B.接收段10m范围降低掘进参数，逐步减小土舱压力，平稳抵达接收基座C.洞门围护结构凿除后应尽快让盾构推上接收基座，缩短掌子面暴露时间D.盾构接收就位后，及时对洞门圈进行密封注浆，防止洞门渗漏E.接收时为加快进度，可快速掘进直接冲上接收基座10.盾构施工过程中，日常需检查维护的设备系统包含（）A.盾尾密封系统油脂注入情况B.主驱动润滑与密封系统油位、温度C.同步注浆系统管路通畅情况D.刀具磨损量检测E.管片止水条出厂质量证明文件核查三、判断题（共15题，每题1分。请对题目表述进行判断，正确打√，错误打×）1.土压平衡盾构在富水砂层掘进时，应将土舱压力设置为比理论计算的静止水土压力高0.02~0.03MPa，防止开挖面失稳沉降。（）2.盾构管片拼装时，应先拼装封顶块，再依次拼装邻接块和标准块，最后锁紧纵向螺栓。（）3.泥水平衡盾构停机时，应保持泥浆系统压力稳定，按规程定期循环泥浆，防止开挖面坍塌。（）4.盾构掘进过程中，为提高施工效率，可长时间采用最大推力和最高转速掘进，加快掘进速度。（）5.盾构始发端头加固的质量要求为：加固土体单轴抗压强度不低于0.8MPa，渗透系数不大于1.0×10^-6cm/s，保证洞门破除时掌子面稳定。（）6.管片螺栓拧紧应分三次完成，即拼装时初拧、掘进过程中复拧、管片脱出盾尾后终拧。（）7.盾构在曲线段掘进时，可通过调整左右区推进油缸的压差实现转向，曲线内侧油缸推力应大于外侧油缸推力。（）8.盾构施工过程中，当发现盾尾有少量漏浆时，可通过加大盾尾油脂注入压力和注入量的方式进行密封封堵，无需立即停机处理。（）9.土压平衡盾构的出土量应与理论开挖土方量保持匹配，出土量偏差控制在±5%以内，出土量超挖过多易导致地面沉降。（）10.盾构机主驱动轴承采用油脂+齿轮油组合密封时，注脂压力应低于齿轮油压力0.05MPa，防止齿轮油泄漏。（）11.盾构接收基座安装时，基座高程应比盾构轴线设计高程低20~30mm，防止盾构“磕头”导致就位困难。（）12.复合盾构配备的滚刀主要用于挤压切削硬岩地层，齿刀、刮刀主要用于刮削软土、砂层及全风化岩层。（）13.盾构二次注浆常采用水泥-水玻璃双液浆，浆液凝结时间可通过调整水玻璃掺量控制，凝结速度快，可快速填充空隙止水。（）14.盾构施工时，当遭遇直径大于1m的地下管线、且管线与隧道净距小于1m时，应将监测等级调整为一级，加密监测频率。（）15.盾构拆机吊出作业时，应先拆除刀盘、主驱动等重型前端部件，再依次拆除中盾、尾盾、管片拼装机等内部构件，吊装作业半径范围内严禁站人。（）四、简答题（共4题，每题5分）1.简述土压平衡盾构施工中刀盘结泥饼的主要原因及处置措施。2.简述盾构始发洞门涌水涌砂的主要预防措施。3.简述盾构同步注浆的主要作用及质量控制要点。4.简述盾构施工中管片错台过大的主要诱发原因。五、案例分析题（共2题，每题15分）1.某城市地铁区间隧道采用土压平衡盾构施工，隧道埋深12~15m，主要穿越地层为粉质黏土、富水粉砂层，地下水位位于地面下3m，区间侧穿一栋6层砖混居民楼，楼房为条形基础，与隧道结构最小净距为4.5m。施工过程中出现以下现象：（1）掘进至居民楼影响区段时，监测数据显示居民楼沉降速率连续3天达到3mm/d，累计沉降量已达22mm，接近设计规定的30mm报警值；（2）现场参数排查发现，该段土舱压力设置为0.12MPa，比理论计算静止水土压力低0.04MPa，同步注浆填充率仅为95%，2路同步注浆管路存在堵塞情况；（3）盾构姿态调整时每环纠偏量达到12~18mm，已成型管片存在15~20mm的环向错台，局部管片接缝存在渗漏水情况。问题：（1）分析该段居民楼沉降过大的主要原因；（6分）（2）针对当前沉降超标风险应采取哪些处置措施？（5分）（3）指出管片错台、渗漏水问题的整改要点。（4分）2.某过江隧道采用泥水平衡盾构施工，江中段最大水压力为0.45MPa，隧道主要穿越中粗砂、圆砾地层，地层平均渗透系数达到5×10^-3m/s。盾构掘进至江中段时，出现以下问题：（1）泥浆指标检测显示，泥浆比重为1.05g/cm³，马氏漏斗黏度为18s，失水量为30mL/30min，开挖面压力波动幅度达到0.05MPa，巡查发现江面有气泡冒出，经声呐检测江底出现局部2m直径的塌陷坑；（2）环流系统排浆管频繁堵塞，排渣效率低，刀盘扭矩波动幅度达到40%，盾构推力较正常段升高40%；（3）盾尾位置出现少量泥浆渗漏，渗漏量达到2m³/h，且有增大趋势。问题：（1）分析江底塌陷的主要原因，说明该地层条件下泥浆指标的调整方向；（7分）（2）分析环流系统排浆管堵塞的原因及解决措施；（5分）（3）简述当前盾尾渗漏的处置方法。（3分）参考答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.B5.B6.B7.D8.B9.C10.A11.B12.B13.A14.B15.B16.B17.B18.A19.A20.A二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABCDE7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD三、判断题1.√2.×3.√4.×5.√6.√7.×8.√9.√10.×11.×12.√13.√14.√15.×四、简答题1.（1）主要原因：①地层因素：穿越黏性土、黏质粉土等黏粒含量高的地层时，渣土黏聚力大，易黏附在刀盘面板、土舱壁及搅拌臂上；②参数因素：刀盘转速过高、掘进推力过大，摩擦生热导致渣土温度升高，水分蒸发后渣土固结黏结；土舱压力设置过高，渣土压实度大、排渣不畅；③改良因素：渣土改良效果差，泡沫、分散剂注入量不足，渣土流塑性未达到要求，黏性颗粒易聚集黏结；④流程因素：长时间停机时未对土舱内渣土进行定期转动搅拌，渣土静置固结。（2分）（2）处置措施：①出现结泥饼征兆时，立即降低推力、刀盘转速，加大泡沫及分散剂注入量，适当降低土舱压力，低速空转刀盘使表层泥饼松散，通过螺旋输送机排出；②若泥饼固结严重，可向土舱内注入膨润土泥浆、黏土分散剂，浸泡4~6h后低速转动刀盘搅拌，剥离固结泥饼；③上述措施无效时，在确保开挖面稳定的前提下，按规范开展带压进舱作业，人工清理刀盘及舱壁固结泥饼；④后续黏土地层掘进时，严格控制掘进参数，保障渣土改良效果，控制土舱温度不超过60℃，避免长时间高负荷掘进，每掘进2~3环低速空转刀盘1~2min，防止渣土黏结。（3分）2.盾构始发洞门涌水涌砂的预防措施如下：①端头加固质量核验：始发前通过钻孔取芯、水位观测等方式检验洞门端头加固效果，确保加固范围、土体强度（无侧限抗压强度≥0.8MPa）、渗透系数（≤1×10^-6cm/s）满足要求，若存在加固盲区或强度不足，提前采取补注浆、高压旋喷等方式补强；（1分）②洞门密封安装：洞门圈按设计安装帘布橡胶板、折叶翻板，检查橡胶板无破损、翻板转动灵活，折叶翻板朝向隧道掘进方向，确保盾构推进时帘布紧贴盾壳形成密封；（1分）③凿除工序管控：洞门凿除分三层开展，先凿除外层混凝土、割除外排钢筋，再凿除中层混凝土，最后保留200mm厚内层混凝土及内排钢筋，待盾构刀盘抵近掌子面（距掌子面≤50cm）时快速割除剩余钢筋、清理渣土，缩短掌子面暴露时间；凿除前在洞门圈布置水位观测孔，若检测到高承压水或渗漏水，先注浆封堵再开展凿除作业；（2分）④应急准备：洞门附近备足双液注浆设备、水泥、水玻璃、沙袋、钢板等应急物资，安排专人值守，一旦出现少量涌水涌砂立即通过洞门预留注浆孔注入双液浆封堵，渗漏量较大时及时用沙袋反压、封闭掌子面，重新加固后再施工。（1分）3.（1）主要作用：①及时填充盾尾脱离管片后形成的环形建筑空隙，减少地层损失，控制地面及周边建（构）筑物沉降；②浆液凝固后均匀包裹管片，稳定管片环位置，防止管片在浮力、地层压力作用下移位、变形；③形成管片外围连续防水屏障，阻断地下水渗流通道，提高隧道整体防水性能；④均匀传递地层围岩压力，避免管片局部受力过大出现开裂、错台。（2分）（2）质量控制要点：①浆液配合比应根据地层条件通过试验确定，具备良好的和易性、流动性，初凝时间控制在3~5h，固结体28d强度不低于2.5MPa；②注浆压力控制为比断面位置水土压力高0.1~0.2MPa，避免压力过高击穿盾尾密封或劈裂地层，压力过低导致填充不密实；③注浆量根据理论空隙体积结合地层空隙率确定，填充率控制在130%~250%，砂卵石地层取高值、软土地层取低值，采用注浆压力与注浆量双控标准；④注浆作业与盾构掘进同步开展，盾尾脱出管片环后及时注浆，避免地层应力释放产生变形；⑤定期检查注浆管路，每次注浆完成后及时清洗管路，防止浆液凝固堵塞。（3分）4.管片错台过大的主要诱发原因包括：①盾构姿态控制不当，单次纠偏量过大（每环纠偏量超过10mm），导致盾尾间隙分布不均，管片脱出盾尾时被盾壳挤压错位；②管片拼装质量差，拼装时未对齐环面基准，螺栓初拧扭矩不足，相邻管片环面存在夹角；③同步注浆不均匀，管片一侧注浆压力过高、注浆量过大，另一侧注浆不足，管片在不均匀浆液压力作用下偏移；④盾构掘进总推力过大，推进油缸撑靴对管片局部施加的压力超过管片承受能力，导致管片环移位；⑤盾构姿态存在“磕头”或上仰趋势，盾尾刷局部挤压管片，造成管片环向错台；⑥管片螺栓未按要求完成三次拧紧作业，管片脱出盾尾后受地层压力、浮力作用产生环间错位。（每点1分，答满5点即可得5分）五、案例分析题1.（1）沉降过大的主要原因：①土舱压力设置不足，比实际静止水土压力低0.04MPa，无法平衡开挖面水土压力，导致开挖面前方粉砂层向土舱方向回缩变形，引发掌子面位置地层损失；（2分）②同步注浆填充率仅为95%，远低于规范要求的130%~180%的控制标准，且存在注浆管路堵塞问题，盾尾环形空隙未被有效填充，管片壁后形成空洞，地层应力释放引发下沉，直接带动上方建筑物沉降；（2分）③盾构姿态纠偏过猛，每环纠偏量达到12~18mm，远超小纠偏量、勤调整的控制要求，大幅扰动周边粉砂层结构，破坏土体原有应力平衡，进一步加剧地层变形。（2分）（2）处置措施：①立即调整掘进参数，将土舱压力提升至比静止水土压力高0.02~0.03MPa，保持匀速掘进，速度控制在20~30mm/min，严格管控螺旋机出土量，出土量偏差不超过2%，严禁超挖；（1分）②立即疏通堵塞的同步注浆管路，适当提高同步注浆压力，将同步注浆填充率提升至150%~180%，同步对已成型隧道段的壁后空隙进行二次补注水泥-水玻璃双液浆，快速填充空隙，遏制地层持续沉降；（2分）③启动一级监测响应，将居民楼监测频率加密至每2小时1次，实时跟踪沉降及裂缝发展情况，若沉降持续发展，从地面向楼房基础下方土层进行补偿注浆，抬升沉降区域土体；安排专人24h巡查楼房结构，若出现结构开裂等危险情况及时疏散居民；（1分）④优化姿态控制方案，每环纠偏量控制在5mm以内，减少对地层的扰动。（1分）（3）整改要点：①管片错台整改：调整盾构姿态，将盾尾四周间隙差控制在20mm以内，避免盾尾挤压管片；拼装时严格对齐环面，按扭矩要求初拧螺栓，管片脱出盾尾后及时完成复拧、终拧；对错台部位通过整环拉紧螺栓逐步调整，错台超过20mm的部位进行打磨平顺处理。（2分）②渗漏水整改：根据渗漏程度分类处置，少量湿渍部位涂抹水泥基渗透结晶材料做表面封闭；线状漏水部位先通过壁后注浆封堵渗水通道，再采用嵌缝法填充密封胶，表面用环氧砂浆封闭。（2分）2.（1）江底塌陷的主要原因：①泥浆指标不满足圆砾、中粗砂高渗透地层的护壁要求，泥浆比重仅1.05g/cm³、马氏黏度仅18s、失水量达30mL/30min，泥浆黏度过低、失水量过大，无法在开挖面形成致密稳定的泥膜，泥浆