盾构施工考试题及答案

盾构施工考试题及答案一、填空题（每空1分，共20分）1.根据《盾构法隧道施工及验收规范》要求，整体始发工况下盾构始发工作井净长不应小于盾构主机长度加____m的作业预留空间；分体始发工况下工作井最小净长不宜小于盾构主机长度加____m的组装作业空间。2.土压平衡盾构掘进时，密封土舱的土压力设定值应以开挖面____、____为基础，叠加20~30kPa的预备压力，防止开挖面失稳。3.盾构同步注浆的压力设定应综合考虑地层水土压力、管片强度、管路阻力等因素，宜比开挖面静止水土压力高____MPa，注浆量宜为理论建筑空隙的____，具体根据地层损失情况动态调整。4.盾构始发、接收端头采用水泥系加固时，加固后土体无侧限抗压强度不应小于____MPa，渗透系数不应大于____cm/s，且无松散夹层或渗漏通道。5.盾构成型隧道的轴线平面位置、高程允许偏差均为____mm；相邻管片径向错台允许偏差为____mm，环向错台允许偏差为10mm。6.盾构带压进仓作业时，仓内压力应按开挖面水土压力计算值设定，压力波动范围不得超过____MPa；在透水砂层带压作业前应预先形成合格泥膜，进仓作业压力宜比理论平衡压力高____MPa。7.盾构掘进至距接收工作井____m时，应组织对盾构姿态、接收条件进行全面复核，编制专项接收方案；掘进至距接收井____m时应加密测量频次至每环1测，动态调整姿态保证精准接收。8.盾尾密封油脂的注入压力应高于盾尾同期外部水土压力、同步注浆压力____MPa，油脂注入应遵循____、按需补注的原则，确保油脂充分填充密封刷间隙，防止盾尾漏浆、涌水涌砂。9.泥水平衡盾构在中粗砂层掘进时，泥浆黏度宜控制在____s（马氏漏斗黏度），泥浆比重宜控制在1.10~1.25g/cm³，含砂率不应大于____%。10.盾构姿态纠偏应严格遵循“勤纠、缓纠、适度”的原则，每环平面、高程方向的纠偏量不宜大于____mm，曲线段掘进应提前计算____设置预偏量，杜绝急纠猛纠造成管片破损、轴线侵限。二、单项选择题（每题1分，共15分）1.盾构始发前洞门凿除作业的前置条件不包含（）A.端头加固完成并经检测各项指标达到设计要求B.洞门密封装置安装完成并验收合格C.盾构主机及后配套系统调试完成具备始发条件D.隧道内运输轨道铺设完成100m以上2.土压平衡盾构在富水砂层掘进时，下列哪项渣土改良材料的核心作用是降低渣土渗透性、防止喷涌（）A.分散剂B.膨润土泥浆C.水D.缓凝剂3.盾构管片拼装作业的正确顺序是（）A.先拼装下部标准块，再拼装邻接块，最后拼装封顶块B.先拼装邻接块，再拼装下部标准块，最后拼装封顶块C.先拼装封顶块，再拼装标准块，最后拼装邻接块D.无固定顺序，可根据作业便利随机拼装4.同步注浆施工中，若注浆压力突然升高、注浆量骤降，最可能的原因是（）A.盾尾空隙过大B.注浆管路堵塞C.地层孔隙率大D.浆液稠度过低5.盾构在硬岩地层掘进时，滚刀刀圈的正常磨损极限一般为（），超过限值应及时换刀。A.5mmB.10mmC.20mmD.50mm6.泥水平衡盾构掘进过程中，若泥水舱压力持续低于设计设定值，最易引发的风险是（）A.掌子面坍塌、地层沉降B.地面隆起C.管片上浮D.盾尾漏浆7.管片脱出盾尾后，应在管片脱离盾尾（）范围内完成连接螺栓的第三次复紧，消除螺栓应力松弛造成的接缝渗漏。A.1环B.3环C.10环D.20环8.盾构穿越高速铁路路基段时，路基面的累计沉降允许控制值为（），超出限值应立即停机处置。A.5mmB.10mmC.30mmD.50mm9.盾构分体始发时，负环管片的拆除时机应满足（）要求，防止盾构推力不足或反力系统失稳。A.盾构掘进总推力小于反力架设计荷载B.盾构主机全部进入土体、盾尾通过洞门密封且管片与周边地层摩擦力满足掘进反力要求C.始发井内后续台车全部连接完成D.同步注浆系统运行正常10.下列哪项指标是判断泥水平衡盾构泥浆成膜质量的核心指标（）A.pH值B.含砂率C.闭气性D.胶体率11.土压平衡盾构掘进时，若刀盘扭矩持续超过额定扭矩的（），应立即降低推进速度、调整改良参数，防止设备过载损坏。A.30%B.50%C.75%D.100%12.盾构掘进过程中，出现盾尾少量漏浆时，下列处置措施错误的是（）A.适当提高同步注浆压力，加快注浆速度B.加大漏点附近区域的盾尾油脂注入量，提高注脂压力C.调整盾构姿态，减少盾尾间隙偏差D.漏浆严重时暂停掘进，采用海绵条、堵漏材料封堵间隙13.管片拼装成环后，椭圆度的允许偏差为（）倍管片外径，超出限值应查找原因调整拼装参数。A.5‰B.10‰C.20‰D.50‰14.下列哪种地层条件下盾构掘进最易发生结泥饼风险（）A.富水砂卵石层B.中风化花岗岩层C.高黏性粉质黏土层、泥岩层D.砂砾层15.盾构施工期间，地下管线的沉降监测频率在掘进面前后（）范围内不应低于1次/天，关键管线应提高监测频次至2次/天。A.10mB.30mC.100mD.200m三、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.盾构始发前需验收的关键系统及结构包含（）A.始发基座、反力架的结构强度及安装精度B.洞门密封装置的密封性C.盾构推进、刀盘驱动、渣土输送、同步注浆、渣土改良等系统的运行可靠性D.端头加固的土体强度、渗透性、匀质性指标E.车站公共区装修施工进度2.土压平衡盾构喷涌事故的主要诱发原因有（）A.富水砂层、砾石层中渣土改良不到位，渣土渗透系数过大B.土舱压力设定波动大，地下水涌入土舱C.盾尾密封损坏，同步注浆浆液进入土舱D.螺旋输送机出土口保压装置失效E.推进速度过慢3.成型隧道管片出现错台、破损的主要原因有（）A.盾构姿态纠偏过急，盾尾间隙不均挤压管片B.管片拼装时定位不准确，螺栓紧固不到位C.同步注浆不饱满，管片受浮力作用偏移D.千斤顶推力分布不均，局部推力过大挤损管片E.管片进场验收不合格，存在外观缺陷或尺寸偏差4.盾构接收施工的主要风险点包含（）A.端头加固质量缺陷导致洞门涌水涌砂B.盾构姿态偏差过大导致接收时卡机、栽头C.洞门密封失效导致漏浆、周边地层沉降D.反力架变形失稳E.接收段管片连接强度不足造成环缝拉开5.带压进仓作业的安全管控要求包含（）A.作业人员必须经专业培训并取得带压作业资格证书，进仓前完成身体检查B.作业过程中安排专人实时监控仓内压力，压力波动值不得超过规范允许范围C.仓内配备应急供氧、通信、照明设备，制定应急救援预案并提前演练D.严格控制不同压力等级下的作业时长，按规定要求执行加压、减压流程E.作业人员可携带个人物品进仓，无需进行安全检查6.同步注浆浆液的性能应满足（）要求A.流动性好，可填充性强，不离析、不泌水B.初凝时间与掘进速度匹配，早期强度增长快C.硬化后收缩率小，抗渗性能好D.结石体强度不低于周围地层强度E.黏度越高越好，凝固时间越短越好7.盾构在曲线段掘进时，正确的控制措施有（）A.根据曲线半径、管片宽度计算所需千斤顶行程差，提前调整各分区推力B.适当放慢掘进速度，控制每环纠偏量，避免管片受挤压破损C.加强管片选型，配合使用楔形管片或调整衬砌环排版，拟合线路线型D.加大曲线外侧的同步注浆量，防止管片向曲线内侧偏移E.为提高掘进效率，可加大单次纠偏量快速回到设计轴线8.泥水平衡盾构施工中，泥浆的作用包含（）A.平衡开挖面水土压力，维持掌子面稳定B.携带、输送刀盘切削下来的渣土C.在开挖面形成泥膜，阻断地下水渗流通道D.冷却、润滑刀盘及刀具，减少刀具磨损E.填充盾尾建筑空隙9.盾构施工过程中应加密监测的工况有（）A.穿越既有建（构）筑物、地下管线、铁路、河流等风险源段B.小半径曲线段、大坡度段C.地层软硬交界、围岩等级突变段D.停机换刀、带压进仓作业期间E.长距离直线段正常掘进阶段10.盾尾密封损坏可能引发的风险有（）A.盾尾部位涌水涌砂，造成周边地层沉降B.同步注浆浆液漏失，盾尾空隙填充不饱满C.泥浆、渣土进入盾尾密封舱，加剧密封刷磨损D.管片接缝渗漏E.刀盘扭矩升高四、判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）1.盾构始发时，只要盾构刀盘抵到掌子面就可以开始全速掘进，无需逐步建立土压。（）2.管片连接螺栓应分别在拼装时、脱出盾尾前、脱出盾尾后3环位置分三次紧固，保证接缝密贴。（）3.富水砂层掘进时，可通过加大同步注浆量、适当提高土压设定值的方式控制地层沉降。（）4.端头加固完成后，仅需查看加固施工记录即可开展洞门凿除作业，无需进行现场取芯或物探检测。（）5.土压平衡盾构停机时间超过24h时，应定期转动刀盘防止渣土固结，同时保持土舱压力稳定，防止掌子面失稳。（）6.为提高掘进效率，盾构掘进时可始终保持最大推力、最高速度推进，无需考虑地层适应性。（）7.泥水平衡盾构在砂卵石地层掘进时，应适当提高泥浆黏度，增强泥膜的稳定性，防止掌子面坍塌。（）8.管片上浮多发生在硬岩地层、富水地层中，主要原因是同步注浆浆液初凝时间过长、注浆不饱满，管片受地下水浮力作用上移。（）9.盾构在掘进过程中若发现地面监测点沉降速率超过预警值，可继续掘进至当前环完成后再处置，无需停机排查。（）10.废弃渣土、施工废水应按环保要求分类处置，严禁随意排放污染周边环境。（）五、简答题（每题7分，共21分）1.简述土压平衡盾构掘进过程中土舱压力的设定依据，以及压力异常波动时的处置措施。2.简述盾构同步注浆施工的关键控制参数，以及施工过程中的质量管控要点。3.简述盾构始发端头加固的主要目的，以及加固效果的验证方法和合格判定标准。六、案例分析题（共14分）某城市地铁区间采用外径6.0m的土压平衡盾构施工，管片环宽1.5m，区间覆土厚度11~17m，穿越地层依次为杂填土层、粉质黏土层、饱和中粗砂层（地下水位埋深2.8m，渗透系数2.3×10^-2cm/s）。盾构始发后掘进至132m位置（进入饱和中粗砂层28m）时，监测数据显示：当日最大地面沉降量达14mm，累计沉降达38mm，超过30mm的控制值；现场巡查发现盾尾下部存在少量水泥浆渗漏，螺旋输送机出土口出现间歇性喷涌，渣土含水量大、和易性差；最近拼装完成的5环管片存在不同程度错台，最大错台量达13mm，部分环缝位置出现渗水痕迹。请结合上述场景回答以下问题：（1）分析该段施工出现沉降超标、喷涌、管片错台渗漏的主要原因。（2）针对上述问题，列举应采取的针对性处置措施。参考答案一、填空题答案1.3；1.52.静止土压力；静水压力3.0.02~0.05；130%~200%4.0.8；1.0×10^-75.±50；56.±0.01；0.01~0.027.100；108.0.05~0.1；压力控制9.22~35；410.10；千斤顶行程差二、单项选择题答案1.D2.B3.A4.B5.C6.A7.B8.B9.B10.C11.C12.A13.A14.C15.B三、多项选择题答案1.ABCD2.ABD3.ABCDE4.ABCE5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD四、判断题答案1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.√8.√9.×10.√五、简答题答案1.（1）土舱压力设定依据（3分）：①基础值计算：根据掘进断面埋深、土层物理力学参数、地下水位高程，计算开挖面位置的静止土压力与静水压力总和，作为压力设定的基础值；②余量修正：结合地层渗透性、地面环境敏感性，在基础值上叠加20~30kPa的预备压力，避免压力不足引发掌子面坍塌、压力过高引发地面隆起；③动态调整：穿越风险源、地层突变段时，结合实时监测数据、出土量状态对设定值进行动态优化，确保土舱压力与地层应力动态平衡。（2）异常波动处置措施（4分）：①土压持续偏低时，立即降低推进速度、减小螺旋输送机出土开度，排查是否存在涌水、超方问题，必要时向土舱内注入膨润土泥浆或优质泡沫提高舱内压力，待压力稳定、出土量正常后再恢复掘进；②土压持续偏高时，适当增大螺旋输送机出土量、降低总推力，排查是否存在刀盘结泥饼、出土口堵塞问题，避免压力过高造成地面隆起、设备过载；③土压波动幅度过大时，暂停掘进，检查渣土改良效果，排查是否存在舱内渣土固结、地下水集中渗流通道，调整改良参数至渣土和易性满足要求后再恢复掘进；④压力异常期间加密地面监测频率，根据沉降、隆起数据反向修正压力设定值，确保地层变形在控制范围内。2.（1）关键控制参数（3分）：①注浆压力：根据地层水土压力、管片抗压强度、管路阻力综合确定，压力值比开挖面静止水土压力高0.02~0.05MPa，避免压力过高击穿管片或冲损盾尾密封、压力过低导致填充不密实；②注浆量：按盾尾建筑空隙理论体积的130%~200%控制，富水砂层、松散砾石层取高值，完整硬岩地层取低值，结合注浆压力动态调整，兼顾压力与注浆量双控指标；③浆液性能：采用硬性浆液时坍落度控制在12~16cm，初凝时间控制在4~6h，硬化后1d强度不低于0.2MPa，28d强度不低于2.5MPa，泌水率小于3%，体积收缩率小于5%，满足填充密实性和结构强度要求。（2）质量管控要点（4分）：①坚持同步注浆与掘进同步作业，做到“不注浆、不掘进”，确保盾尾脱离管片形成的空隙被及时填充，减少地层沉降；②沿盾尾圆周对称布置4~6个注浆点，根据盾构姿态、盾尾间隙分布调整各点位注浆量，曲线段、姿态偏差段加大盾尾间隙较大一侧的注浆量，防止管片偏移；③每次注浆完成后及时清洗注浆管路，防止浆液凝固堵塞管路，定期对注浆泵、压力传感器进行校准，保证注浆参数计量准确；④同步注浆完成后，若监测发现沉降过大、壁后存在空洞，及时采用水泥浆或双液浆进行二次补注，补浆压力控制在0.3~0.5MPa，确保壁后空隙填充密实。3.（1）加固主要目的（2分）：①提高端头土体的自稳能力，避免洞门凿除后土体临空坍塌，为盾构始发、接收提供安全作业面；②形成封闭止水帷幕，阻断端头地层与地下水的水力联系，防止洞门位置涌水涌砂；③控制端头区域地层变形，避免盾构始发、接收阶段地层损失影响周边建（构）筑物、地下管线安全。（2）效果验证方法（3分）：①钻孔取芯法：在加固区域按均匀布点原则钻取芯样，观察芯样完整性、匀质性，室内检测芯样的无侧限抗压强度、渗透系数；②水平探孔法：洞门凿除前在洞门轮廓范围内施工不少于9个水平探孔，探孔深度穿透加固区域，观察探孔是否存在涌水涌砂、土体松散现象；③物探检测法：采用地质雷达、超声波透射法扫描加固区域，排查是否存在松散夹层、空洞、加固盲区。（3）合格判定标准（2分）：①芯样连续完整，无侧限抗压强度不低于0.8MPa，渗透系数不大于1.0×10^-7cm/s；②水平探孔无连续涌水涌砂，单孔出水量小于0.2L/min；③加固范围符合设计要求，纵向长度满足始发端大于主机长度加2m、接收端大于主机长度加1m的要求，横向覆盖隧道轮廓外不小于3m，无加固空白带。六、案例分析题答案（1）主要原因分析（8分）：①地层适配性不足：饱和中粗砂层渗透系数大、自稳能力差，土舱压力设定未充分考虑高水头压力影响，压力储备不足导致掌子面少量水土流失，引发地面沉降；渣土改良参数未匹配砂层特性，渣土和易性差、渗透系数大，高压地下水穿透渣土层涌入螺旋输送机造成喷涌，进一步加大出土量，形成沉降持续发展的恶性循环。②盾尾密封管控失效：盾尾间隙分布不均、注脂压力不足导致密封刷密封性能下降，同步注浆浆液从盾尾下部漏失，壁后空隙填充不饱满，地层失去支撑产生沉降；浆液漏失过程中冲刷盾尾油脂，进一