盾構(gòu)法施工試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列盾構(gòu)類型中，以壓縮空氣作為開挖面支護(hù)介質(zhì)的是（）。A.土壓平衡盾構(gòu)B.泥水平衡盾構(gòu)C.氣壓盾構(gòu)D.敞開式盾構(gòu)2.盾構(gòu)機刀盤的主要功能是（）。A.提供推進(jìn)反力B.切削土體并攪拌改良C.支撐隧道圍巖D.安裝管片3.土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)時，土倉內(nèi)渣土的理想狀態(tài)是（）。A.松散無流動性B.具有塑性流動性C.高滲透性D.高壓縮性4.盾構(gòu)同步注漿的主要目的是（）。A.提高管片強度B.填充盾尾間隙C.降低掘進(jìn)阻力D.防止刀盤磨損5.盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，若監(jiān)測到地面沉降速率突然增大，優(yōu)先應(yīng)調(diào)整的參數(shù)是（）。A.刀盤轉(zhuǎn)速B.推進(jìn)速度C.土倉壓力D.注漿量6.管片拼裝時，“K塊”的正確安裝順序是（）。A.先安裝標(biāo)準(zhǔn)塊，最后安裝鄰接塊，再安裝K塊B.先安裝鄰接塊，最后安裝標(biāo)準(zhǔn)塊，再安裝K塊C.先安裝標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊，最后安裝K塊D.先安裝K塊，再安裝標(biāo)準(zhǔn)塊和鄰接塊7.盾構(gòu)始發(fā)時，洞門密封裝置的主要作用是（）。A.固定盾構(gòu)機B.防止土體和泥漿涌出C.提供反力架支撐D.監(jiān)測地表沉降8.泥水平衡盾構(gòu)的排漿系統(tǒng)中，若進(jìn)漿流量為Q1，排漿流量為Q2，正常掘進(jìn)時應(yīng)滿足（）。A.Q1=Q2B.Q1>Q2C.Q1<Q2D.無固定關(guān)系9.盾構(gòu)機主軸承的潤滑方式通常為（）。A.脂潤滑B.油潤滑C.水潤滑D.固體潤滑10.盾構(gòu)掘進(jìn)中，管片“崩角”的主要原因是（）。A.注漿壓力過高B.拼裝時千斤頂頂力不均C.土體承載力不足D.刀盤扭矩過大二、填空題（每題2分，共20分）1.盾構(gòu)機的核心組成系統(tǒng)包括推進(jìn)系統(tǒng)、（）、排土系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。2.土壓平衡盾構(gòu)通過調(diào)節(jié)（）和（），使土倉壓力與開挖面水土壓力保持平衡。3.盾構(gòu)同步注漿材料的主要性能指標(biāo)包括（）、（）和結(jié)石體強度。4.盾構(gòu)掘進(jìn)的主要參數(shù)包括（）、（）、土倉壓力、刀盤扭矩和注漿量。5.管片拼裝的主要方式有（）和（）兩種，其中（）適用于大直徑盾構(gòu)。6.盾構(gòu)姿態(tài)控制的關(guān)鍵參數(shù)是（）和（），需通過（）系統(tǒng)實時監(jiān)測。7.盾構(gòu)接收時，洞門破除的順序通常為先破除（），再破除（），需控制破除速度以避免土體坍塌。8.泥水平衡盾構(gòu)的泥漿指標(biāo)主要包括（）、（）和含砂率。9.盾構(gòu)機主驅(qū)動密封的作用是防止（）和（）進(jìn)入主軸承內(nèi)部。10.盾構(gòu)施工中，地面沉降控制的“雙控標(biāo)準(zhǔn)”是（）和（）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述土壓平衡盾構(gòu)與泥水平衡盾構(gòu)的適用地層差異及核心工作原理。2.盾構(gòu)始發(fā)階段需完成哪些關(guān)鍵工序？簡述各工序的技術(shù)要點。3.分析盾構(gòu)掘進(jìn)過程中“噴涌”現(xiàn)象的成因及預(yù)防措施。4.管片錯臺（相鄰管片環(huán)間或塊間的高度差）的主要原因有哪些？如何預(yù)防和處理？5.盾構(gòu)姿態(tài)偏離設(shè)計軸線時，應(yīng)采取哪些調(diào)整措施？需注意哪些問題？四、案例分析題（共20分）某城市地鐵區(qū)間采用土壓平衡盾構(gòu)施工，隧道埋深12m，地層為粉質(zhì)黏土（滲透系數(shù)0.5m/d），地下水位埋深8m。掘進(jìn)至200環(huán)時，地表監(jiān)測點出現(xiàn)沉降超限（累計沉降-45mm，控制標(biāo)準(zhǔn)-30mm），且沉降速率持續(xù)增大（2mm/d）?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：-同步注漿量為理論間隙的80%（理論間隙1.5m3/環(huán)）；-土倉壓力設(shè)定值為0.12MPa（計算理論水土壓力0.15MPa）；-推進(jìn)速度80mm/min（正常范圍40-60mm/min）；-管片環(huán)間錯臺最大達(dá)15mm（控制標(biāo)準(zhǔn)≤10mm）。問題：1.分析本次地面沉降超限的主要原因。（10分）2.提出針對性的處理措施及后續(xù)預(yù)防建議。（10分）答案一、單項選擇題1.C2.B3.B4.B5.C6.C7.B8.B9.B10.B二、填空題1.刀盤驅(qū)動系統(tǒng)2.推進(jìn)速度；排土量3.流動性（坍落度）；凝結(jié)時間4.推進(jìn)速度；千斤頂推力5.錯縫拼裝；通縫拼裝；錯縫拼裝6.俯仰角；方位角；自動導(dǎo)向（SLS-T）7.混凝土洞門環(huán)；加固土體8.密度（比重）；黏度（漏斗黏度）9.渣土；泥漿10.累計沉降量；沉降速率三、簡答題1.適用地層差異：土壓平衡盾構(gòu)適用于滲透系數(shù)較?。?lt;10??m/s）、自穩(wěn)性較好的黏性土、粉土等地層；泥水平衡盾構(gòu)適用于高滲透性（>10?3m/s）、易坍塌的砂卵石、軟巖等地層。核心原理：土壓平衡盾構(gòu)通過刀盤切削土體進(jìn)入土倉，利用螺旋輸送機排土，調(diào)節(jié)推進(jìn)速度與排土量使土倉壓力與開挖面水土壓力平衡；泥水平衡盾構(gòu)通過循環(huán)泥漿（密度1.05-1.25g/cm3）在開挖面形成泥膜，泥漿壓力平衡水土壓力，切削渣土通過泥漿循環(huán)排出。2.關(guān)鍵工序及技術(shù)要點：①洞門加固：采用旋噴樁、攪拌樁或凍結(jié)法加固，加固范圍一般為盾構(gòu)直徑的1.5-2倍，需檢測加固土體的強度（≥0.5MPa）和滲透性（<10??m/s）。②反力架安裝：反力架需與車站結(jié)構(gòu)可靠連接，垂直度偏差≤2mm/m，確保推進(jìn)反力均勻傳遞。③盾構(gòu)機組裝調(diào)試：檢查主驅(qū)動、推進(jìn)千斤頂、螺旋機等關(guān)鍵設(shè)備性能，測試注漿系統(tǒng)壓力（2-3MPa）和流量（30-50L/min）。④始發(fā)洞門破除：分塊破除洞門混凝土，同步安裝洞門密封裝置（橡膠簾布+扇形壓板），防止土體流失。⑤初始掘進(jìn)：前50環(huán)為試掘進(jìn)階段，逐步調(diào)整土倉壓力（從0.05MPa增至設(shè)計值）、推進(jìn)速度（20-40mm/min），監(jiān)測地表沉降（控制速率≤1mm/d）。3.“噴涌”成因：①地層富水且滲透性高（如砂層、礫石層），土倉內(nèi)渣土含水量過高；②螺旋輸送機出土口未及時關(guān)閉，或出土速度大于排土能力，導(dǎo)致水土突然涌出；③同步注漿不及時，盾尾間隙未填充，地下水沿間隙滲入土倉。預(yù)防措施：①改良渣土：注入泡沫或膨潤土提高渣土塑流性，降低滲透性（泡沫注入率10%-30%）；②控制螺旋機出土：采用“半開半閉”模式，出土口安裝閘門，保持土倉內(nèi)一定壓力（≥0.1MPa）；③加強注漿：同步注漿量不小于理論間隙的120%（1.8m3/環(huán)），必要時進(jìn)行二次補漿（注漿壓力0.3-0.5MPa）；④超前地質(zhì)預(yù)報：通過地質(zhì)雷達(dá)或超前鉆探，提前判斷富水地層并采取降水或注漿加固。4.主要原因：①管片拼裝精度不足：拼裝時未對齊螺栓孔，鄰接塊與標(biāo)準(zhǔn)塊間隙過大；②推進(jìn)千斤頂頂力不均：單側(cè)千斤頂推力過大（偏差>10%），導(dǎo)致管片環(huán)受力不均；③地層變形：盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整過急（每環(huán)糾偏量>5mm），管片受地層側(cè)壓力擠壓；④注漿壓力波動：注漿壓力過高（>0.5MPa）或注漿位置不對稱，推動管片移位。預(yù)防與處理：①控制拼裝質(zhì)量：采用“先調(diào)整位置后頂緊”的方法，拼裝時用楔子臨時固定，螺栓初緊力≥100kN；②優(yōu)化推進(jìn)參數(shù)：千斤頂分區(qū)壓力差≤5MPa，避免單側(cè)集中受力；③同步糾偏：盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整時，每環(huán)糾偏量≤3mm，通過調(diào)整千斤頂行程差（≤20mm）實現(xiàn)；④處理錯臺：對已錯臺的管片，采用墊片（厚度2-5mm）填充間隙，或通過二次注漿（水泥-水玻璃雙液漿）加固周圍土體限制變形。5.調(diào)整措施：①改變千斤頂推力分布：盾構(gòu)需抬頭時，增大下部千斤頂推力；需左轉(zhuǎn)時，增大右側(cè)千斤頂推力（推力差≤10%）；②調(diào)整刀盤轉(zhuǎn)向：順時針旋轉(zhuǎn)刀盤可產(chǎn)生向左的扭矩，逆時針旋轉(zhuǎn)可產(chǎn)生向右的扭矩，輔助姿態(tài)調(diào)整；③超挖糾偏：在需要糾偏的一側(cè)（如左側(cè)），刀盤超挖50-100mm，利用地層反力推動盾構(gòu)轉(zhuǎn)向；④注漿調(diào)整：在盾構(gòu)偏移的反方向（如右側(cè)）增加注漿量，通過注漿壓力輔助糾偏。注意問題：①避免急糾偏：每環(huán)最大糾偏量≤5mm，防止管片受力開裂；②同步監(jiān)測：通過自動導(dǎo)向系統(tǒng)（SLS-T）實時監(jiān)測盾構(gòu)坐標(biāo)（X、Y、Z偏差≤20mm）和角度（俯仰角、方位角≤0.5°）；③復(fù)核設(shè)計軸線：確認(rèn)偏差非測量誤差導(dǎo)致，必要時重新校核導(dǎo)向系統(tǒng)基準(zhǔn)點；④加強管片保護(hù)：糾偏時檢查管片螺栓是否松動（復(fù)緊力≥200kN），防止環(huán)間錯臺加劇。四、案例分析題1.主要原因分析：①土倉壓力不足：設(shè)定值0.12MPa低于理論水土壓力0.15MPa（水土壓力=γh=18kN/m3×12m=0.216MPa，考慮孔隙水壓力折減后約0.15MPa），導(dǎo)致開挖面土體失穩(wěn)，引發(fā)地層沉降；②同步注漿量不足：注漿量僅為理論間隙的80%（1.2m3/環(huán)），未完全填充盾尾間隙（1.5m3/環(huán)），地層失去支撐產(chǎn)生沉降；③推進(jìn)速度過快：80mm/min超過正常范圍（40-60mm/min），土體擾動加劇，且注漿系統(tǒng)無法及時填充間隙；④管片錯臺過大：環(huán)間錯臺15mm（>10mm），導(dǎo)致管片與地層接觸不密實，地下水沿錯臺間隙滲出，加劇地層軟化沉降。2.處理措施及預(yù)防建議：處理措施：①立即調(diào)整土倉壓力至0.15-0.17MPa（略高于理論值），穩(wěn)定開挖面；②增加同步注漿量至理論間隙的120%（1.8m3/環(huán)），注漿壓力提升至0.3-0.4MPa，必要時注入水泥-水玻璃雙液漿（凝結(jié)時間30s-2min）快速填充；③降低推進(jìn)速度至40-50mm/min，減少土體擾動；④對已錯臺的管片，采用薄鋼片（厚度2-3mm）填充環(huán)間間隙，復(fù)緊螺栓（扭矩≥200kN·m），限制進(jìn)一步錯臺；⑤對沉降超限區(qū)域（200環(huán)前后30m范圍）進(jìn)行二次補漿，注漿孔布置在管片拱腰位置，注漿壓力0.2-0.3MPa，控制單次注漿量≤0.5m3/孔。預(yù)防建議：①加強地質(zhì)復(fù)核：施工前通過鉆孔（每50m一個）確認(rèn)地層參數(shù)（滲透系數(shù)、天然重度），優(yōu)化土倉壓力計算；②嚴(yán)格注漿管理：同步注漿采用自動計量系統(tǒng)，確保注漿量≥1.5m3/環(huán)，監(jiān)測注漿壓力（0.2-0