2025盾構技術題庫及答案一、土壓平衡盾構始發(fā)與到達關鍵技術1.【單選】土壓平衡盾構在富水砂層始發(fā)時，為降低洞門涌水風險，最先實施的措施是（）。A.同步注漿B.洞門冷凍加固C.二次注漿D.管片壁后注漿答案：B2.【單選】盾構始發(fā)鋼環(huán)定位允許偏差：高程±（）mm，平面±（）mm。A.5，5B.10，10C.15，15D.20，20答案：B3.【單選】到達段常采用“（）+（）”雙液漿進行洞門封堵，以縮短凝結時間。A.水泥水玻璃B.水泥膨潤土C.水泥粉煤灰D.水泥聚氨酯答案：A4.【多選】下列屬于土壓平衡盾構始發(fā)反力架驗算必須包含的荷載有（）。A.盾構機推力B.管片自重分力C.反力架自重D.負環(huán)管片與盾殼摩擦力答案：A、C、D5.【判斷】始發(fā)時負環(huán)管片封頂塊一律采用通縫拼裝，以減小推力集中。（）答案：錯誤6.【填空】土壓平衡盾構到達前（）環(huán)必須建立完整土壓，并保持刀盤轉速低于（）r/min，防止“冒頂”。答案：10，1.07.【簡答】說明富水砂層盾構到達時“冷凍+套筒”聯(lián)合接收法的工序流程。答案：①在到達井外側施作水平冷凍孔，形成凍結帷幕；②安裝鋼套筒并密封；③盾構進入套筒后停止推進，關閉艙門；④套筒內(nèi)填充速凝砂漿；⑤拆除負環(huán)，切割刀盤，完成接收。8.【計算】某盾構外徑6.7m，始發(fā)反力架由4根Φ609×16mm鋼管支撐，鋼管長度9m，材料Q235，彈性模量E=2.06×105MPa。若單根支撐最大軸力設計值2800kN，驗算其穩(wěn)定性是否滿足（λp=100，φ=0.563）。答案：i=√(I/A)=√(π(D4d4)/64)/(π(D2d2)/4)=0.209mλ=μL/i=1×9/0.209=43.1<λp，屬小柔度，φ=0.563Ncr=φAf=0.563×π/4×(0.60920.5772)×215×103=3187kN>2800kN，滿足。9.【案例】某項目盾構始發(fā)井深22m，地下水位地表下2m，洞門處為淤泥質黏土，含水率48%，滲透系數(shù)5×107cm/s。設計采用φ850@600三軸攪拌樁加固，加固長度12m，28d無側限抗壓強度qu≥1.0MPa。試指出該加固設計潛在風險并給出優(yōu)化方案。答案：風險：①淤泥質土高含水率導致水泥摻量不足，強度難達標；②加固區(qū)前端與圍護結構接縫易滲漏。優(yōu)化：①水泥摻量由20%提高至25%，外摻3%石膏、0.5%減水劑；②在加固區(qū)前端增補φ600旋噴樁“封口”，形成止水帷幕；③加固完成后進行7d抽芯檢測，qu<0.8MPa區(qū)域立即補打三重管旋噴。10.【論述】結合國內(nèi)最新規(guī)范，闡述盾構始發(fā)與到達階段“風險分級管控清單”應包含的五大核心要素，并給出量化指標示例。答案：①工程地質風險：富水砂層滲透系數(shù)>5×102cm/s，判定為Ⅰ級；②建（構）筑物風險：隧道上方建筑物樁基礎進入隧道外輪廓1.5D范圍，判定為Ⅰ級；③設計參數(shù)風險：始發(fā)加固qu<0.8MPa，判定為Ⅱ級；④監(jiān)測數(shù)據(jù)風險：單次沉降>3mm或累計>10mm，判定為Ⅱ級；⑤應急資源風險：現(xiàn)場未配備雙液注漿設備及2h內(nèi)到場搶險隊伍，判定為Ⅲ級。對Ⅰ級風險須由項目經(jīng)理、總監(jiān)、第三方監(jiān)測三方聯(lián)簽后方可作業(yè)。二、泥水平衡盾構泥漿系統(tǒng)與環(huán)流控制11.【單選】泥水盾構在石英含量>80%的粗砂層掘進時，泥漿密度宜控制在（）g/cm3。A.1.05～1.08B.1.10～1.15C.1.18～1.22D.1.25～1.30答案：C12.【單選】泥水系統(tǒng)P2泵的額定流量與盾構最大掘進速度的關系式為（）。A.Q=πD2v/4B.Q=πD2v/4×1.2C.Q=πD2v/4×1.5D.Q=πD2v/4×2.0答案：C13.【多選】導致泥水盾構“堵艙”的直接原因有（）。A.泥漿屈服值過低B.排漿管流速<臨界沉降流速C.刀盤開口率<30%D.進漿密度突降答案：B、C、D14.【判斷】泥水盾構掘進時，進漿流量與排漿流量差值>10%應立即停機檢查。（）答案：正確15.【填空】泥水系統(tǒng)一級旋流器底流口直徑d與溢流口直徑D之比宜為（），以保證50μm以上顆粒去除率>90%。答案：0.4～0.616.【簡答】簡述“雙調制”泥漿體系在泥水盾構穿越上軟下硬復合地層中的優(yōu)勢。答案：①上層軟土段采用低比重（1.12g/cm3）、高屈服值（>15Pa）泥漿，防止冒漿；②下層硬巖段切換至高比重（1.25g/cm3）、低屈服值（8～10Pa）泥漿，提高攜渣能力；③通過在線粘度計與密度計實時反饋，實現(xiàn)30s內(nèi)自動切換，無需停機。17.【計算】某泥水盾構外徑8.8m，最大掘進速度60mm/min，泥漿循環(huán)備用系數(shù)1.5，計算P1泵最小額定流量。答案：Q=π/4×8.82×0.06×60×1.5=327m3/h，取330m3/h。18.【案例】某項目泥水盾構在江底段出現(xiàn)“泥漿失蹤”，艙壓由2.5bar降至1.8bar，排漿密度由1.20降至1.05g/cm3，江面出現(xiàn)漩渦。分析原因并給出應急措施。答案：原因：盾尾刷局部破損，泥漿通過盾尾竄入江底。應急：①立即停機，關閉艙門，維持氣墊室壓力；②啟動備用注漿泵，采用0.8:1雙液漿在盾尾后5環(huán)壁后注漿，注漿壓力高于艙壓0.3bar；③潛水員水下檢查，確認漏點后掛設鋼板封堵；④恢復掘進前更換全部盾尾刷，并做0.5MPa耐壓試驗。19.【論述】泥水盾構環(huán)流控制中“臨界沉降流速”計算模型的發(fā)展，并給出最新APIRP13D修正公式。答案：傳統(tǒng)Durand公式適用于均質顆粒，新版APIRP13D引入“顆粒形狀系數(shù)β”與“體積分數(shù)修正項α”，修正后公式：Vcr=Fl√[2gD(ρsρm)/ρm]×β×α其中β=0.7～1.0（角礫取0.7，石英砂取0.9），α=12.5φ（φ為固體體積分數(shù)）。現(xiàn)場實測表明，修正后誤差由±15%降至±5%。三、盾構同步注漿與二次注漿技術20.【單選】同步注漿漿液初始流動度宜為（）mm，以保證充填度>95%。A.180～220B.220～260C.260～300D.300～340答案：B21.【單選】二次注漿采用“跳孔”注漿時，同一環(huán)相鄰注漿孔間隔≥（）環(huán)。A.1B.2C.3D.5答案：C22.【多選】下列屬于同步注漿漿液性能“5大指標”的有（）。A.稠度B.凝結時間C.泌水率D.膨脹率答案：A、B、C、D23.【判斷】盾構穿越運營地鐵線時，同步注漿漿液28d強度應≥C15，以減少長期沉降。（）答案：正確24.【填空】盾構外徑6m，管片厚度0.3m，每環(huán)理論建筑間隙為（）m3，注漿填充率設計取130%，則每環(huán)同步注漿量應為（）m3。答案：π/4×(6.6262)×1.5=2.75，2.75×1.3=3.58m325.【簡答】說明“注漿回彈再注漿”二次注漿工藝在軟土隧道中的控制要點。答案：①首次注漿壓力0.2～0.3MPa，注漿量至設計值80%停止；②靜置2h，待漿液初凝產(chǎn)生回彈孔隙；③二次注漿壓力0.4MPa，注漿量補足剩余20%，并穩(wěn)壓3min；④采用聲波透射法檢測，充填度<95%區(qū)域補打φ32鋼管注漿。26.【計算】某盾構隧道同步注漿采用水泥粉煤灰膨潤土砂質量比1:2:0.3:3，水膠比0.6，實測28d強度12MPa?，F(xiàn)要求強度提高至18MPa，水膠比降至0.5，求新配比中水泥用量（原水泥310kg/m3）。答案：原水膠比0.6，膠水=310×(1+2+0.3)=1023kg/m3；新水膠比0.5，膠水不變，水泥C=1023/(1+2+0.3)=310kg/m3，強度提高需增加水泥用量，按Bolomey公式反算，水泥增至380kg/m3，新配比水泥:粉煤灰:膨潤土:砂=380:228:114:342，水190kg/m3。27.【案例】某隧道穿越高鐵站房，要求工后沉降≤5mm。已掘進200環(huán)，實測沉降槽最大8mm，分析原因并提出注漿優(yōu)化。答案：原因：①同步注漿量僅理論值110%，填充不足；②漿液凝結時間12h，早期強度低；③高鐵站房樁基附加荷載大。優(yōu)化：①注漿量提高至理論值150%，采用“雙A漿液”(水泥+水玻璃雙液)，凝結時間可調30～60s；②在管片增設6個注漿孔，每環(huán)進行二次注漿，注漿壓力0.5MPa；③采用微膨脹劑（UEA）8%，限制膨脹率0.02%；④施工后30d進行補償注漿，最終沉降控制在3.2mm。28.【論述】結合《盾構法隧道同步注漿技術規(guī)范》（T/CECS7172020），闡述“注漿壓力注漿量地層變形”三元反饋控制模型，并給出PID參數(shù)整定示例。答案：模型以注漿壓力P為主控變量，注漿量Q為前饋變量，地層變形S為反饋變量，采用增量式PID：Δu(k)=Kp[e(k)e(k1)]+Kie(k)+Kd[e(k)2e(k1)+e(k2)]其中e(k)=SsetS(k)。示例：Kp=0.8，Ki=0.05，Kd=0.2，采樣周期1s，現(xiàn)場試驗表明超調量<5%，穩(wěn)態(tài)誤差<0.5mm。四、盾構刀具磨損與破巖效率29.【單選】滾刀磨損量達到（）mm時必須更換，否則刀圈將產(chǎn)生疲勞裂紋。A.15B.20C.25D.30答案：B30.【單選】某項目巖石單軸抗壓強度120MPa，建議選用滾刀刀圈刃寬（）mm。A.12B.15C.18D.22答案：C31.【多選】導致滾刀偏磨的主要原因有（）。A.刀盤轉速過高B.滾刀軸承密封失效C.刀盤推力不均D.巖石石英含量高答案：B、C32.【判斷】中心雙聯(lián)滾刀因線速度低，其磨損量僅為正滾刀的50%。（）答案：錯誤33.【填空】滾刀破巖體積計算公式V=（），其中F為推力，σc為巖石強度，d為刀間距。答案：V=πD×F/(σc×d)34.【簡答】說明“刀盤扭矩推力貫入度”實時匹配判據(jù)，并給出TBM與盾構差異。答案：盾構需兼顧土壓平衡，貫入度δ=5～8mm/r，扭矩T=(0.15～0.25)D3kN·m；TBM硬巖掘進δ=3～5mm/r，T=(0.3～0.4)D3kN·m。35.【計算】某盾構刀盤直徑8m，配置正滾刀70把，單把設計推力280kN，巖石σc=80MPa，刀間距85mm，求理論破巖體積率。答案：V=π×8×70×280/(80×85)=72.5m3/h，與掘進速度60mm/min匹配，體積率72.5/(π/4×82×0.06×60)=0.95，滿足。36.【案例】某復合地層盾構掘進至樁基區(qū)域，滾刀磨損20h即需更換，分析原因并提出刀盤優(yōu)化。答案：原因：①樁基混凝土強度C35，含筋量大，滾刀沖擊荷載高；②刀盤開口率28%，渣土流動不暢，二次磨損。優(yōu)化：①將正滾刀刀圈材料由H13改為DC53，硬度提高至60HRC；②刀盤開口率提高至35%，增設6根導流條；③采用“滾刀+切刀”混裝，切刀先行割斷鋼筋；④每環(huán)注入30kg泡沫劑，降低摩擦。更換周期由20h延長至60h。37.【論述】基于數(shù)字孿生的刀具磨損預測模型框架，并給出LSTM網(wǎng)絡輸入層設計。答案：框架包含物理層、數(shù)據(jù)層、算法層、應用層。輸入層設計：時間步長20，特征向量12維（推力、扭矩、轉速、貫入度、溫度、振動、泥漿密度、巖石強度、石英含量、刀盤磨損量、掘進里程、刀具編號），LSTM隱藏層128單元，Dropout0.2，預測誤差RMSE<1.5mm。五、盾構姿態(tài)控制與測量導向38.【單選】盾構姿態(tài)測量中，全站儀與棱鏡最大允許俯仰角為（）°，否則需重新設站。A.±5B.±10C.±15D.±20答案：B39.【單選】盾構水平姿態(tài)偏差報警值設為（）mm，緊急停機值為（）mm。A.30，50B.40，60C.50，80D.60，100答案：C40.【多選】導致盾構“抬頭”的主要原因有（）。A.下部油缸壓力不足B.上部推力過大C.刀盤轉速過高D.同步注漿下部填充不足答案：A、B、D41.【判斷】盾構姿態(tài)糾偏時，單次糾偏量不宜超過5mm/m，否則易導致管片開裂。（）答案：正確42.【填空】盾構導向系統(tǒng)MTBM軟件中，DTA文件包含（）、（）、（）三大數(shù)據(jù)。答案：設計軸線坐標、曲線要素、坡度43.【簡答】說明“陀螺儀+全站儀”融合測量在盾構長距離掘進中的優(yōu)勢。答案：陀螺儀不受光線、灰塵影響，每200m校正一次，全站儀提供絕對坐標，融合后水平誤差<3mm，高程誤差<5mm，較傳統(tǒng)方法提高40%。44.【計算】某盾構掘進至R=600m水平曲線，隧道外徑6.7m，求每環(huán)管片（1.5m）所需楔形量。答案：Δ=1500×1.5/600=3.75mm，采用雙面楔形，單面1.875mm。45.【案例】某隧道掘進至第800環(huán)，實測姿態(tài)：水平偏差+65mm，高程偏差48mm，趨勢持續(xù)擴大。給出糾偏方案。答案：①停止掘進，分析原因：下部油缸壓力比上部低20bar，同步注漿下部填充率僅70%；②調整分區(qū)油缸，上部減推力10%，下部增推力15%；③在盾尾后3環(huán)采用“下部先行”二次注漿，注漿壓力0.4MPa；④每環(huán)掘進后測量，糾偏量控制在3mm/m，預計20環(huán)內(nèi)回歸設計軸線。46.【論述】基于BIM的盾構姿態(tài)可視化預警平臺架構，并給出API接口示例。答案：架構采用微服務：①數(shù)據(jù)服務層：RESTfulAPI，示例GET/api/v1/shield/position/{ring}返回JSON含XYZ、偏差、趨勢；②可視化層：Cesium3D引擎，實時渲染隧道模型；③預警層：WebSocket推送，偏差>50mm觸發(fā)短信+郵件。接口示例：{"ring":850,"deviation":{"horizontal":52,"vertical":30},"trend":"increasing","alertLevel":2}六、盾構施工監(jiān)測與信息化47.【單選】盾構穿越高鐵股道時，股道沉降監(jiān)測點間距宜為（）m。A.3B.5C.10D.20答案：B48.【單選】自動化全站儀監(jiān)測頻率，掘進期間宜為（）min/次。A.5B.10C.30D.60答案：B49.【多選】屬于盾構施工“必測項目”的有（）。A.地表沉降B.建（構）筑物沉降C.管片內(nèi)力D.隧道收斂答案：A、B、D50.【判斷】采用光纖光柵監(jiān)測管片鋼筋應力，其分辨率可達1με。（）答案：正確51.【填空】監(jiān)測數(shù)據(jù)“雙控指標”指（）和（）。答案：累計值、變化速率52.【簡答】說明“InSAR+北斗”融合監(jiān)測在盾構穿越機場跑道中的應用流程。答案：①InSAR獲取大范圍20mm精度沉降；②北斗RTK在跑道布設10個固定墩，精度3mm；③融合算