盾構掘進試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20題，40分）1.土壓平衡盾構的核心控制參數(shù)是（）。A.刀盤轉速B.推進速度C.土倉壓力D.注漿壓力2.盾構機刀盤按結構形式可分為輻條式、面板式和復合式，其中（）刀盤更適用于松散易坍塌地層。A.輻條式B.面板式C.復合式D.以上均不對3.同步注漿的主要材料不包括（）。A.水泥B.膨潤土C.砂石D.粉煤灰4.盾構掘進過程中，螺旋輸送機出土量應與（）基本匹配，否則易導致土倉壓力波動。A.刀盤扭矩B.推進油缸推力C.盾構機掘進體積D.注漿量5.盾構機主驅動密封的主要作用是（）。A.防止土倉內渣土進入主軸承B.提高刀盤轉速C.降低推進阻力D.增加扭矩輸出6.管片拼裝時，通常遵循的順序是（）。A.底部→標準塊→鄰接塊→封頂塊B.標準塊→底部→鄰接塊→封頂塊C.封頂塊→鄰接塊→標準塊→底部D.鄰接塊→標準塊→底部→封頂塊7.盾構始發(fā)時，洞門密封裝置的主要功能是（）。A.固定盾構機姿態(tài)B.防止洞門土體流失C.提高始發(fā)推力D.監(jiān)測地層變形8.盾構穿越既有建（構）筑物時，控制地表沉降的關鍵措施是（）。A.提高推進速度B.降低土倉壓力C.精確控制注漿量和壓力D.增大刀盤扭矩9.渣土改良常用的添加劑不包括（）。A.泡沫劑B.膨潤土泥漿C.水泥漿D.高分子聚合物10.盾構機鉸接系統(tǒng)的作用是（）。A.增加盾構機長度B.提高推進速度C.改善盾構機轉彎靈活性D.降低刀具磨損11.盾構掘進過程中，若土倉壓力長期低于理論計算值，最可能導致的問題是（）。A.刀盤結泥餅B.地面沉降C.管片錯臺D.螺旋輸送機堵塞12.管片防水的關鍵部位是（）。A.管片本體混凝土強度B.環(huán)向和縱向螺栓緊固力C.密封墊壓縮量D.注漿飽滿度13.盾構機刀具磨損監(jiān)測的常用方法不包括（）。A.扭矩變化分析B.出土量監(jiān)測C.直接進倉檢查D.聲波探測14.盾構到達接收階段，最后50m掘進時應重點控制（）。A.增大土倉壓力B.降低推進速度C.減少注漿量D.提高刀盤轉速15.盾構穿越富水砂層時，易發(fā)生的風險是（）。A.刀盤結泥餅B.噴涌C.管片上浮D.地表隆起16.盾構機推進系統(tǒng)由（）組成。A.推進油缸、液壓泵站、控制系統(tǒng)B.刀盤、主驅動、螺旋輸送機C.管片拼裝機、注漿系統(tǒng)、同步注漿泵D.鉸接油缸、盾尾密封、激光導向系統(tǒng)17.同步注漿的最佳注漿壓力應略高于（）。A.土倉壓力B.地下水壓力C.管片設計抗壓強度D.盾構機推進油缸壓力18.盾構掘進參數(shù)中，（）反映了盾構機切削地層的難易程度。A.推進速度B.刀盤扭矩C.土倉壓力D.注漿量19.盾構機盾尾密封的主要材料是（）。A.橡膠密封刷+油脂B.鋼板C.混凝土D.塑料20.盾構施工中，地表沉降監(jiān)測點的布設間距一般為（）。A.1-3mB.5-10mC.15-20mD.25-30m二、判斷題（每題1分，共10題，10分）1.土壓平衡盾構的土倉壓力只需根據(jù)隧道埋深計算，無需考慮地下水壓力。（）2.盾構機刀盤開口率越大，越有利于渣土流動，但在松散地層中易導致坍塌。（）3.同步注漿應在盾構掘進完成后立即進行，以避免地層變形。（）4.管片拼裝時，封頂塊應在鄰接塊安裝完成后，以“插入法”徑向頂推到位。（）5.盾構機主軸承潤滑系統(tǒng)故障會導致刀盤扭矩增大，甚至停機。（）6.盾構穿越硬巖地層時，應選用齒刀為主的刀具配置，降低滾刀數(shù)量。（）7.螺旋輸送機出土不暢時，可通過反轉螺旋機并注入泡沫劑疏通。（）8.盾構掘進過程中，若激光導向系統(tǒng)顯示盾構機姿態(tài)偏差超過50mm，需立即停機調整。（）9.盾尾漏漿主要原因是注漿壓力過高或盾尾密封損壞，與管片姿態(tài)無關。（）10.盾構施工中，管片上浮主要發(fā)生在軟土地層，可通過提高同步注漿早期強度控制。（）三、簡答題（每題6分，共5題，30分）1.簡述土壓平衡盾構的工作原理。2.盾構掘進參數(shù)主要包括哪些？各參數(shù)的控制意義是什么？3.同步注漿的作用有哪些？注漿材料的性能要求是什么？4.盾構機刀具磨損的主要影響因素有哪些？如何判斷刀具需要更換？5.盾構穿越建筑物時，需采取哪些技術措施控制沉降？四、案例分析題（每題10分，共2題，20分）案例1：某地鐵盾構區(qū)間掘進至200環(huán)時，地面監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示沉降速率突然增大，部分監(jiān)測點累計沉降達35mm（控制標準為≤30mm）。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：同步注漿量為理論間隙的80%，注漿壓力0.2MPa（地層埋深15m，地下水壓力約0.15MPa）；土倉壓力設定值0.18MPa（理論計算值0.22MPa）；出土量為盾構掘進體積的105%。問題：分析地面沉降超限的可能原因，并提出針對性處理措施。案例2：某盾構機在黏土地層掘進時，刀盤扭矩從正常1500kN·m突然升至2500kN·m，推進速度由40mm/min降至15mm/min，出土渣土黏性大、流動性差。問題：分析扭矩異常增大的可能原因，并說明應采取的解決措施。盾構掘進試題答案一、單項選擇題1.C2.B3.C4.C5.A6.A7.B8.C9.C10.C11.B12.C13.D14.B15.B16.A17.B18.B19.A20.B二、判斷題1.×（需同時考慮水土壓力）2.√3.×（應與掘進同步進行）4.√5.√6.×（硬巖地層應增加滾刀數(shù)量）7.√8.√9.×（與管片姿態(tài)偏差導致盾尾間隙不均有關）10.√三、簡答題1.土壓平衡盾構的工作原理：通過刀盤切削地層，渣土進入土倉并通過螺旋輸送機排出。掘進過程中，控制螺旋輸送機出土量與盾構推進體積平衡，使土倉內渣土保持一定壓力（土倉壓力）。該壓力需與開挖面的水土壓力平衡，從而穩(wěn)定開挖面，防止地層坍塌或隆起。同時，通過向土倉內注入泡沫、膨潤土等添加劑改良渣土，提高其流動性和止水性，確保壓力傳遞均勻。2.盾構掘進參數(shù)及控制意義：（1）推進速度：反映掘進效率，過快易導致地層擾動增大，過慢可能引起刀盤結泥餅，需根據(jù)地層條件、刀具磨損狀態(tài)調整；（2）刀盤扭矩：反映切削地層的阻力，扭矩異常增大可能提示刀具磨損、結泥餅或地層變化；（3）土倉壓力：核心控制參數(shù)，需與開挖面水土壓力平衡，防止沉降或隆起；（4）推進油缸推力：與地層阻力、盾構機自重等相關，推力過大可能導致管片受力超限；（5）同步注漿量/壓力：控制地層空隙填充效果，注漿量不足易引發(fā)沉降，壓力過高可能導致管片錯臺；（6）螺旋輸送機轉速：與出土量直接相關，需與推進速度匹配以穩(wěn)定土倉壓力。3.同步注漿的作用及材料性能要求：作用：①填充盾構掘進后管片與地層間的建筑空隙，減少地層沉降；②支撐管片，防止管片因自重或地層壓力產生變形、錯臺；③形成早期止水屏障，防止地下水滲入隧道；④傳遞地層壓力，使管片與地層共同作用。材料性能要求：①流動性好，便于泵送；②初凝時間適中（一般3-6小時），避免過早凝固堵塞管路或過晚導致地層變形；③早期強度高（24小時強度≥0.3MPa），控制管片上??；④收縮率小，減少后期沉降；⑤與地層適應性強，如在富水地層需提高抗水分散性。4.刀具磨損的影響因素及判斷方法：影響因素：①地層性質（硬巖、砂礫石層磨損快，黏土易結泥餅）；②刀具類型與布置（滾刀在硬巖中磨損快，齒刀在軟巖中易磨損）；③掘進參數(shù)（高扭矩、高推力加劇磨損）；④渣土改良效果（改良不佳導致刀具摩擦增大）；⑤刀盤轉速（轉速過高增加切削頻率，加速磨損）。判斷方法：①監(jiān)測刀盤扭矩（磨損后扭矩逐漸增大）；②觀察出土渣土（粒徑異常增大或出現(xiàn)新鮮巖屑提示刀具損壞）；③統(tǒng)計掘進進尺（相同參數(shù)下進尺明顯降低）；④直接進倉檢查（定期開倉觀察刀具磨損量，滾刀磨損量＞10mm、齒刀齒高損失＞50%需更換）。5.盾構穿越建筑物時的沉降控制措施：①預加固地層：對建筑物基礎下方地層采用注漿、攪拌樁等進行加固，提高地層穩(wěn)定性；②優(yōu)化掘進參數(shù)：降低推進速度（控制在20-30mm/min），減小地層擾動；提高土倉壓力（按理論值上浮5%-10%），確保開挖面穩(wěn)定；③加強同步注漿：增大注漿量（理論間隙的120%-150%），提高注漿壓力（略高于地下水壓力+0.05MPa），必要時采用雙液注漿縮短初凝時間；④動態(tài)調整渣土改良：根據(jù)地層含水量調整泡沫劑注入比例，確保渣土流塑性（坍落度18-22cm），避免噴涌或結泥餅；⑤實時監(jiān)測與反饋：加密地表沉降監(jiān)測點（間距1-2m），每環(huán)監(jiān)測2-3次，發(fā)現(xiàn)沉降速率超5mm/天立即停機，采取補注漿（二次注漿）措施；⑥控制管片姿態(tài)：通過鉸接油缸調整盾構機俯仰角和水平偏差（控制在±30mm內），減少盾尾間隙不均導致的漏漿；⑦加強建筑物本身保護：對淺基礎建筑物采用跟蹤注漿加固，對框架結構監(jiān)測其傾斜率（控制在0.2‰以內）。四、案例分析題案例1分析：可能原因：①同步注漿量不足（僅為理論值80%），建筑空隙未完全填充，地層失去支撐導致沉降；②土倉壓力偏低（設定值0.18MPa＜理論值0.22MPa），開挖面水土壓力未完全平衡，地層發(fā)生坍塌；③出土量偏大（105%掘進體積），實際排出渣土量超過理論值，導致土倉壓力進一步降低，地層損失增加。處理措施：①提高同步注漿量至理論間隙的120%-130%，注漿壓力調整為0.25-0.3MPa（略高于地下水壓力+0.1MPa），確保空隙填充飽滿；②調整土倉壓力至0.22-0.24MPa（理論值上浮5%-10%），并通過螺旋輸送機轉速控制出土量與推進體積匹配（出土量控制在98%-102%）；③對已沉降區(qū)域進行二次注漿（采用水泥-水玻璃雙液漿），注漿位置選擇沉降最大斷面的管片背后，注漿壓力0.3-0.5MPa，限制單次注漿量防止管片上?。虎芙档屯七M速度至20-25mm/min，減少地層擾動，同時增加泡沫劑注入量（泡沫注入率由20%提高至30%），改善渣土流塑性，避免土倉壓力波動；⑤加密監(jiān)測頻率（每2小時監(jiān)測1次），直至沉降速率穩(wěn)定在≤1mm/天、累計沉降≤30mm。案例2分析：可能原因：①渣土改良不足：黏土地層未充分注入泡沫或膨潤土泥漿，渣土黏性大、內摩擦角高，導致刀盤切削阻力增大；②刀盤結泥餅：黏土在刀盤表面或開口處堆積，形成“泥餅”，增加切削扭矩；③刀具磨損：齒刀齒高磨損后，切削效率降低，需更大扭矩破碎土體；④地層變化：可能局部進入硬黏土或鈣質結核層，未及時調整參數(shù)。解決措施：①加強渣土改良：提高泡沫劑注入量（泡沫注入率由25%提高至40%），同時注入膨潤土泥漿（濃度8%-10%），降低渣土黏性（目標坍落度20-22cm）；②沖刷刀盤：通過刀盤上的沖刷孔注入高壓水（壓力≥8MPa），沖洗刀盤表面及開口處的泥餅，