盾構(gòu)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題，40分）1.土壓平衡盾構(gòu)與泥水平衡盾構(gòu)的核心區(qū)別在于（）。A.刀盤驅(qū)動(dòng)方式B.掌子面穩(wěn)定原理C.出渣方式D.推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)答案：B2.盾構(gòu)機(jī)主軸承的主要作用是（）。A.傳遞刀盤扭矩B.支撐盾體重量C.密封盾尾間隙D.調(diào)節(jié)推進(jìn)速度答案：A3.盾構(gòu)同步注漿的主要目的是（）。A.提高管片強(qiáng)度B.填充盾尾間隙C.防止刀盤結(jié)泥餅D.降低推進(jìn)阻力答案：B4.盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，土倉(cāng)壓力設(shè)定的主要依據(jù)是（）。A.刀盤扭矩B.地表沉降監(jiān)測(cè)值C.螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速D.地質(zhì)勘察報(bào)告中的水土壓力答案：D5.以下哪種刀具適用于硬巖地層（）。A.齒刀B.刮刀C.先行刀D.滾刀答案：D6.盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，洞門密封裝置的主要功能是（）。A.固定始發(fā)架B.防止土體和地下水流失C.傳遞推進(jìn)反力D.監(jiān)測(cè)洞門變形答案：B7.盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)中，液壓油缸的行程一般為（）。A.1.2-1.8mB.2.0-2.5mC.3.0-3.5mD.4.0-4.5m答案：A8.管片拼裝時(shí)，錯(cuò)臺(tái)允許偏差通常不超過(guò)（）。A.2mmB.5mmC.10mmD.15mm答案：B9.盾構(gòu)機(jī)刀盤開口率的定義是（）。A.刀盤直徑與盾體直徑的比值B.刀盤上開口面積與刀盤總面積的比值C.刀盤轉(zhuǎn)速與推進(jìn)速度的比值D.刀盤扭矩與推進(jìn)力的比值答案：B10.泥水平衡盾構(gòu)中，分離系統(tǒng)的核心設(shè)備是（）。A.攪拌桶B.旋流器C.皮帶輸送機(jī)D.注漿泵答案：B11.盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，若監(jiān)測(cè)到地表沉降速率突然增大，首先應(yīng)檢查的參數(shù)是（）。A.刀盤轉(zhuǎn)速B.土倉(cāng)壓力C.注漿量D.螺旋輸送機(jī)閘門開度答案：B12.盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)密封失效的直接后果是（）。A.刀盤無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)B.液壓油泄漏C.土體進(jìn)入主軸承腔D.推進(jìn)力下降答案：C13.盾構(gòu)管片選型的主要依據(jù)是（）。A.隧道設(shè)計(jì)軸線B.管片生產(chǎn)廠家C.施工進(jìn)度要求D.地質(zhì)條件答案：A14.盾構(gòu)機(jī)后配套系統(tǒng)中，電瓶車的主要功能是（）。A.運(yùn)輸管片和渣土B.提供電力C.控制推進(jìn)系統(tǒng)D.監(jiān)測(cè)盾構(gòu)姿態(tài)答案：A15.土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，螺旋輸送機(jī)出土量應(yīng)（）。A.大于理論開挖量B.等于理論開挖量C.小于理論開挖量D.與理論開挖量無(wú)關(guān)答案：B16.盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制的關(guān)鍵參數(shù)是（）。A.刀盤扭矩B.推進(jìn)油缸行程差C.注漿壓力D.螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速答案：B17.盾構(gòu)機(jī)始發(fā)前，洞門破除的正確順序是（）。A.先破除上半部分，再破除下半部分B.先破除下半部分，再破除上半部分C.分層對(duì)稱破除D.一次性全部破除答案：C18.盾構(gòu)機(jī)刀具更換的安全措施中，最關(guān)鍵的是（）。A.關(guān)閉刀盤驅(qū)動(dòng)B.土倉(cāng)保壓C.切斷電源D.佩戴安全帽答案：B19.盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道施工時(shí)，常用的加固方法是（）。A.超前小導(dǎo)管注漿B.凍結(jié)法C.管棚支護(hù)D.噴射混凝土答案：B20.盾構(gòu)機(jī)停機(jī)超過(guò)24小時(shí)，應(yīng)采取的措施是（）。A.保持土倉(cāng)壓力B.關(guān)閉所有動(dòng)力系統(tǒng)C.拆卸刀盤刀具D.排空液壓油答案：A二、填空題（每空1分，共20空，20分）1.盾構(gòu)機(jī)的核心組成部分包括刀盤系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、（）、（）和后配套系統(tǒng)。答案：主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；管片拼裝系統(tǒng)2.土壓平衡盾構(gòu)的關(guān)鍵控制參數(shù)是（）和（）。答案：土倉(cāng)壓力；螺旋輸送機(jī)出土量3.盾構(gòu)同步注漿材料通常由水泥、（）、（）和水組成。答案：砂；膨潤(rùn)土4.盾構(gòu)機(jī)刀盤按結(jié)構(gòu)形式可分為（）、（）和輻條式刀盤。答案：面板式；復(fù)合式5.盾構(gòu)隧道管片連接方式主要有（）和（）兩種。答案：螺栓連接；承插式連接6.盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)，地表沉降控制的“三要素”是（）、（）和同步注漿質(zhì)量。答案：土倉(cāng)壓力控制；掘進(jìn)速度7.盾構(gòu)機(jī)主軸承的潤(rùn)滑方式通常為（），密封方式采用（）。答案：油脂潤(rùn)滑；多道唇形密封8.盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，反力架的作用是（）和（）。答案：承受推進(jìn)反力；固定盾構(gòu)機(jī)初始姿態(tài)9.盾構(gòu)機(jī)刀具磨損監(jiān)測(cè)方法包括（）、（）和人工檢查。答案：扭矩監(jiān)測(cè)法；振動(dòng)監(jiān)測(cè)法10.盾構(gòu)隧道防水的關(guān)鍵部位是（）和（）。答案：管片接縫；螺栓孔三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共5題，40分）1.簡(jiǎn)述土壓平衡盾構(gòu)的工作原理。答案：土壓平衡盾構(gòu)通過(guò)刀盤切削土體，將開挖的渣土充滿土倉(cāng)，利用螺旋輸送機(jī)控制出土量，使土倉(cāng)內(nèi)渣土壓力與開挖面水土壓力保持平衡，從而穩(wěn)定掌子面。盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，推進(jìn)油缸頂推已拼裝的管片，刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，渣土經(jīng)刀盤開口進(jìn)入土倉(cāng)，螺旋輸送機(jī)根據(jù)土倉(cāng)壓力反饋調(diào)節(jié)出土速度，確保土倉(cāng)壓力與地層壓力動(dòng)態(tài)平衡，避免地表沉降或隆起。2.列舉盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)偏差的主要調(diào)整方法，并說(shuō)明其適用場(chǎng)景。答案：（1）油缸分組控制法：通過(guò)調(diào)整不同區(qū)域推進(jìn)油缸的推力，改變盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向。適用于小角度姿態(tài)偏差（≤3‰）。（2）超挖刀調(diào)整法：利用刀盤邊緣的超挖刀局部超挖土體，形成導(dǎo)向空間。適用于需要較大角度糾偏（3‰-5‰）。（3）鉸接油缸調(diào)整法：通過(guò)控制盾構(gòu)機(jī)前盾與中盾之間的鉸接油缸行程差，主動(dòng)彎曲盾體。適用于曲線段掘進(jìn)或急彎糾偏。（4）注漿調(diào)整法：通過(guò)調(diào)整同步注漿的注漿孔位置和注漿量，利用注漿壓力對(duì)盾體產(chǎn)生側(cè)向力。適用于盾尾脫離管片后的微小姿態(tài)修正。3.分析盾構(gòu)機(jī)螺旋輸送機(jī)噴涌的原因及防治措施。答案：原因：（1）地層富水且滲透系數(shù)大（如砂層、卵石層），土倉(cāng)內(nèi)水土未充分混合；（2）螺旋輸送機(jī)閘門關(guān)閉不及時(shí)，出土速度大于掘進(jìn)速度，導(dǎo)致土倉(cāng)壓力驟降；（3）同步注漿壓力過(guò)高，漿液倒灌進(jìn)入土倉(cāng)；（4）渣土改良效果差，黏聚力低，無(wú)法形成“土塞”效應(yīng)。防治措施：（1）加強(qiáng)渣土改良，添加泡沫或膨潤(rùn)土提高渣土塑流性；（2）降低螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，采用“間歇出土”模式，控制閘門開度；（3）土倉(cāng)內(nèi)注入高分子聚合物或速凝劑，提高渣土止水性；（4）調(diào)整同步注漿參數(shù)，避免注漿壓力過(guò)高；（5）若已發(fā)生噴涌，立即關(guān)閉螺旋輸送機(jī)閘門，向土倉(cāng)內(nèi)注入雙液漿或聚氨酯進(jìn)行封堵。4.簡(jiǎn)述盾構(gòu)管片拼裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)。答案：（1）管片選型：根據(jù)盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前姿態(tài)和隧道設(shè)計(jì)軸線，選擇合適的楔形量（標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、左轉(zhuǎn)環(huán)、右轉(zhuǎn)環(huán)），確保管片與盾構(gòu)機(jī)內(nèi)輪廓匹配。（2）拼裝順序：遵循“先底部，再兩側(cè)，最后封頂塊”的順序，封頂塊采用“徑向插入+縱向推進(jìn)”的方式，避免強(qiáng)行擠壓。（3）螺栓緊固：分初緊（拼裝時(shí)）、復(fù)緊（推進(jìn)5-10環(huán)后）、最終緊固（隧道貫通后）三個(gè)階段，確保螺栓扭矩達(dá)到設(shè)計(jì)值（通常為300-500N·m）。（4）錯(cuò)臺(tái)控制：相鄰管片環(huán)向錯(cuò)臺(tái)≤5mm，縱向錯(cuò)臺(tái)≤8mm，通過(guò)調(diào)整拼裝機(jī)姿態(tài)和管片位置實(shí)時(shí)糾正。（5）防水密封：檢查管片止水條是否完好，拼裝時(shí)涂抹密封油脂，避免止水條脫落或錯(cuò)位。（6）姿態(tài)監(jiān)測(cè)：拼裝過(guò)程中同步監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，避免因管片偏位導(dǎo)致后續(xù)掘進(jìn)偏差。5.說(shuō)明盾構(gòu)機(jī)刀具配置的基本原則，并舉例硬巖地層的刀具配置方案。答案：基本原則：（1）地層適應(yīng)性：根據(jù)地質(zhì)條件（硬度、磨蝕性、黏聚力）選擇刀具類型和布置密度；（2）均衡磨損：刀具高度差≤5mm，避免局部過(guò)度磨損；（3）開口率匹配：軟土地層開口率30%-50%，硬巖地層15%-30%，防止渣土堵塞；（4）檢修便利性：刀具安裝位置需預(yù)留檢修空間，便于更換。硬巖地層（單軸抗壓強(qiáng)度＞60MPa）刀具配置方案：（1）中心區(qū)域布置雙刃或三刃滾刀（直徑17-19英寸），間距80-100mm，用于破碎中心硬巖；（2）邊緣區(qū)域布置單刃滾刀（直徑19-20英寸），間距70-90mm，增強(qiáng)邊緣切削能力；（3）滾刀之間設(shè)置刮刀，清理巖渣并保護(hù)滾刀刀圈；（4）刀盤周邊設(shè)置超挖刀（可伸縮式），用于曲線段超挖；（5）刀盤背面安裝磨損檢測(cè)裝置（如金屬傳感器），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀具磨損量。四、計(jì)算題（每題10分，共2題，20分）1.某土壓平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)參數(shù)如下：刀盤直徑6.28m，推進(jìn)速度40mm/min，土倉(cāng)壓力設(shè)定為0.35MPa（對(duì)應(yīng)水土壓力0.32MPa），渣土松散系數(shù)1.2，計(jì)算該盾構(gòu)機(jī)每小時(shí)理論出土量（保留2位小數(shù)）。答案：（1）盾構(gòu)斷面面積：S=π×(D/2)2=3.14×(6.28/2)2≈30.96m2（2）每小時(shí)推進(jìn)長(zhǎng)度：L=40mm/min×60min=2400mm=2.4m（3）理論開挖體積（自然狀態(tài)）：V1=S×L=30.96×2.4≈74.30m3（4）考慮松散系數(shù)后出土量（松散狀態(tài)）：V2=V1×1.2≈89.16m3答：每小時(shí)理論出土量約為89.16m3。2.某盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)坡度為2‰（下坡），盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前姿態(tài)為：前盾高程+38.50m，中盾高程+38.45m，盾尾高程+38.40m，隧道設(shè)計(jì)軸線在該位置的高程為+38.42m。計(jì)算盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前俯仰角（用m/km表示），并判斷是否需要調(diào)整姿態(tài)（俯仰角允許偏差±3‰）。答案：（1）盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度（前盾至盾尾）：L=前盾至中盾長(zhǎng)度+中盾至盾尾長(zhǎng)度（假設(shè)為8m）（2）高程變化量：ΔH=前盾高程-盾尾高程=38.50-38.40=0.10m（前高后低，為俯角）（3）俯仰角計(jì)算：θ=(ΔH/L)×1000=(0.10/8)×1000=12.5‰（4）判斷：設(shè)計(jì)坡度為2‰下坡（負(fù)坡），盾構(gòu)機(jī)當(dāng)前俯仰角為12.5‰（俯角），超過(guò)允許偏差±3‰，需調(diào)整姿態(tài)，減小推進(jìn)油缸下部推力或增大上部推力，使盾構(gòu)機(jī)抬頭。五、案例分析題（每題20分，共1題，20分）背景資料：某地鐵盾構(gòu)區(qū)間穿越粉砂層（滲透系數(shù)1.2×10?3cm/s，地下水埋深3m），隧道埋深12m，設(shè)計(jì)軸線為直線。掘進(jìn)至500環(huán)時(shí)，地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)最大沉降-45mm（預(yù)警值-30mm），同步注漿量為3.2m3/環(huán)（理論注漿量3.8m3/環(huán)），土倉(cāng)壓力設(shè)定為0.25MPa（經(jīng)計(jì)算，該位置水土壓力為0.30MPa），盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)顯示前盾偏離設(shè)計(jì)軸線+50mm（左側(cè)），盾尾偏離+35mm。問(wèn)題：1.分析地表沉降超標(biāo)的主要原因。2.提出針對(duì)性的整改措施。答案：1.地表沉降超標(biāo)的主要原因：（1）土倉(cāng)壓力不足：設(shè)定土倉(cāng)壓力0.25MPa小于實(shí)際水土壓力0.30MPa，導(dǎo)致掌子面土體失穩(wěn)，發(fā)生坍塌和地層損失。（2）同步注漿量不足：實(shí)際注漿量3.2m3/環(huán)小于理論值3.8m3/環(huán)（理論注漿量=π×(D2-d2)/4×環(huán)寬，D=6.28m，d=5.5m，環(huán)寬1.2m，計(jì)算得3.8m3/環(huán)），盾尾間隙未完全填充，地層因失去支撐而沉降。（3）盾構(gòu)姿態(tài)偏差：前盾左偏50mm，盾尾左偏35mm，說(shuō)明盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中存在向左糾偏動(dòng)作，導(dǎo)致右側(cè)土體被超挖，局部地層損失增大。（4）粉砂層透水性強(qiáng)：地下水易攜帶細(xì)顆粒流失，加劇地層沉降。2.整改措施：（1）調(diào)整土倉(cāng)壓力：根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和水土壓力計(jì)算，將土倉(cāng)壓力提高至0.32-0.35MPa（略高于理論水土壓力），并增加土倉(cāng)壓力波動(dòng)范圍監(jiān)測(cè)（允許偏差±0.02MPa）。（2）增加同步注漿量：將注漿量提高至4.0-4.2m3/環(huán)（超注10%-15%），同時(shí)調(diào)整注漿配比（增加膨潤(rùn)土含量，降低凝結(jié)時(shí)間至4-6小時(shí)），提高漿液早期強(qiáng)度。（3）優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)：降低推進(jìn)速度至20-30mm/min，延長(zhǎng)刀盤旋轉(zhuǎn)時(shí)間（轉(zhuǎn)速0.8-1.0rpm），確保渣土充分?jǐn)嚢韬屯羵}(cāng)壓力穩(wěn)定；螺旋輸送機(jī)采用“低速間