盾構操作手試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.土壓平衡盾構掘進時，土倉內渣土的理想狀態(tài)應具備（）特性。A.高透水性、低流動性B.低透水性、高流動性C.高內摩擦角、低塑性D.低黏聚力、高滲透性答案：B解析：土壓平衡盾構通過土倉內渣土的壓力平衡開挖面水土壓力，需渣土具備低透水性（防止地下水滲透）和高流動性（確保壓力傳遞均勻），故B正確。2.盾構機主驅動密封系統(tǒng)通常采用（）形式。A.單道唇形密封B.多道格萊圈密封C.迷宮+唇形組合密封D.機械端面密封答案：C解析：主驅動密封需承受高壓力和渣土侵入，采用迷宮密封（阻擋大顆粒）與唇形密封（阻擋流體）組合，故C正確。3.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.增強隧道抗浮能力D.防止管片錯臺答案：B解析：同步注漿的核心作用是及時填充盾構掘進后管片與圍巖間的間隙，控制地層沉降，故B正確。4.盾構機推進油缸分區(qū)控制的主要依據(jù)是（）。A.刀盤扭矩B.掘進方向C.土倉壓力D.注漿量答案：B解析：通過分區(qū)控制推進油缸壓力，可調整盾構機姿態(tài)，實現(xiàn)掘進方向糾偏，故B正確。5.螺旋輸送機出土口閘門的作用是（）。A.調節(jié)出土速度B.防止渣土外溢C.平衡土倉壓力D.以上均是答案：D解析：閘門可控制出土量（調節(jié)速度）、關閉時防止外溢（停機時）、配合土壓控制（平衡壓力），故D正確。6.盾構機刀盤扭矩突然增大的常見原因是（）。A.渣土改良不足B.推進速度過快C.注漿壓力過高D.管片拼裝錯誤答案：A解析：渣土黏結性差或流動性不足會增大刀盤與渣土的摩擦力，導致扭矩增大，故A正確。7.土倉壓力設定的主要依據(jù)是（）。A.隧道埋深B.地下水壓力C.地層承載力D.A+B答案：D解析：土倉壓力需平衡開挖面的土壓力和水壓力，計算時需考慮隧道埋深（土壓力）和地下水位（水壓力），故D正確。8.盾構機盾尾密封刷損壞的直接后果是（）。A.刀盤卡滯B.盾尾漏漿C.推進力不足D.管片破碎答案：B解析：盾尾密封刷失效后，注漿材料或地下水會從盾尾間隙泄漏，故B正確。9.盾構機掘進時，若發(fā)現(xiàn)鉸接油缸行程差超過設計值，應優(yōu)先調整（）。A.推進油缸分區(qū)壓力B.刀盤轉速C.螺旋機出土量D.注漿參數(shù)答案：A解析：鉸接油缸行程差反映盾構機前后體姿態(tài)偏差，需通過調整推進油缸分區(qū)壓力糾正姿態(tài)，故A正確。10.管片拼裝時，錯臺量應控制在（）以內。A.5mmB.10mmC.15mmD.20mm答案：B解析：根據(jù)《盾構法隧道施工與驗收規(guī)范》，管片環(huán)間錯臺應≤10mm，故B正確。11.盾構機始發(fā)時，反力架的主要作用是（）。A.固定洞門密封B.提供推進反力C.支撐管片D.安裝始發(fā)基座答案：B解析：始發(fā)階段管片未形成有效支撐，反力架為推進油缸提供反作用力，故B正確。12.盾構機主軸承潤滑油溫過高（＞80℃）的可能原因是（）。A.潤滑油量過多B.冷卻系統(tǒng)故障C.刀盤轉速過低D.土倉壓力過高答案：B解析：主軸承通過潤滑油循環(huán)冷卻，冷卻系統(tǒng)故障（如換熱器堵塞、油泵失效）會導致油溫升高，故B正確。13.盾構機掘進過程中，若監(jiān)測到地面沉降速率突然增大，應首先（）。A.降低推進速度B.提高土倉壓力C.增加注漿量D.停機檢查答案：C解析：地面沉降速率增大通常因盾尾間隙填充不足，需立即增加注漿量，故C正確。14.盾構機刀具檢查的最佳時機是（）。A.掘進過程中B.停機換刀時C.始發(fā)前D.到達前答案：B解析：停機換刀時需打開土倉，是檢查刀具磨損、破損情況的唯一安全時機，故B正確。15.盾構機液壓系統(tǒng)油溫過低（＜20℃）時，應（）。A.立即啟動推進系統(tǒng)B.先運行循環(huán)加熱C.降低液壓泵轉速D.更換液壓油答案：B解析：油溫過低會導致液壓油黏度增大，需先通過循環(huán)或加熱裝置提升油溫至30-50℃，故B正確。16.盾構機管片拼裝機的操作原則是（）。A.先平移后旋轉B.先旋轉后平移C.同時操作D.無固定順序答案：A解析：為避免管片與盾尾碰撞，應先調整水平位置（平移），再調整角度（旋轉），故A正確。17.盾構機穿越建筑物時，控制地層變形的關鍵參數(shù)是（）。A.刀盤轉速B.推進速度C.土倉壓力與注漿量D.螺旋機轉速答案：C解析：土倉壓力平衡開挖面壓力（控制隆起/沉降），注漿量填充盾尾間隙（控制后期沉降），故C正確。18.盾構機停機超過2小時，應（）。A.保持刀盤旋轉B.關閉螺旋機閘門C.降低土倉壓力D.停止注漿答案：B解析：停機時若不關閉螺旋機閘門，土倉內渣土可能因重力或壓力差流出，導致土壓下降，故B正確。19.盾構機刀具磨損超限的判斷依據(jù)是（）。A.刀盤扭矩持續(xù)增大B.掘進速度明顯降低C.刀具檢查時測量磨損量D.A+B+C答案：D解析：扭矩增大、速度降低是間接表征，最終需通過檢查測量確認磨損量，故D正確。20.盾構機應急停電時，首要操作是（）。A.關閉所有液壓閥B.手動鎖定推進油缸C.啟動備用電源D.通知地面人員答案：B解析：停電后推進油缸失去壓力，需手動鎖定防止盾構機后退，避免洞門坍塌或管片錯臺，故B正確。二、填空題（每題2分，共20分）1.土壓平衡盾構的核心控制參數(shù)是（土倉壓力）和（出土量）。2.盾構機刀盤常見的開口形式有（面板式）、（輻條式）和（復合式）。3.同步注漿材料的主要成分包括（水泥）、（粉煤灰）、（砂）和（水）。4.盾構機主軸承的潤滑方式為（強制循環(huán)潤滑），密封方式為（多道唇形密封+迷宮密封）。5.盾構機掘進姿態(tài)控制的關鍵指標是（水平偏差）和（垂直偏差）。6.管片拼裝的順序通常為（底部塊→標準塊→鄰接塊→封頂塊）。7.盾構機始發(fā)時，洞門密封的主要作用是（防止洞門土體流失）和（控制地下水滲漏）。8.盾構機液壓系統(tǒng)的主要元件包括（液壓泵）、（液壓缸）、（液壓閥）和（油箱）。9.盾構機刀具按功能分為（切削刀）、（刮刀）、（先行刀）和（超挖刀）。10.盾構機穿越富水砂層時，需重點控制（土倉壓力穩(wěn)定性）和（渣土改良效果）。三、判斷題（每題2分，共20分）1.盾構機掘進時，土倉壓力設定值應始終大于理論水土壓力值。（×）解析：土倉壓力需根據(jù)地層特性調整，過高可能導致地面隆起，應略大于理論值（10%-20%）。2.同步注漿應在盾構機推進完成后立即進行。（×）解析：同步注漿需與推進同步進行，盾尾離開管片時即開始注漿，避免間隙暴露。3.盾構機刀盤反轉會導致主軸承密封損壞。（√）解析：主軸承密封為單向設計，反轉可能破壞密封唇口，嚴禁長時間反轉。4.管片拼裝時，封頂塊應先徑向插入，再軸向頂推。（√）解析：封頂塊需先沿徑向插入環(huán)縫，再軸向頂推完成鎖定，避免強行擠壓。5.盾構機推進速度越快，地面沉降越小。（×）解析：推進速度過快可能導致渣土改良不充分、注漿不及時，反而增大沉降。6.盾構機主軸承溫度過高時，應立即停機冷卻。（√）解析：持續(xù)高溫會加速軸承磨損，需停機排查冷卻系統(tǒng)故障。7.螺旋輸送機出土量應等于盾構機理論排土量。（√）解析：土壓平衡盾構需保持出土量與開挖體積平衡，否則土壓會波動。8.盾構機盾尾漏漿時，應增大注漿壓力。（×）解析：漏漿可能因密封損壞，增大壓力會加劇泄漏，應先檢查密封并降低壓力。9.盾構機穿越斷裂帶時，應降低推進速度并加強渣土改良。（√）解析：斷裂帶地層松散，低速掘進可減少擾動，改良渣土提高土倉穩(wěn)定性。10.盾構機停機期間，需定期啟動液壓系統(tǒng)循環(huán)熱油。（√）解析：長期停機液壓油會冷卻凝固，定期循環(huán)可防止管路堵塞和元件銹蝕。四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述盾構機始發(fā)前需完成的主要檢查項目。答案：（1）設備檢查：主驅動、推進系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、螺旋機、管片拼裝機等功能測試，確認液壓、電氣系統(tǒng)無故障；（2）洞門檢查：洞門混凝土破除質量，確認無鋼筋殘留，洞門密封裝置安裝牢固；（3）反力架與始發(fā)基座檢查：反力架安裝精度（垂直度≤2mm/m），始發(fā)基座定位偏差（軸線偏差≤10mm）；（4）注漿系統(tǒng)檢查：注漿泵壓力、管路密封性、漿液配比（需做流動性、初凝時間試驗）；（5）測量復核：盾構機初始姿態(tài)（水平/垂直偏差≤20mm），洞門中心與隧道軸線偏差≤10mm；（6）應急準備：消防設備、應急照明、通訊系統(tǒng)、洞門堵漏材料（如雙液漿）到位。2.土壓平衡盾構掘進時，如何通過調整參數(shù)控制土倉壓力穩(wěn)定？答案：（1）推進速度與出土量匹配：推進速度（V）與螺旋機轉速（N）需滿足V×A（開挖面積）=N×Q（螺旋機每轉排量），避免土壓波動；（2）渣土改良：通過注入泡沫/膨潤土調整渣土塑流性，降低透水性（滲透系數(shù)＜1×10??cm/s），確保壓力傳遞均勻；（3）螺旋機閘門開度：當土壓偏低時，減小閘門開度（降低出土量）；土壓偏高時，增大開度（增加出土量）；（4）輔助措施：若地層滲透性強（如砂層），可注入高分子聚合物提高渣土黏聚力，防止土倉“漏壓”；（5）動態(tài)監(jiān)測：通過土壓傳感器實時反饋，每5環(huán)復核理論土壓（P=γH+ρgh，γ為土體重度，H為埋深，ρ為水密度，h為水頭高度），調整設定值。3.盾構機管片錯臺的主要原因及預防措施有哪些？答案：主要原因：（1）推進油缸分區(qū)壓力不均，導致盾構機姿態(tài)偏差，擠壓管片；（2）管片拼裝時定位不準確（如螺栓未初緊），后續(xù)推進時位移；（3）盾尾間隙不均（單側間隙＜50mm），管片受盾尾擠壓；（4）注漿壓力過高或注漿不均，導致管片上浮或偏移；（5）地層不均勻沉降，管片環(huán)間受力不均。預防措施：（1）嚴格控制推進油缸分區(qū)壓力，保持盾構機姿態(tài)偏差≤50mm（水平/垂直）；（2）管片拼裝時使用定位銷固定，螺栓分三次緊固（拼裝時→推進前→推進后）；（3）實時監(jiān)測盾尾間隙（每環(huán)測量8個點），間隙＜80mm時調整推進方向；（4）注漿壓力控制在0.3-0.5MPa（根據(jù)埋深調整），采用對稱注漿（每環(huán)4個注漿孔）；（5）穿越軟土地層時，縮短注漿凝結時間（初凝≤4h），提高早期強度。4.盾構機刀具磨損的主要影響因素及檢查標準是什么？答案：影響因素：（1）地層特性：硬巖（如花崗巖）磨損快，軟土（如黏土）易結泥餅；（2）刀具類型：滾刀（硬巖）比刮刀（軟土）磨損率高；（3）掘進參數(shù)：刀盤轉速過高（＞3rpm）、推進速度過快（＞80mm/min）會加劇磨損；（4）渣土改良：改良不足（如砂層未注泡沫）導致刀具與渣土摩擦增大；（5）刀具安裝：螺栓松動、刀圈偏磨會加速局部磨損。檢查標準：（1）滾刀：刀圈磨損量≤15mm（直徑減少量），刀體偏磨≤5mm，軸承無卡滯；（2）刮刀：刃口磨損量≤30mm（軟土）或≤15mm（硬巖），刀體無裂紋；（3）先行刀：磨損量≤20mm，與刮刀高差保持30-50mm（防止刮刀直接接觸硬巖）；（4）超挖刀：伸縮功能正常，磨損量≤10mm，密封無泄漏。5.盾構機盾尾漏漿的原因分析及處理措施。答案：原因分析：（1）盾尾密封刷損壞：長期推進導致密封刷老化、斷裂（常見于曲線段或大坡度段）；（2）盾尾間隙過小：管片與盾尾單側間隙＜50mm，推進時擠壓密封刷；（3）注漿壓力過高：超過盾尾密封承壓能力（一般≤0.6MPa）；（4）密封油脂注入不足：盾尾油脂泵故障或管路堵塞，密封刷未形成有效油脂膜；（5）管片橢圓度超標：管片變形導致盾尾間隙不均，局部密封失效。處理措施：（1）立即停止注漿，降低土倉壓力（防止漏漿加?。唬?）注入盾尾油脂（采用高黏度油脂），手動補注損壞區(qū)域密封刷；（3）調整推進方向，增大盾尾間隙（通過分區(qū)油缸調整盾構機姿態(tài)）；（4）若密封刷嚴重損壞，需停機更換（需土倉內作業(yè)，需進行地層加固或氣壓輔助）；（5）后續(xù)掘進時降低注漿壓力（控制在0.4MPa以內），加密油脂注入頻率（每環(huán)注入量≥150L）；（6）檢查管片橢圓度（允許偏差≤管片直徑的0.5%），拼裝時調整螺栓緊固順序（先緊底部，再對稱緊固）。五、案例分析題（每題15分，共30分）案例1：某盾構機在黏土地層掘進時，刀盤扭矩持續(xù)升高（從1500kN·m升至2500kN·m），掘進速度從50mm/min降至20mm/min，土倉壓力波動（0.2-0.3MPa），地面監(jiān)測無明顯沉降。問題：分析扭矩升高的可能原因，并提出處理措施。答案：可能原因：（1）渣土改良不足：黏土地層易結泥餅，刀盤面板與渣土黏結，增大摩擦扭矩；（2）刀盤開口率不足：黏土流動性差，無法及時通過刀盤開口進入土倉，導致刀盤“悶轉”；（3）泡沫注入量不足：泡沫可降低黏土黏聚力（目標值10-20kPa），未注入或注入量少（設計注入率15%-20%）導致渣土黏結；（4）刀盤轉速過低（＜2rpm）：轉速不足無法將渣土拋入土倉，刀盤與土體相對運動減少，摩擦增大；（5）刀具磨損：刮刀刃口鈍化（磨損量＞30mm），切削阻力增大，間接導致扭矩升高。處理措施：（1）加強渣土改良：增大泡沫注入量（注入率提升至25%-30%），降低泡沫溶液濃度（從5%降至3%），提高發(fā)泡倍率（≥15倍）；（2）調整刀盤參數(shù)：提高轉速至2.5-3rpm，同時降低推進速度（≤30mm/min），增加渣土攪拌時間；（3）檢查刀盤開口：清理刀盤面板及開口處的泥餅（可通過反轉刀盤+注入高壓水沖洗）；（4）刀具檢查：利用停機機會（如管片拼裝時）觀察出土口渣土中是否有刀具碎片，必要時開倉檢查刀具磨損情況（若磨損超限需更換）；（5）優(yōu)化掘進模式：采用“低推力、高轉速”模式（推力≤18000kN），減少刀盤與土體的接觸壓力；（6）監(jiān)測土倉溫度：若土倉溫度＞50℃（黏土摩擦生熱），可注入低溫水（10-15℃）降溫，防止泥餅硬化。案例2：某盾構機穿越河流段時，盾尾突然出現(xiàn)大量漏漿（漿液為水泥-粉煤灰漿），漏漿量約5m3/環(huán)，地面監(jiān)測顯示河底沉降速率達8mm/d（預警值為5mm/d）。問題：分析漏漿原因，提出應急處理及后續(xù)預防措施。答案：原因分析：（1）盾尾密封失效：河流段水壓高（0.4-0.5MPa），密封刷長期受高壓水沖擊，出現(xiàn)斷裂或脫落（常見于盾尾下半部）；（2）注漿壓力過高：為抵抗河底水壓，注漿壓力設定為0.6MPa（超過盾尾密封承壓能力0.5MPa），導致漿液擊穿密封；（3）盾尾間隙過小：管片拼裝時姿態(tài)