(1)盾构的种类按其结构特点和掘进方式。

①手掘式盾构有敞开式、正面支撑式和棚式,此类盾构辅以气压法或降水法等疏干地层的措施并使用必要的正面支撑后,可适用予各种地层中,特别是地下障碍较多的地层;在精心施工的条件下,亦可将地表变形控制到中等或较小的程度。

②挤压式盾构,有全挤压、局部挤压、网格等形式。仅适用于软弱黏性土层,适用范围较狭窄,在挤压推进时,对地层土体扰动较大,地面产生较大的隆起变化,所以在地面有建筑物的地区不宜使用,只能用在空旷的地区或江河底下、海滩处等区域。

③半机械式盾构包括正铲、反铲、螺旋切削、软岩掘进机等,适用范围基本和手掘式一样,可减轻劳动强度。

④机械式盾构有开胸式的大刀盘切削、闭胸式的局部气压、泥水加压、土压平衡等形式。当土质好,能自立,或采用辅助措施后能自立时,则可用开胸式机械盾构,如地层土质差,应采用闭胸机械式盾构。其中土压平衡盾构和泥水加压平衡盾构掘进特点是：

●土压平衡盾构推进过程中依靠开挖面切前面板的临时挡土效果、充满于密封仓内的切削土土压,以及螺旋输送机排土机构的综合作用,保持开挖面的稳定状态。泥水加压盾构在开挖面和泥水室内充满加压的泥水,通过加压作用和压力保持机构,保证开挖面土体的稳定。

●土压平衡系列盾构推进施工时,采用控制螺旋排土机转速和其出土量大小的方法来控制土仓内的平衡压力值。泥水盾构通过调节泥水压力、泥水流量、泥水浓度来达到开挖面的稳定。

●土压平衡盾构切口平衡压力值大小与盾构的埋深、土层中土的密度、土层中的内摩擦角有关。

●盾构正面稳定的效果将直接影响地层变形,平衡压力过大、过小,进土量过多、过少,平衡压力大小波动过多等情况将导致正面稳定不佳的现象产生。

●正面土体稳定控制包含着推力、推进速度和出土量的三者的相互关系,对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用，应在盾构施工中根据不同土质和覆土厚度、地面建筑物,配合监测信息的分析;及时调整平衡点,同时控制每次纠偏的量,减少对土体的扰动,及时调整注浆量,有效地控制轴线和地层变形。

无论哪种盾构,都应在掘进中保证正面土体稳定,并根据地质、掘进方向、坡度、胸板等条件,正确组编千斤顶;盾构机掘进速度应与地表的隆沉值、出土量、正面土压,以及同步注浆等措施相协调。

盾构应尽量保持连续作业,以减少对地层的扰动与沉降;当需要停置时,应采取措施防止盾构正面土体及盾尾土体流入,引起地层和盾构的变位甚至事故。

(2)盾构掘进中常会遇到的一些不良现象的原因

①对地层情况了解不详,会意外遇到地层中的障碍物;会意外遇到流沙、暗涌、承压水等;

②隧道曲线段半径太小;

③地质不均匀,忽硬忽软;

④盾构设备自重不平衡、千斤顶顶力大小和方向有偏移、仪表不准确以及出土有异常等;

⑤注浆不合理。

为此,掘进中要随时掌握地表、地层和设备的情况,有情况及时处置。

(3)遇有以下情况应停止掘进：

①盾构前方发生坍塌或遇有障碍。

②盾构自转角度过大。

③盾构位置偏离过大。;

④盾构推力较预计的大。  

⑤可能发生危及管线防水、运输及注浆有故障等。

(4)盾构掘进的中线平面及高程偏差允许值,要严格控制在±50mm以内,且不得猛纠硬调。

(5)敞口式盾构,应在正面土体支撑系统支护下,自上而下分层开挖,必要时应采取降水、气压或注浆加固等措施。

(6)网格式盾构应随盾构掘进的同时开挖土方,在土体挤人网格转盘内后,及时运出。

(7)土压平衡盾构的工作面设定土压,应通过10Om试掘进后确定,并在施工中及时调整,以维持稳定；掘进中应保持掘进速度与出土的平衡。

(8)泥水平衡式盾构,应保持土舱中泥水压力与工作面土、水压力平衡,土舱中泥水应充分搅拌成流态,用泵通过管道排出,经泥水分离后,泥水可重复利用。

(9)挤压式盾构胸板开口率,应根据地质条件确定;据进的推力应与出土量相适应。

(10)局部气压式盾构,掘进时应将正面土体封堵严密,并根据覆土厚度、地质条件等,设定压力值,掘进时应使掘进速度与出土量适应,并使切口处的出土口浸在泥土中。停机时应关断管路。

(11)气压盾构的最低气压应满足工作面的水、土压力;气压盾构应按规范规定有医疗闸、人员体检制度、闸室气压试验、闸室控制仪表以及盾构工作的安全、卫生、劳保措施制度等。

(12)盾构掘进过程中,进行管线拼装,应按操作规程,严密控制管片止水工序、拼    装工序和螺栓连接与检查工序;严密注意拼装环内人员安全。

(13)壁后注浆应及时,并密切与地面量测结合。

(14)盾构掘进过程,必须有监控量测计划、措施和组织,并及时进行信息反馈,指导掘进施工。

练习1、盾构正面稳定的效果将直接影响（）。（05年试题）
A.掘进速度

B.地层变形

C.土包内平衡压力值

D.推力

答案：B

2、盾构掘进中当遇到()等情况时，应该停止掘进，采取措施解决问题。

A．盾构前方发生坍塌或遇有障碍

B．盾构自转角度过大，盾构位置偏离过大

C．盾构推力较预计的大

D．管片供不应求

E．可能发生危及管片防水、运输及注浆有故障

答案：ABCE

地下隧道所处的地质环境,如地质构造、岩性、土质、地下水等等是千变万化的,因此隧道施工应充分把握工程所处的地质环境,根据具体地质条件选择有足够适应性的掘进牙和支护方法,使隧道的围岩保持稳定。影响围岩稳定的因素有地质因素和人为因素。地质因素包括岩土体结构状态、岩土体工程性质、地下水状态和围岩的初应力状态;人为因素包括隧道形状与尺寸,支护方法与时间、施工方法及隧道埋深。

1.地下水对围岩稳定性的影响

理论和工程实践已经证明,水是隧道施工过程中引发围岩失稳、导致塌方的重要原因之一。水在不同地质条件中,对围岩稳定性的影响很大：

①地下水可使岩质软化,降低强度。

②地下水可使土体液化或流动。

③地下水可降低岩层之间的摩阻力,促进岩块滑动。

④地下水在石膏、岩盐和蒙脱石为主的蒙古土围岩中,还可使土体产生膨胀等等。这些影响将使围岩的内在物理力学性状产生变化,加之施工过程中人为因素的作用,便可导致失稳。

2.地下水对施工控制的影响

地下水按其埋藏条件,可分为上层滞水、潜水和承压水三类。按含水性质又可分为孔隙水、裂隙水及岩溶水(裂隙水的一种)。对隧道施工有影响的是潜水和承压水;较多遇到的是裂隙水。地下水对隧道施工的影响十分明显而重大。

施工中因有地下水而发生涌水,会使挖掘面不稳定;增加掘进难度和风险,对施工中的安全、质量与进度控制构成威胁。尤其当遇到水压大、透水性高的土体透镜层,或遇到地层中储水洞穴,出现量大、高压涌水情况,常会造成重大事故。

归纳起来,地下水对隧道施工的主要影响有：

①空隙水会降低围岩的内摩擦角,危及地层自稳性,渗透水流会带走土颗粒,出现土体流动现象,导致挖掘面失稳。

②掘进面有涌水时,水容易流到支护结构底部而妨碍作业,且引起支护结构下沉、断面变形。

③隧道施工时侧壁涌水,会严重影响喷射混凝土粘附不牢甚至无法施作。

④隧道周边涌水会大幅降低施工效率,增加降水排水工作量,甚至影响隧道施工质量。

⑤涌水如有冲刷,还会在喷射混凝土的背后形成空穴、逐渐扩大,达到一定严重程度时,会使隧道变异和二次衬砌质量降低。

⑥隧道施工采用降低地下水位方法时,会形成周围地层压密、沉降,造成地表沉降,危及地面建筑物安全。

⑦施工中因排除地下水而出现的泥土浆水混杂问题,还需施工方充分进行泥水分离处置,保护好环境。

⑧当地下水含有过多的游离CO₂或SO₂或Mg离子,地下水会对混凝土发生碳酸侵蚀;地下水对混凝土还会发生溶出型侵蚀,通过反应带走Ca（HCO₃)₂而损害混凝土

3.地下水对隧道运营的影响

①地下水对隧道结构物的长期作用会侵蚀、损害结构的耐久性。

②地下水的渗、漏会影响隧道的正常使用。

③长期渗漏地下水,还会大幅增加运营、养护和维修成本。

为此,隧道施工前必须详细了解该工程的水文地质资料,对地下水采取以排为主,防、排、截、堵结合的综合治理措施,做到有效地排、防,提高围岩稳定性,降低开挖、支护的难度与风险、保障隧道长期安全使用,且实现最佳的综合经济效益。

练习1、对隧道施工有影响的地下水是（）

A上层滞水

B孔隙水

C裂隙水

D潜水和承压水

答案：D

1.地表水的处理工艺流程

(l)地表水的常规处理工艺流程

地表水中大多含有大量悬浮物、胶体物质,这些物质的存在使水变得浑浊,而且它们还能够粘附很多细菌和病毒。因此,悬浮物和胶体是地表水作为饮用水源时水处理中主要的去除对象。

以地表水作为水源的水厂多采用以下的工艺流程：图见教材P46

混凝、沉淀和过滤通常被称作澄清工艺,因此以地表水作为水源的生活饮用水的常规处理工艺也可以分为澄清和消毒两部分。

原水进入给水处理厂后,先加入混凝剂,使其与水中的悬浮物和胶体物质形成较大的絮状颗粒,然后经过沉淀池沉淀,使其中较重的絮体沉淀去除,这时水中还含有一些较轻的絮体,它们随水流进入滤池过滤去除。完善而有效的混凝、沉淀和过滤过程,能够有效地降低水的浊度,能够去除水中绝大部分的悬浮物和胶体物质,而且还可以部分去除水中某些有机物、细菌及病毒等。经过过滤的水,必须投加消毒剂来杀灭致病微生物,出水通过管道输送给用户。

在给水处理厂中,沉淀池、澄清池的个数、能够单独排空的分格数一般不宜少于两个,而且在投药消毒设施之后,需要设置不少于两个(或两个分格)清水池,作为水量调节构筑物,同时要满足消毒剂与清水的接触时间不低于30min。

(2)其他处理工艺流程

根据原水水质的不同,澄清工艺系统还可以适当增加或者减少某些处理构筑物。当原水的浊度很高时,往往需要在混凝前设置初沉池或者沉砂池：图见教材P46

当原水浊度很低时,可以省去沉淀构筑物,将原水加入混凝剂,然后直接过滤：图见教材P46

2.地下水的处理工艺流程地下水的处理工艺流程应该根据水源水质和用水对象对水质的要求进行选择,常用的处理过程是除铁、除锰、除氟等。

(1)地下水除铁、除锰

当地下水中铁、锰的含量超过生活饮用水卫生标准的规定时,需要采用自然氧化法和接触氧化法等方法去除铁、锰。前者通常设置曝气装置、氧化反应池和砂滤池,图见教材P47

后者通常设置曝气装置和接触氧化滤池,一般选择一段处理,当锰的含量比较高时,可以在一段处理后面再加一段处理过程,图见教材P47

如果同时除铁除锰,可以利用与上面除锺相似的工艺过程,今只是用除铁除锰滤池代替除锰滤池。

工艺系统的选择应该根据是否单纯除铁还是同时除铁除锰以及原水中铁和锰的含量等水质特点来确定。

(2)地下水除氟

当地下水中含氟量超过1.0mg/L时,需要采取除氟措施。

除氟的方法可以分为混凝沉淀法和吸附过滤法两类。混凝沉淀法是投入硫酸铝、氯化铝或者碱式氯化铝使氟化物产生沉淀;吸附过滤法,利用活性氧化铝或者磷酸三钙等进行吸附交换。其中,活性氧化铝吸附过滤法是比较常见的处理方法,含氟原水通过过滤,氟被吸附在吸附剂表面,生成难溶氟化物,然后去除,其工艺流程图见教材P47

1、在城市给水厂中，以下构筑物不宜少于2个的是

A消毒池

B沉淀池

C预沉池

D澄清池

E混凝池

答案：BD

根据城市污水及雨水排除方式的不同,城市排水管网形成了各种不同的排水制度：合流制与分流制。

(1)合流制:城市污水和雨雪水在同一排水管渠系统中输送排放。这种排水系统又可分为直泄式、全处理和截流式合流制等。城市原有合流制排水管网系统改造多采用截流式合流制。

(2)分流制:雨、污水各用专用管渠系统排放。分流制又分为完全分流制、半分流制两种情况。该系统将生活污水和工业废水收集输送到污水处理厂内,有利于水污染控制和水环境保护;但初期雨水水质差,直接排入水体会造成受纳水体的水质变化。

1、根据城市污水及雨水排除方式的不同，城市排水管网形成了各种不同的排水制度，主要有（）与分流制两种

A合流制

B半分流制

C混流制

D完全分流制

答案：A

1.污水处理方法

城市污水处理方法,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。

物理处理法:利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质的处理方法,主要有筛滤法(格栅、筛网)、沉淀法(沉砂池、沉淀池〉、气浮法、过滤法(快滤池、慢滤池等)和反渗透法(有机高分子半渗透膜〉等法。

化学处理法:利用化学反应分离污水中的污染物质的处理方法,主要有中和、电解、氧化还原和电渗析、气提、吸附、吹脱、萃取等法。

生物处理法:利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质的处理方法。主要可分为两大类:利用好氧微生物作用的好氧氧化法和利用厌氧微生物作用的厌氧还原法。前者好氧氧化法广泛用于处理城市污水,主要有活性污泥法(氧化沟、曝气池等),生物膜法(生物转盘、生物滤池、接触氧化法等);后者厌氧还原法主要有厌氧塘,污泥的厌氧消化池等。

2.城市污水的常规处理工艺

①一级、二级、三级污水处理工艺

现代污水处理技术,按照处理程度,可以分为一级、二级和三级处理污水工艺。

·一级处理:在污水处理设施选口处,必须设置格栅,主要是采用物理处理法截留较大的漂浮物或悬浮物,以便减轻后续处理构筑物的负荷,使之能够正常运转。沉砂池一般设在格栅后面,也可以设在初沉池前,目的是去除比重较大的无机颗粒。初沉池对无机物有较好的去除效果,一般设在生物处理构筑物的前面。经过a一级处理后的污水BOD5一般可去除30%左右。达不到排放标准,只能作为二级处理的预处理。

·二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解性状态的有机污染物质,通常采用生物处理法。生物处理构筑物是处理流程中最主要的部分,利用微生物的代谢作用,

将污水中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为无害物质,从而达到排放的要求,一般去除率能达到90%以上,有机污染物可达到排放标准,处理后的五日生化需氧量也(BOD5)可降至20~30mg/L。二沉池的主要功能是去除生物处理过程中所产生的、以污泥形式存在的生物脱落物或已经死亡的生物体。城市污水二级处理技术主要有常规活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法和生物膜法。

三级处理：在一级、二级处理后,用来进一步处理难以降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要处理方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。通过三级处理,BOD5能进一步降到5mg/L以下。

污泥处理：污泥是污水处理过程中的产物,城市污水处理产生的污泥中含有大量有机物,可作农肥使用,但是又含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属离子等有害成分,需做污泥减量、稳定、无害化处理。处理的主要方法是减量处理(浓缩、脱水等)、稳定处理〈消化等〉,最后达到可综合利用的目的。

②城市污水广典型工艺流程：见教材P49

练习1、城市污水处理方法，按原理可分为（）。

A物理处理法

B化学处理法

C一级处理

D生物处理法

E二级处理

答案：ABD

垃圾填埋场对环境的影响可归纳如下:

(l)一座大型垃圾填埋场一般每天可接纳1000t左右的垃圾。装运垃圾的车辆都是大吨位、密封式专用车辆,不但运次多,而且对道路宽度和路面承载力都有较高的要求,对周围路网交通有一定影响。

(2)大量垃圾的腐臭气味,很容易影响填埋场附近或运输沿线居民的正常生活,引起居民的强烈意见,还可能引发当地居民阻止建场施工或垃圾车辆运行,使垃圾填埋工作受阻,影响垃圾的及时填埋,既会加剧环境卫生问题又会造成运营成本加大。在选址时,这一问题要引起足够的重视。

(3)生活垃圾会带来很大危害,废塑料薄膜与垃圾腐臭会随风飘送很远,如垃圾填埋场与旅游风景区、公园、寺庙、宾馆等人文景区较近,会使旅游人数锐减,严重影响该地区的经济和旅游收入。

由于垃圾填埋场使用期限长达10~15年,如果因决策失误而使一个城市或地区在这么长的时间内,旅游和经济发展受挫,那将使经济损失的代价过于沉重,对此影响不可轻视。

(4)垃圾填埋场使用期较长,它是一个处在被控制状态中的污染源。为保证人们饮水的安全,垃圾填埋场必须远离饮用水源。

(5)一般垃圾填埋场占地面积很大,应尽量选用荒废地域和不占用农田,减少工程成本。

练习1、下面关于垃圾填埋场对环境的影响的叙述中不正确的是()

A大量垃圾的腐臭气味，很容易影响填埋场附近或运输沿线居民的正常生活，引起居民的强烈意见，还可能引发当地居民阻止建场施工或垃圾车辆运行

B生活垃圾会引来大批鸟类，废塑料薄膜与垃圾腐臭会随风飘送很远，严重影响该地区的经济和旅游收入

C垃圾填埋场使用期较长，它是一个处于被控制状态中的污染源

D一般垃圾填埋场占地面积很大，可以考虑到农村等远离城市的地方

答案：D