公路隧道施工沉管法、盾构法介绍
隧道施工方法(全断面-沉管-盾构)
c.开挖面阻力的调整 当利用千斤顶编组无法达到纠偏目的时，可采 用调整开挖面阻力，也就是人为地改变阻力的合力 位置，从而得到一个理想的纠偏力偶，来达到控制 盾构轴线的目的。 d.盾构自传的控制 当盾构有少量自转时，可用盾构内的举重臂、 转盘等大型旋转设备的使用地方来纠正； 当自转量较大时，采用压重的方法，使其形成 一个纠旋转力偶。
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碴土储舱和料斗
龙门吊车 泥浆处理设备
竖井
皮带运输机 车站
盾构机
电瓶车
斗车
泥浆注入车
管片运输车
螺旋输送机
图5-3-2 盾构法施工概貌图
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三、盾构推进工作 （一）盾构开挖方法 1.敞开式开挖 手掘式及半机械式盾构均为敞开式开挖。这种方 式适用于地质条件好，开挖面在掘进中能维持稳定或 在有辅助措施时能维持稳定的情况。其开挖程序一般 是从顶部开始逐层向下挖掘。若土质较差，还可以借 助支撑千斤顶加撑板对开挖面进行临时支撑。根据其 切口长度，每环可分几次开挖和推进。 2.网格式开挖 网格式开挖由网格梁与隔板将开挖面分成许多格 子。开挖面的支撑作用时由土的粘聚力和网格厚度范 围内的阻力产生的。当盾构推进时，克服这项阻力， 土体就从格子里呈条状挤出来。要根据土的性质，调 节网格的开挖面积。采用网格式开挖时，在所有千斤 顶缩回之后，会产生较大的盾构后退现象，导致地表 沉降，因此施工时要防止盾构后退。
图5-3-1 盾构的组成
一、盾构的类型：可以从不同的方面进行分类。 按构造类型分为敞胸和闭胸式。 1.按开挖方式： （１）手掘式盾构：开挖和出土可用人工进行。 （２）半机械式盾构：大部分的开挖工作和出土 由机械进行。 （３）机械式盾构：从开挖到出土均采用机械。 2. 按开挖面的支护方式： （１）无固定支护式的盾构 （２）固定机械支护式盾构 （３）工作面近旁带有气压室的盾构 （４）泥水加压式盾构 （５）土压平衡式盾构
隧道施工方法及特点
隧道施工方法：矿山法（传统的矿山法和新奥法）、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法、盾构法等。
1.矿山法1.1矿山法：用于山岭隧道,因用于矿石开采而得名，它包括传统矿山法和新奥法。
多数情况下都需要采用钻眼爆破来进行开挖，又称为钻爆法。
有时将新奥法从矿山法中另立系统。
（将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”。
将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称为“新奥法”）1.2新奥法与传统的矿山法区别：传统的矿山法施工是把地层压力视作外力荷载，新奥法是把围岩和支护结构作为一个统一的受力体系，围岩是荷载的来源，又是支护结构体系的一部分，围岩和支护结构相互作用。
1.3新奥法施工的基本思想：充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护结构的监控、量测来指导地下工程的设计与施工。
1.4新奥法的主要特点：a.充分保护围岩，减少对围岩的扰动。
因为岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，所以在施工中必须充分保护围岩，尽量减少对它的扰动。
b.充分发挥围岩的自承能力。
c.尽快使支护结构闭合。
d.加强监测，根据监测数据指导施工。
1.5新奥法的基本原则:可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤量测”。
2.掘进机法2.1掘进机法：包括隧道掘进机法和盾构掘进机法，前者应用于岩石地层，后者主要应用于土质围岩，尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。
掘进机施工法(TBM)是一种利用回转刀具开挖(同时破碎和掘进)隧道的机械装置。
此法修筑隧道的方法称掘进机法。
2.2优点：施工速度快，工期得以缩短，特别是在稳定的围岩中长距离施工时，此特征尤其明显。
无爆破围岩的损伤小，减轻支护的工作量。
振动、噪声小，对周围的居民和结构物的影响小。
因机械化施工，安全，作业人员少。
安全性和作业环境有了较大的改善。
2.3缺点：费和运输、组装、解体等的费用高，初期投资高，不用于短隧道。
隧道工程盾构法施工方案
隧道工程盾构法施工方案一、盾构法的基本原理盾构法是一种以盾构机为主要施工设备，以人工控制和辅助机械作业，依靠管片拱成隧道结构的地下隧道开挖方法。
盾构机是一种专门用于地下开挖和地下作业的设备，主要由推进系统、控制系统、液压系统和输送系统等组成。
当盾构机在地下推进施工时，首先通过锚杆或液压支撑进行初次固定，然后在控制系统的指导下，通过刀盘掘进、压力室的泥浆控制及输送系统将盾构机后方的泥浆输送到地上。
盾构法的优点主要体现在以下几个方面。
首先，盾构法可以减少对地表环境的干扰，降低地表振动和噪音的影响。
其次，盾构法对地质条件适应性强，可以适用于各种地质环境的隧道施工。
再次，盾构法施工速度快，可以大大缩短工期，提高施工效率。
最后，盾构法可以保证隧道的质量和安全，降低施工的风险。
二、工程准备1. 地质勘察与分析在进行盾构法施工前，需要进行全面的地质勘探与分析工作，了解地下岩土情况、地下水情况、断层构造等详细信息，并绘制相应地质图、地质剖面图和地下水位图。
地质勘探的结果将直接影响盾构法施工中的掘进进度、泥浆处理和支护设计等。
2. 管片生产与运输管片的生产应选用符合国家标准并具有相应生产资质的厂家进行生产，生产单位应编制管片质量检测方案和检测报告，并按照现行标准进行检测。
管片的运输应按照设计要求进行合理包装和运输，确保管片在运输过程中不受损坏。
3. 施工场地准备施工场地准备包括场地平整、通风、照明、安全防护设施、临时办公室和生活设施等准备工作。
同时，场地应满足盾构机组装、拆除和维修的要求，保证施工现场的平稳和安全。
4. 泥浆处理设备准备泥浆处理设备是盾构法施工中不可或缺的设备之一，其主要作用是处理从盾构机中输送上来的泥浆。
泥浆处理设备应根据地质条件和泥浆性质选择合适的设备，并设置相应的泥浆处理工艺。
同时，泥浆处理设备应符合环保和安全要求。
5. 安全防护措施在施工前需要做好安全技术交底，确保所有参与施工的人员了解工程的风险点和安全措施，对施工现场进行安全检查，保证施工现场的通风、照明、防护措施齐全。
隧道工程的关键技术：钻爆法、盾构法等
01
隧道工程的基本概念与重要性
隧道工程的发展历程及现状
隧道工程的起源
• 早期的隧道工程主要用于矿产开 采和水利建设 • 随着交通运输的发展，隧道工程 逐渐应用于铁路、公路等领域 • 近年来，隧道工程在城市建设中 发挥着越来越重要的作用
隧道工程的技术进步
• 从最初的矿山法到现代的盾构法， 隧道工程的技术水平不断提高 • 钻爆法、盾构法、沉管法等隧道 施工方法的发展，为各种复杂地质 条件下的隧道建设提供了可能 • 隧道工程的支护、监测、通风等 技术也得到了不断完善
钻爆法的优点
• 施工方法简单，技术成熟，适用 于各种地质条件 • 工程造价相对较低，具有较高的 经济性 • 能够根据地质条件调整爆破参数， 控制施工进度和质量
钻爆法的缺点
• 施工过程中会产生噪音、粉尘等 污染，对环境造成一定影响 • 爆破过程中可能对周边建筑物和 地下管线产生影响 • 需要较多的劳动力，劳动强度较 大
• 交通隧道：如地铁、公路隧道等， 主要用于车辆和行人的通行 • 水利隧道：如水库、运河等，主 要用于水资源调度和输送 • 能源隧道：如电缆、管道等，主 要用于能源输送
• 隧道工程将向大型化、复杂化方 向发展 • 隧道工程将更加注重环保和可持 续性发展 • 隧道工程将采用更多先进技术， 提高施工效率和安全性
盾构法的优缺点及适用范围
盾构法的优点
盾构法的缺点
盾构法的适用范围
• 施工速度快，施工周期短，具有 较高的经济效益 • 对周边环境影响较小，减少了噪 音、粉尘等污染 • 能够适应复杂地质条件，具有较 高的安全性
• 盾构机设备投资较大，初期成本 较高 • 对施工技术和管理水平要求较高， 容易出现施工质量问题 • 需要较大的施工场地，对周边环 境要求较高
隧道施工方法之盾构法
盾构法的是利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。
用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。
盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。
盾构是1874年发明，首先用的是气压盾构。
开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。
[1] 盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。
水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。
澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。
盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。
盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。
它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。
大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。
盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。
用盾构法修建隧道已有150余年的历史。
最早进行研究的是法国工程师M.I.布律内尔，他由观察船蛆在船的木头中钻洞，并从体内排出一种粘液加固洞穴的现象得到启发，在1818年开始研究盾构法施工，并于1825年在英国伦敦泰晤士河下，用一个矩形盾构建造世界上第一条水底隧道（宽11.4米、高6.8米）。
在修建过程中遇到很大的困难，两次被河水淹没，直至1835年，使用了改良后的盾构，才于1843年完工。
盾构法施工工序：采用盾构法施工时，首先要在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井，用作盾构及其设备的拼装井（室）和拆卸井（室），特别长的隧道，还应设置中间检修工作井（室）。
拼装和拆卸用的工作井，其建筑尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定。
拼装井的井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座和盾构推进的后座。
井的宽度一般应比盾构直径大1.6～2.0米，以满足铆、焊等操作的要求。
当采用整体吊装的小盾构时，则井宽可酌量减小。
隧道施工工法
隧道施工工法隧道施工工法是指在地下或水下开挖的隧道中采用的一系列施工技术和方法。
隧道作为现代交通和基础设施建设的重要组成部分，其施工工法的选择和优化直接影响着施工进度、工程质量和安全。
隧道施工工法的选择一般需要综合考虑地质条件、经济性、施工周期、施工成本、环境影响等因素。
根据不同的地质情况和隧道用途，常见的隧道施工工法包括盾构法、钻爆法和新奥尔良法等。
盾构法是一种在地下开挖隧道的常见工法，适用于稳定的土层和软岩层。
它主要由盾构机和推进装置组成。
通过盾构机的推进，同时进行土层的掘进和隧道管片的安装。
盾构法施工的优势在于施工速度快、质量可控、对周围环境影响较小。
然而，盾构法施工对地质条件要求较高，成本较高，需要较长时间的准备工作。
钻爆法是一种在地下开挖隧道的传统工法，适用于固硬岩石的开挖。
它采用钻孔、装药和爆破的方式进行隧道掘进。
钻爆法施工的优势在于适用范围广、工序短、在坚硬的岩石中有较好的适应性。
然而，钻爆法施工的缺点是容易产生振动和冲击波，对周围建筑物和地质环境造成影响。
新奥尔良法是一种在水下开挖隧道的特殊工法，适用于较深水域的隧道施工。
它通过在水下安装隧道段，然后逐步开挖土层，同时进行隧道管片的安装。
新奥尔良法施工的优点在于对水下环境的影响较小，适用于开挖较深水域的隧道。
然而，新奥尔良法施工需要特殊设备支持，成本较高。
除了以上的常见隧道施工工法，还有其他一些特殊情况下的施工工法，如冻土法、隧道开挖并支护法等。
每种工法都有其适用的地质条件和施工要求，施工单位需要根据具体情况选择最适合的工法，确保施工进度和工程质量。
总之，隧道施工工法是隧道工程建设的重要环节，选择适合地质条件和工程要求的工法对于保证工程质量和安全至关重要。
随着技术的不断进步和创新，隧道施工工法也在不断发展演变，为隧道工程的高效、快速、安全施工提供了保障。
沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术优劣比较
沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术优劣比较沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术比较以及隧道口的基坑支护中国在城市化进程中，各大城市必然会不断扩张，与周边城市逐渐靠拢，形成城市群，这就要求城市之间的交通联系必须紧密。
我们河南境内有黄河、淮河两条大河，在这两条河边的城市将来在于周边城市交流的时候必然面临着跨越河流这个交通问题。
虽然现在河南在处理河流上的交通时还是采用架桥的方式，但将来肯定会修建水底隧道，所以提前比较一下沉管法与盾构法在水下修建隧道的技术优劣还是有必要的。
俗话说：逢山开路遇水架桥，但是随着科学技术的进步,人们已经意识到“遇水架桥”不再是唯一选择。
而且从安全和环保方面考虑,修建水底隧道比建桥更为优越。
目前，国内外隧道施工采用的施工方法主要有盾构法、沉管法、明挖法和暗挖法等4种，近年来被广泛使用的是盾构法和沉管法。
盾构法修建隧道开始于1818年，当时法国工程师布鲁诺尔研究并取得专利权，1825年在英国泰晤式河首次建造成功。
沉管法修建隧道是在19世纪末，美国首先建成波士顿的下水道工程，又于1928年建成了第一条沉管道路隧道。
盾构是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建的一种隧道。
其构造通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等4大部分组成。
在盾构的掩护下，头部可以安全的开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。
尾部可以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌，并将衬砌与土层之间的空隙用水泥压浆填实，防止周围的地层继续变形和围岩压力的增长。
盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶，用千斤顶将拼成的衬砌环推进到已挖好的空间内，然后缩回活塞杆，为下一环衬砌拼装创造条件。
盾构形状大致可分为圆形、半圆形、矩形、马蹄形4种，圆形因其抵抗水压力较理想，衬砌拼装简便，构造可以互换，在工程中运用较为普遍。
沉管法亦称预制管段法或沉放法。
先在隧址以外的船台上或临时干坞内制作隧道管段（管段每节长度一般在60-100m，目前最长的达268m），并于两端用临时封端墙封闭起来。
盾构法隧道施工概述
盾构法隧道施工概述盾构法隧道施工适用于软土地区埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管线密集区的下部。
关于盾构施工方法的种类，一般可以根据断面形状分类、开挖方式分类、头部结构分类等。
根据头部的结构（以隔离开挖面和盾尾衬砌作业空间之间隔板的有无）可以分为闭胸式和敞开式。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。
敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。
根据开挖面的稳定原理和方法，可以将各种盾构的特征总结如下。
（1）闭胸式盾构通过设置于切口环和支承环之间的密封隔板，并在隔板和作业面之间形成压力舱，保持充满泥砂或泥水的压力舱内的压力，以保证作业面的稳定性的机械式盾构型式。
根据开挖面稳定机理可以分为土压平衡式盾构和泥水加压式盾构。
①土压平衡式盾构将开挖的泥砂进行泥浆化，通过控制泥浆的压力以保证作业面的稳定性。
该盾构设置有切削围岩的机械、搅拌开挖土砂使其泥浆化的搅拌机械、切削土的排出机械并有能够保证切削土压力的控制机械的盾构型式。
又可根据是否具有促进泥浆化的添加材料的注浆装置分为土压盾构和泥土压盾构。
土压平衡式盾构如图所示。
a．土压式盾构使用转动刀盘切削围岩，并使作业面和隔板之间充满经过搅拌的土砂。
该施工方式通过盾构的推进力给切削土砂加压并使其作用于作业面整体来获取作业面的稳定性，同时通过螺旋式输送器进行排土。
b．泥土压式盾构通过一边注入添加材料一边转动刀盘，强制性地搅拌切削土砂和添加材料使其成为塑性流动化状态。
与土压盾构相同，该施工方式也为一边保持作业面的稳定性一边通过螺旋输送器进行排土。
②泥水加压式盾构该盾构通过给泥浆一定的压力以保持开挖面的稳定性，并通过循环泥浆将切削土砂以流体方式输送运出。
该盾构型式设置有切削围岩的开挖机械，泥浆循环设备，给泥浆施加一定压力的送排泥设备，运出泥浆的分离设备，另外有的泥水加压式盾构还具有保证泥浆性能的调泥和泥水处理设备。
隧道工程施工方法
隧道工程施工方法隧道工程是一项复杂而关键的工程，涉及到土木工程、地质工程、岩土工程等多个学科。
正确的施工方法对于隧道工程的成功完成至关重要。
本文将介绍一些常用的隧道工程施工方法。
1. 预制隧道施工方法预制隧道施工方法是指在地面上预先制造隧道的构件，然后将其运输到现场进行拼装和安装的方法。
这种方法适用于隧道较短且地质条件相对稳定的情况。
预制隧道施工方法具有施工速度快、质量易于控制的优势，但需要较大的设备和场地空间。
2. 盾构隧道施工方法盾构隧道施工方法是指使用盾构机进行隧道开挖和支护的方法。
盾构机是一种大型的机械设备，能够在地下进行连续的开挖和支护作业。
盾构隧道施工方法适用于软土、黏土或砂质地层，它能够减少地面的扰动和震动，保护周围建筑物的安全。
3. 爆破隧道施工方法爆破隧道施工方法是指使用爆破技术进行隧道开挖的方法。
爆破隧道施工方法适用于硬岩和坚硬地层的隧道。
通过在隧道内部设置爆破点，使用合适的爆破药剂和引爆装置进行爆破，将岩石炸碎并清除出隧道。
爆破隧道施工方法效率高，但需要严格的安全措施和专业技术。
4. 钻爆隧道施工方法钻爆隧道施工方法是指使用钻爆技术进行隧道开挖的方法。
钻爆隧道施工方法适用于中硬岩和中硬地层的隧道。
通过在隧道内部钻孔，然后注入爆破药剂并引爆，将岩石炸碎并清除出隧道。
钻爆隧道施工方法相对于爆破隧道施工方法更加安全可靠，因为钻孔过程可以更好地控制爆破效果。
5. 地面冻结隧道施工方法地面冻结隧道施工方法是指在隧道周围的土层中注入低温冷却剂，使土壤冻结成坚硬的冻土，并将其挖掘成隧道的方法。
地面冻结隧道施工方法适用于软土和水下隧道，它能够提供较好的支护效果，并可以减少水土流失。
然而，该方法需要大量的能源和设备，并且对环境影响较大。
隧道工程施工方法的选择取决于多种因素，包括地质条件、工程要求、站点限制等。
在选择施工方法时，应综合考虑安全性、施工效率和经济性等因素，并采取相应的措施进行风险管理和环境保护。
盾构法施工方案
盾构法施工方案1. 引言盾构法是一种用于地下隧道施工的先进技术。
它通过在地下钻孔的同时进行支护和开挖，以实现地下隧道的建设。
本文档将介绍盾构法的施工方案，包括工程准备、钻探和注浆、安装和拆卸盾构机以及隧道段的施工等内容。
2. 工程准备在进行盾构法施工前，需要进行一系列的工程准备工作。
2.1 勘察与设计首先，需要进行勘察与设计工作。
通过地质勘察和地下水勘察，确定隧道的地质条件和地下水情况。
然后，根据勘察结果，进行隧道的设计，确定隧道的尺寸、线路和曲线半径等参数。
2.2 装备和材料准备接下来，需要准备所需的施工装备和材料。
包括盾构机、支护设备、注浆设备、运输设备等。
同时，还需要准备合适的工程材料，如隧道段预制体、混凝土和钢筋等。
2.3 安全措施在进行盾构法施工前，需制定和实施安全措施。
包括制定施工安全规范、安排施工人员培训、落实施工现场安全管理等。
3. 钻探与注浆在盾构法施工过程中，钻探与注浆是关键步骤，用于确定地层情况和进行地层加固。
3.1 钻探钻探是为了了解隧道地质条件以及确定隧道地层的稳定性。
在钻探过程中，需要使用钻机进行钻孔，并获取钻孔岩芯样本进行地质分析。
3.2 注浆注浆是为了加固地层，提高地质的稳定性。
在盾构法施工中，常使用水泥浆或化学浆液进行注浆。
通过注浆，可以填充地层空隙，提高地层的强度。
4. 盾构机安装与拆卸在钻探和注浆完成后，需要安装盾构机进行隧道的开挖。
4.1 盾构机安装盾构机安装是将盾构机拖入盾构坑并进行组装。
在安装过程中，需要注意确保盾构机的稳定性和正确性。
同时，还需要连接电源、控制系统和输送设备等。
4.2 盾构机拆卸隧道开挖完成后，需要拆卸盾构机。
拆卸盾构机时，需要注意保存好各个组件，以备下一次施工使用。
5. 隧道段施工在盾构机安装完成后，可以进行隧道段的施工。
5.1 预制体安装首先，将预制的隧道段安装在盾构机前方。
通过盾构机的推进和土层的螺旋输送，将隧道段送入到掘进面。
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试题
第1题沉管隧道施工工序中，沉管与连接之后的工序是（）。
A.预制管段
B.修建临时干坞
C. 基础处理
D. 回填覆盖答案:C 您的答案： C 题目分数： 3 此题
得分： 3.0 批注：
第2题
？关于盾构法，下列（）的说法是错误的。
A.盾构法是暗挖隧道的一种施工方法
B.盾构法穿越地面建筑群的区域时，周围可不受施工影响
C.盾构机推进系统包括推进千斤顶和液压系统
D.盾构壳体由切口环和支承环两部分组成答案:D
您的答案： D 题目分数： 3 此题得分： 3.0 批注：
第3题盾构机的外壳沿纵向从前到后可分为前盾、中盾、
后盾三段。
通常所指的支承环是（）
A.前盾
B.中盾
C. 后盾
D. 盾尾答案:B 您的答案： B 题目分数： 3 此题得
分： 3.0 批注：
第4题泥水平衡盾构开挖的渣土以（）形式输送到地面。
A.岩石
B.泥浆
C. 土体
D. 砂浆答案:B
您的答案： B
题目分数： 3
此题得分： 3.0
批注：
第5题以下不属于盾构始发端头加固方法的是（）
A.旋喷桩法
B.注浆法
C. 内嵌钢环
D. 冻结法答案:C
您的答案： C
题目分数： 3
此题得分： 3.0
批注：
第6题
（）盾构机配备有泥水分离处理系统。
A.土压平衡
B.硬岩TBM
C.双护盾TBM
D. 泥水平衡答案:D
您的答案： D
题目分数： 4
此题得分： 4.0
批注：
第7题
以下（）设备不属于盾构机后配套设备。
A.注浆系统
B.管片运输设备
C. 出土设备
D. 刀盘答案:D。