台湾隧道衬砌异状类别之探讨

以台湾隧道为背景,搜集整理1990年代以来安全检测作业调查所得的异状,并纳入相关报导中早期隧道的破坏案例,继而区分不同的异状及其类别,并探讨采用砖(石)砌、混凝土与钢筋混凝土等不同的衬砌材料以及不同构筑方式之隧道所发生的异状形态。

隧道维修补强技术与案例探讨

一般土木结构之维修补强技术已有丰硕成果,惟因隧道埋置于地下,结构具高度静不定特性,衬砌异状种类甚多,程度不一,肇因的诊断十分复杂,衬砌受力的型式、大小与变异难以完全掌控,一般土木结构之维修补强技术常无法直接运用。面对亟待维修补强或加固作业的隧道比例持续升高,实有必要针对隧道维修补强技术进行深入探讨。本文首先阐述隧道维护管理观念,接着探讨隧道维修补强之考量因素与设计流程,其次搜集汇整欧美及日本隧道维修补强之工法与技术,并按异状产生之现象及原因分为衬砌劣化或剥落、渗漏水、外力变化等3大类说明其可供选择之对策工法,最后以台湾数个实际案例研析各项工法与技术之适用性,以提供未来类似隧道维护工程之参考。

既有隧道扩挖及改建技术探讨

既有隧道的扩挖或改建需求,大致可分为基于交通量增加、新增通风或逃生空间、老旧隧道维修补强等。而往往既有隧道的建设年代久远,衬砌劣化、背后空洞、围岩的依时弱化或变形等先天条件不良,且设计图说、工程记录等付之阙如,故设计前之调查更显重要。此外,如何考量利用既有隧道之外支撑及衬砌,减少扩挖或改建过程对隧道及围岩之扰动,为设计及施工另一考量重点;而若施工期间仍需维持车辆或列车之运行,则其设计与施工之考量将与一般隧道新建工程大不相同,难度更高。本文首先搜集汇整日本所开发之8种隧道扩挖工法,以及意大利开发之扩挖工法,分别探讨其适用条件、使用限制及优缺点等,最后以一台湾案例比较说明,进而探讨各种既有隧道扩挖或改建技术,以期提供尔后相关工程之选择与参考。

新永春隧道高壓湧水段處理過程之探討

新永春隧道決定改移至東側路線施工後,後續施工通過高壓湧水區段,仍存在諸多不確定之地工及地質災害特性。針對其可能的影響程度需加以釐清,並對後續施工可能發生災害加以評估後,作為突破策略與施工處理方案之建議及參考。而突破策略以遠排近灌、先撐後挖、随挖随襯之理念,依據新永春隧道災變段高壓、巨量湧水特性,採迂迴坑進行大口徑排水洩水降壓、阻水灌漿、補強岩體灌漿、施作管幕工法以防止斷層段或破碎岩盤崩坍、加強鋼支保、縮短輪進距離、將隧道斷面由馬蹄形改為正圓形、後績長期監測系統之建立,處理方案包括設置排水導坑、排水隧道、大口徑排水等措施降低水壓,導引水流,並在隧道開挖前進至湧水層之前,採熱瀝清灌漿予以先期灌漿阻水,阻斷地下水滲入隧道,提供較佳的開挖支撐環境等。俟開挖進行則搭配如管幕工法、錐體灌漿、微形樁、化學灌漿地質改良等適宜之輔助工法,加強支撐與補強岩體,以利順利開挖穿越突破。

热沥青灌浆工法于地下工程涌水处理的应用

热沥青灌浆工法除了应用于隧道内的巨量涌水处理外,在地下建筑结构大量涌水之改善处理工作上,也完成一颇具参考价值的实例。此两件案例的工作条件、涌水行为及施工设备均差异极大,然而在同一工法及材料的操作原理下,均得到了显著的成效。依据此两件特殊工程案例的应用经验,以及沥青浆材的物理特性,总结了沥青灌浆工作的基本操作特性及应用原则,以供其它类似涌水案例之应用参考。