隧道修复与补强技术之探讨

不管是交通运输需求,亦或是水力资源开发,隧道工程总是关键项目。目前台湾正在营运中的隧道总长度达821公里以上。近年来,许多营运中的隧道常有渗漏水或开裂等现象产生,影响其使用的功能,甚至危及安全。为了延长其生命周期与永久经营,多数状况下皆优先以修复与补强技术恢复原有使用功能,并以最佳经济效益为首要条件。面对450座以上、使用年限超过30年,以及部分出现安全警讯的隧道,探讨适当的隧道修复与补强技术,实为营建工程的重要课题。

喷射混凝土中的速凝剂

随着喷射混凝土机具输出能力的持续成长,需要喷射混凝土中的速凝剂具有更好、更多的反应,能够迅速地拉高喷射混凝土早期强度,实现令人满意的喷浆厚度,尽快起到支撑作用。不管是在恶劣的地质条件或地下水入渗的状况下,都是如此。过去,以碱性硅酸盐类或铝酸盐类为基底的速凝剂,直接在喷射混凝土系统的喷嘴添加,使喷射混凝土与速凝剂产生作用,达成迅速提高早期强度的作用。不幸的是,这两种型式的化学物质,都不利于喷射混凝土的最终强度。更困扰的是,这些高碱性材料,除了有引发碱骨料反应(ASR)的潜在危险外,对于人体健康、安全、作业环境甚至周遭环境都会造成危害。本文以理性逻辑思维妥适面对速凝剂-喷射混凝土系统-喷射混凝土的操作与运用,介绍不同基底的速凝剂以及对喷射混凝土的影响。

超细水泥软岩固结灌注评估与实践

台湾林口台地的地质组成包含林口砾石层和其间夹杂的大南湾层砂、泥岩互层。此类地质情况最易发生小部分抽坍,以及岩面岩盘松落的状况;再加上时而岩面渗水,时而砂泥岩界面涌水,非正常情形屡有发生;不仅施工状况难以掌握,施工材料控制更为艰难。藉由灌注胶结材料的方式,改变岩盘的强度或渗透性质,是目前台湾地区较常应用的改良方式。主要为填充岩盘间之孔隙及裂缝,降低渗透系数,使岩盘承载力增加,改善土体强度或阻水性。任何种类的水泥,都可用于灌注且稳固地盘的目的。然而,决定因素在于水泥颗粒最大粒径及细度(比表面积),相对应地层间的孔隙及裂缝能否充分填充。一般而言,普通波特兰水泥最大粒径约为120μm,就几何尺寸上分析以及实测经验,无法顺利填充75μm^100μm的裂隙。本案使用超细水泥、高水灰比、渗透性注浆方式,降低灌浆过程对隧道结构的扰动,并减少对隧道开挖面和既有支撑结构的损害。藉由超细水泥浆体,取代存在于软岩间的孔隙及水,改变开挖面渗流水方向,大量提升软岩的承载力及阻水性质。

最大动态剪力模数次增加率之预测

正规化最大动态剪力模数次增加率Ｎ＿ｇ之观念虽然已被提出，但是其影响因素之精确指标仍待后人研究。因此，本文深入探讨粘性土壤在现场有效覆土压力长期作用下，时间效应对最大动态剪力模数Ｇ＿（ｍａｘ）之影响，并与剪力波速回归公式作比较，以期达到预测Ｎ＿ｇ值之目标。在一般物理性质对时间效应之影响研究中，Ｎ＿ｇ值有随塑性指数Ｉ＿ｐ值增加之趋势，而平均颗粒粒径Ｄ＿（５０）愈小时，Ｎ＿ｇ值愈大，且重模试体之Ｎ＿ｇ值较原状试体为小。由本文之Ｎ＿ｇ－Ｉ＿ｐ－Ｃ值之关系可知，粘土含量Ｃ相同时，若Ｉ＿ｐ值愈大，则Ｎ＿ｇ愈大。而Ｎ＿ｇ－Ｉ＿ｐ－Ｃ＿ａ值三者之关系中，若二次压缩指数Ｃ＿ａ值相同，则Ｉ＿ｐ值愈大时，Ｎ＿ｇ值愈大。