都会区捷运潜盾隧道工程灾害防制之探讨

捷运系统在都会区的交通运输已逐渐扮演相当重要的角色,而施工中为保持原有的交通流量及都市景观,捷运车站间的衔接多以隧道为主。同时为避免影响地面商业活动以及施工期间可能造成的噪音、震动等公害,潜盾隧道工法为其首选。近年来,都会区潜盾隧道工法在各项建设中的应用日益渐增,同时亦已累积有相当多的工程实例。然而潜盾工程施工时所造成工程灾害却时有所闻,除不可抗力的因素外,工程经验的累积与传承未能有系统地汇整是导致工程灾害一再重演的主要因素之一。为此,本文采用风险管理过程的架构与观念,并以捷运工程潜盾施工所发生的工程案例为探讨对象,拟建立一套都会区捷运工程隧道施工灾害防制的案例库,以提供尔后潜盾隧道工时之参考。首先解析潜盾隧道工程各项作业项目,针对各项作业项目归纳曾发生的工程灾害案例,进一步研析各项案例的危害因子,并针对危害因子矩阵组合提出各种不同灾害防制措施。案例库中的灾害类型、危害因子以及防制措施可供后续研究人员进行数学推演模型之基础,藉以判断在各种不同条件下工程可能发生的灾害以及防制措施的建议。

潛盾隧道近接施工之影響評估及分析

以捷運潛盾隧道近接施工為案例,依實際施工監測結果,以数值分析探討不同位置及不同距離近接之影響,並依影響程度探討可行之保護對策,以提供爾後類似工程之參考。

台北捷運系統土城線潛盾隧道施工案例探討

以2002年底鑽掘完成之台北捷運土城線隧道工程為例,說明其施工過程中在複雜多變地質狀況與穿越建物下方所遭遇之挑戰及如何利用介面協調縮短工期,以作為日後類似工程之參考。

潛盾隧道通過社區下方之建物保護

介紹在粘土層中進行曲線雙隧道穿越建物下方之中和線案例。為避免施工引致地表變形過大損及鄰產,原規劃於潛盾隧道周缘以高壓噴射灌漿工法施作一地盤改良環,以截斷沈陷槽向外傳播,達到抑減沈陷之目的。惟因隧道係在建物下方,灌漿工作僅能採斜灌方式施工,經以單管、雙重管及三重管工法進行現場試灌,試灌結果顯示取樣率最低,實際成環效果並不理想;正式施工時初採HDD水平式灌漿,惟在施作第2個孔灌漿樁時發生施工點上方民房地坪隆起,故中止改良工作;在審慎評估潛盾施工程序與施工控制技術後,決定採嚴謹之潛盾施工品質配合背填灌漿後之二次注入灌漿工法,加上密集之監測管控方式施工,確實可以克服軟弱地層條件並有效將隧道施工引致之沈陷降至最低,達到建物保護目的。

潛盾隧道液化評估及抗液化對策之探討

液化對潛盾隧道之影響及設計檢核内容,一般包括液化時上浮之穩定性、震後產生之不均勻沈陷及環片因液化引致之額外應力等。整理目前工程寅務上常用之分析方法,並探討各分析方法之限制及待研究突破之問題點;整理台北、高雄捷迎潛盾隧道段抗液化處理對策及各項處理對策之優缺點,建議可行之抗液化處理對策,以供爾後類似工程之參考。

土層性質對潛盾隧道襯砌環片設計之影響

潛盾隧道襯砌係由環片組合而成,因此襯砌環片混凝土強度及厚度對於潛盾隧道安全意義重大。针對土層性質、潛盾隧道埋置深度等因素對於隧道襯砌環片受力之影響進行有限元法數值分析模擬探討,從而歸納建議襯砌環片初步設計時應有之合理厚度及強度,為潛盾隧道設計與施工提供合理之參考依據。

複合型泥水加壓式潛盾機在海底隧道之應用

潛盾工法架構隧道工程施工另一機制,從潛盾機對地質適應之多元化突破地質適用之拘限,在高水壓下於岩盤、卵礫層到軟弱地盤因應模式,以潛盾機能克服地質與施工艱困條件,採用複合機型之泥水加壓式潛盾機,配置633mm超大滾輪式切齒、不需輔助工法可自機内更换中續切齒、特殊海底到達施工等,有效地運用於核能電廠循環冷卻水海底出水隧道工程。

控制性低強度材料在潛盾到達工作井應用案例之探討

控制性低強度材料在台灣普遍應用在道路挖掘埋設管線管溝回填中,成效良好。在台北市政府養護工程處已訂有規範。潛盾工法已成為台灣捷運工程與下水道工程最常用之工法,其工作井與隧道結構接續部份較易發生地層下陷,隧道坍塌等不利狀況,寅為風險很高之工作項目,將控制性低強度材料應用在到達工作井之案例做一探討,以供隧道工程界的相關人員參考。