台湾中山高速公路五股——杨梅段拓宽工程设计与施工

台湾中山高速公路于1978年完工通车后,成为台湾经济快速发展之重要交通动脉。近十余年来,由于都市人口的快速集中,来往台北都会区与邻近的桃园、新竹地区的交通量大增,使得中山高速公路北部路段饱和拥塞。鉴于此,对中山高速公路五股-杨梅段进行拓宽,以疏解台湾政经中心(台北)与科技中心(新竹)之间的交通,串连沿线科技产业聚落,畅通往返桃园国际机场的车流。五股-杨梅段拓宽工程系利用现有高速公路两侧兴建高架桥,途中行经林口路段属地质敏感坡地,仅能在高速公路单侧兴建高架桥,故需两度跨越高速公路,并在高速公路单侧兴建双层高架桥。由于跨越桥不得在现有高速公路上设置桥墩,故跨越桥主跨径达216cm,为目前台湾最大跨径之钢梁桥。而介于两座跨越桥间之单侧双层桥,采F形单柱式共构桥墩,造型特殊且工法创新。本工程系在狭窄的环境条件下施工,又必须维持现有高速公路的畅通,故大跨径跨越桥采用台湾首见的旋转工法,双层共构桥采用钢梁逐跨架设工法,此均为台湾难得一见的创新施工法。对五股-杨梅段拓宽工程作简要介绍外,拟对林口跨越桥及双层共构桥的设计与施工做出说明,供工程界同行参考。

输电隧道价值工程运用与潜盾施工关键技术

运用价值工程手法评估2变电所间输电线路计画采双孔推管或单孔潜盾隧道施工法时,分别对:隧道内电缆接续需求与施工环境冲击影响、电缆通风冷却散热、电缆延放方便性、电缆分阶段扩充方便性、隧道施工难易性、隧道施工对邻近建物影响、工期、成本等因子进行研讨。计画综合评估采单孔潜盾隧道施工,运用增大螺栓尺寸以缩小环片螺栓间距对策提升环片组立精度进行急曲线隧道施工以避开民房,另隧道路线位于地下水位下之紧密卵砾石层地盘并遇巨石,中途更改潜盾机盘面克服紧密砾石障碍挑战。

台湾首次应用双圆潜盾机(DOT)于河底隧道之兴建

台湾桃园机场捷运线台北端之潜盾隧道从台北县忠孝桥三重侧至台北捷运松山线北门站(G14)之西侧止,长约1580 m,其中穿越淡水河下方约800 m。隧道线形之设计须考量河床冲刷、基桩冲突托底、隧道逃生安全及维修需求之连络通道。台北捷运迄目前为止,穿越河床下方有五处,因皆采用传统单圆双孔潜盾隧道工法,考量河床下方开挖连络通道之施工困难度及风险极高,故尚未有于河床下方开挖连络通道之施工案例。本案经定性及定量评估比较传统单圆双孔及双圆潜盾隧道(DOT)之优劣得失,而考量引进双孔潜盾隧道。由于其是二连型蚕茧型断面,可直接设置连通门,而免除若采传统单圆双孔潜盾工法之条件下,在淡水河下方设置连络通道之施工风险。台北市捷运局在提升与促进台湾潜盾隧道技术之理念下,引进此一新工法,对后续路网无论在穿越河床下方或有用地不足等问题时,增加工法之选择与信心。

桃园机场捷运P64桥墩托底工程施工技术探讨

台湾桃园国际机场联外捷运系统CA450A标(以下简称本标)双圆潜盾隧道工程(DOT)路径穿越三重区环河快速高架道路P64桥墩下方,与桥墩基桩发生冲突,必须先进行桥墩托底工程,潜盾机方可顺利通过。针对托底工程之施工做一说明,同时对托底观测系统、圆钢柱移承作业、墩柱与基础切割分离、载重自圆钢柱转移至暂撑架、墩柱与基桩敲除、新桥墩与基础构筑、载重回转等施工过程做重点说明,以提供类似工程施工参考。

超高压地下电缆潜盾隧道新技术之应用实例

随着社会经济高度发展,民众生活素质不断提高,电力建设为满足都市化及现代化的需求,超高压电缆隧道地下化为当前建设趋势。本文以台湾电力公司高港—五甲—高雄345 kV地下电缆线路凤林路段潜盾隧道统包工程为例,针对高地下水位、砂质土壤及砾石地层之工址地质特性,分别就潜盾发进施工安全考量、大口径潜盾隧道急曲线施工等经验进行说明,并介绍首度采用可挠伸缩接头衔接电缆隧道与分歧井案例,可有效降低接头处之应力并解决不同结构间之差异沉陷问题。

高速公路高架段桥下反射声识别及改善措施

台湾因为中山高速公路承载量逐年不足,拟通过兴建汐五高架来解决交通拥堵问题。该工程虽然有效地解决了交通拥堵问题,但高架桥的桥腹反而变成了平面路段交通噪声的反射面,使当地原有噪声问题更加严重。文章通过声源识别技术取得现场不同声源的贡献量,其中以反射声为环境噪声的主要增量来源。基于前述声源识别结果,针对桥底反射声设计了不同几何形状的桥底吸声装置(W型以及倒N型吸声装置),两种桥底吸声装置的声学检测结果显示,W型以及倒N型吸声装置的斜入射吸声性能较平面型吸声板好。另外依据实测成果可知,进行大型工程的噪声改善前,通过声源识别技术区分出主要和次要噪声源,并针对噪声源提出最佳的改善方案,可大幅提升改善工程的效益。

统包制度执行成效探讨——以台电地下电缆隧道高港二标为例

统包制度为结合设计与施工之发包方式,在台湾已逐渐被工程界采用,透过统包模式可有效整合设计与施工人才,减少界面协调的冗长程序,并可提早展开施工作业,缩短完工期程,是对业主、承包商均相当有利的制度。以台湾电力公司"高港-五甲-高雄345kV地下电缆线路凤林路段潜盾隧道统包工程(高港二标)"为例,探讨统包制度之执行成效,履约过程中为确保施工安全与达成业主要求,统包团队展现出设计与施工缜密完整的结合,除透过价值工程减省工程费及提升功能性外,统包团队依其施工能力、经验及技术,设计兼具安全性、施工性及经济性之作业方式,采用纤维筋(FRP)可切削工法顺利完成潜盾发进作业、利用钢环推进工法完成联络横坑施工、设计可挠伸缩接头衔接电缆隧道与分歧井有效解决应力集中及差异沉陷问题等施工困难案例。

EXCEL VBA在隧道断面检测与维护管理数据库之应用

隧道检测中之断面量测,是营运中隧道之维护管理作业最直接的监测数据之一;长期而定期的断面变形监测,不仅可以掌握营运中隧道稳定性的变化,更可以进一步做为隧道安全评估与结构补强之重要信息。透过Microsoft Office 2003成员中之EXCEL及其VBA(Visual Basic for Application)开发隧道断面检测资料处理标准程序模块,处理数量庞大之潜盾隧道断面原始量测数据,使原始资料成为可查询及模块化的信息。程序自动展绘之断面图可配合现地变形状况交叉比对及研析应力影响程度,而爰此逻辑模式可突破不同断面扫描系统量测资料格式不一之限制,经程序模块处理之多次任何格式断面量测资料,皆能自动展绘、套叠前、后期检测断面图并比较其变化。后续以系统处理之断面信息汇入数据库,更可让维护管理主管机关作为主要之维护管理信息系统资料,并发展为加值型之决策支援系统。

以管幂工法施筑穿越高速公路路堤之浅覆盖车行涵洞设计及施工案例探讨

早期高速公路建设基于成本、工法技术考量,于许多路段采用路堤型式,随着都市蓬勃发展过程,路堤阻隔造成都市发展的障碍,尤其是交通不便,故穿越路堤的车行箱涵在都市发展过程中伴演关键性角色。本工程将辟建12 m(W)×3 m(H)×50 m(L)的双车道箱涵,经评估以管幂工法作为辅助工法最佳。本计划之涵洞工程将穿越国道高速公路,其交通流量大、施工安全管理要求严苛。配合前后道路衔接高程,管幂顶至路面之覆土厚度0.6～1.0 m,属浅覆盖施工,管幂施工难度高。在特殊施工条件下,管幂推管时对地表土壤之应力应变行为,经由数值模拟可初步研析。而对于高速公路路堤之影响除了要求施工质量及做好工地管理外,需配合自动监测系统以确保高速公路于施工期间之安全性。本工程于管幂施工阶段可能产生之高速公路路面沉陷量为1.1～2.0 cm,箱涵开挖阶段可能产生之沉陷量依工程经验推估为1.0～3.0 cm,整体来说当覆盖层厚度小于2倍推管直径时,沉陷量随着浅覆盖厚度之减少而增大。管幂工法于砾石层施工,其灌浆压力之控制对于高速公路路面变形影响甚大,尤其是当管幂推进出坑作业时,由于自由面解压,常造成灌浆渗漏及路堤路面变形。

桃园机场航厦下方捷运扩挖隧道施工案例

在桃园国际机场第二航厦下方,预留了捷运机场线的隧道,由于新规划的路线改变,需要扩大该隧道断面;这项扩挖隧道工作位于卵砾石地层,有11m高的水头;结构的宽度由4 m扩大至18.4 m,总开挖量约有7 927 m3。为了确保第二航厦结构及营运安全,新设了避雷接地网、重型托基支撑架及安全监测系统等;并藉由袪水、双环塞固结灌浆及防洪安全门等工程措施,辅助钻石链锯进行镜面破除切割。开挖过程中对于开挖壁面保护,则采用喷凝土、自钻式岩栓及垂直钢支撑,构成了临时开挖主要支撑系统。介绍隧道扩挖施工,细部工作内容及经由施工得到的许多宝贵经验。

连续壁坍孔对策探讨

本文检视影响连续壁槽沟开挖稳定因子,并以案例介绍采择「调高稳定液之质量与浓度」、「缩小连续壁单元长度、连续壁单元间钢筋不搭接等缩短开挖时间」、「提高稳定液与地下水位之液面差」、「灌浆地盘改良」等兼顾安全与经济性之设计、施工处理对策。

潜盾隧道近接既有桥墩之施工监测与分析成果

探讨潜盾施工对既有桥墩之影响性及评估桥墩保护工法之成效,系都会区推动地下捷运及电缆洞道等隧道工程安全分析之重要课题。为此,以二维有限元素软件PLAXIS为数值分析工具,幷以高雄某地区之潜盾隧道环片外缘与沿线既有桥墩净距1.4～3.0 m且为复合地盘之工程实例,进行一系列分析且与监测资料相互比对。在桥墩之保护工法方面,该工程配合工址之施工特性采用微型桩于不同施作位置、间距等情形下之既有桥墩保护措施。综合数值分析与监测资料比对结果显示两者之变形趋势相似。数值分析成果亦显示潜盾隧道施工过程对于微型桩壁体、桥墩或基桩之变形,土壤漏失率之影响显著高于微型桩间距、角度及位置等因素,综合本工程实例之相关成果应可供未来类似工程之参考。

潜盾隧道开挖引起之地表沉陷研析

潜盾隧道施工所引起地表沉陷之影响因素很多,其中以潜盾隧道直径大小,隧道施工质量有关之土层漏失率,土层工程性质及潜盾隧道埋深等影响最大。针对上述影响因素,采用数值模拟方式逐项探讨各项因素对于潜盾隧道施工所引起地表沉陷之影响。由于各相关因素系属同时间发生,就逻辑而言可采用乘法原理表示各相关因素之共同组合效应。因此各相关影响因素经逐项探讨后,综合整理归纳提出潜盾隧道施工所引起地表沉陷之预测公式。经与Peck教授公式及实际监测值比较,验证此预测公式之可信度后提供工程界参考。

潜盾机遭遇基桩之障碍排除案例探讨

潜盾工法为目前地下化捷运工程最常使用之施工法,具有不影响地面交通及商业活动之优点,唯在潜盾施工的过程中,地下障碍物可能影响潜盾机正常掘进,且地下障碍物之排除常旷日废时,对工期掌握及成本控制均造成不利影响。文章以高雄捷运CO1区段标LUO04隧道穿越工商展览中心下方,施工过程中钻及既有废弃试桩,造成螺运机故障而停机之案例,兹分别就螺运机内障碍物堵塞原因、障碍物排除之考虑、方法及因应对策进行说明。