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。

轨道运输隧道安全疏散系统——以台北捷运为例

台湾近年来新兴轨道运输系统方兴未艾,都市轨道运输系统,因其路线多经过都市闹区,故常采用地下型式兴建,当发生意外事故或灾变时,乘客能否安全逃生必须倚赖系统对隧道内与地下车站之乘客安全疏散所设计的逃生设备及事前完备规划的操作程序;目前台北捷运系统在隧道段及地下车站之灾害处理对策部份,已属成熟,由于台北捷运系统为台湾都会区轨道运输系统最先施作者,其规划设计除参考国外捷运系统之相关规划设计准则外,并融合台北都会区域活动特性而订定了台北捷运系统地下隧道乘客逃生操作程序,本文将台北捷运系统规划隧道安全疏散程序及地下车站乘客疏散原则,作一全面性说明及分析,希望能提供国内其它轨道运输隧道系统安全规划之案例参考。

台北捷运系统芦洲线CL700A标连络通道1压入沉箱工法之解析

台北捷运系统芦洲线CL700A标三重国小站(O47站)至新庄线CK570C标道岔段潜盾隧道长约887m,因受限于台北县三重市三和路1、2段路幅宽度不足,因此本段隧道于三重国小站东侧工作井系以平行方式发进,行经三重市三和路2段、长安街口后,潜盾隧道线型渐变为上、下重迭型式,并以上、下并排方式到达新庄线CK570C标道岔段。本区段潜盾隧道之连络通道1因配合隧道线型上下重迭故深度较深(约地下33m),且道路施工空间狭小(路宽约8.5m)并紧接邻房(距离约2m),考虑施工环境及时程,该连络通道竖井采用了场铸压入沉箱工法施筑,于上、下行隧道外围先行施作深达33m之圆形竖井,随后于上、下行隧道深度位置,构筑与竖井间之水平方向连络信道结构,待连络信道结构体完成后则进行工作竖井内部结构工程及回填复旧。类似竖井施工台湾多以自重方式完成,且深度较浅,施工精度较无法控制,本标本次引进之压入沉箱工法在台湾捷运系统不但是第一次引进,在台湾土木工程更是创举。

预铸混凝土环片循环载荷试验与分析

藉由预铸混凝土环片试体内装设钢筋计,除可了解环片制造过程中,混凝土蒸汽及水中养生过程,钢筋应变随环片温度变化的情形外,还可透过环片循环载重抗弯试验过程,了解钢筋应力及应变变化情形。将环片预铸过程所使用的钢筋与混凝土样品,分别进行拉力及压力试验,获得应力与应变之组合律,再利用材料及钢筋混凝土力学理论,进行环片循环载重抗弯试验成果分析,分析结果与实测结果及理论解进行比对,可评估传统监测仪器预置于钢筋混凝土环片内之适用情形,不但可以确认环片钢筋设计用量之适当性,而且还可以作为来日隧道近接施工阶段,监测环片内应力之变化及有限元素数值模拟分析结果比对的基础。

潜盾隧道穿越建筑物保护工法与噪音防制之探讨

台北捷运建造的目的,是为减少车潮对交通的冲击,因此捷运路线大部分选在建物邻立、交通频繁、人潮拥挤的路段,加以道路线形的限制,潜盾隧道不得不有穿越民房下方的设计,因此,有关穿越建筑物保护设计与施工,及通车营运后,列车行驶建筑物下方所引起的振动与噪音之防制,诚为捷运建设一相当重要之课题。本文以台北捷运芦洲线潜盾隧道穿越登峰大厦为例,将地下穿越大楼工程在设计规划阶段及掘进前对建筑物保护及噪音振动防治的努力,透过完善的施工管理、建物保护措施及现有建物及地面的监测系统,终能严密控制地层的变形,顺利完成潜盾隧道穿越大楼的工程,并深获住户肯定,对本局协调过程及施工成果相当满意,经由全体住户感谢奖牌,实为台北捷运工程之首例。

潜盾隧道偏移之后续补救方案探讨

芦洲线CL804工区原为淡水河河川地,属松软砂质层地质,另回填垃圾分布土层较预测(GL-7^-8m)位置深浅不一且非均匀分布,故欲事先掌握本区土质的详细状况非常困难。又因土壤孔隙率高,随掘进压力迫使潜盾机前方土层受压密,孔隙水受挤压排出,致地层体积剧烈变化。由此,作用于潜盾机后方及环片的掘进推力,因地盘反力不足,使得后方环片横向移动,产生于曲线段无法依设计线形转弯之现象,以掘进状况推断,土壤分布除烂泥状态外亦有较紧实土层,地质分布不均强度亦不一。另因覆土较浅,除横向反力外,下侧反力亦不足,导致潜盾机除无法转弯外,亦产生下陷现象。遂采取下列对策防止偏移情况:增加同步背填灌浆量、补充灌浆、FD工法、角钢、内衬套管之设置、地盘反力强化灌浆、增加测量次数。于隧道完成贯通后为迅速得知本区域是否已稳定,研拟以载重试验之方式(静态载重试验方式采载重66t均布于23m之位置静置,以利测量实际观测。)进行,依据载重试验后之测量结果,偏移量之误差均在范围内,可判断应无持续偏移及沉陷之现象。

高压喷射搅拌工法改良体形成之实际状态与评价方法

属于高压喷射搅拌工法中一种之喷射灌浆工法(以下简称「JG工法」),于地层结构复杂之地质条件下,因地质软硬差异造成有效桩径不同,故对于设计或施工管理值标准之采用为一尚待检讨之课题。即针对该等JG工法之技术性问题,根据大范围开挖改良体内部之施工案例所获得之观察结果提出报告。由改良体内部之观察结果可知,若无流木等障碍物之存在,先行灌浆形成之改良体各水平断面大致呈圆形,且后行灌浆形成之改良体与先行灌浆改良体之间呈密合状态。此外亦针对将改良体整体性列入考虑之强度,提出新的评价方法。

隧道轨道振动污染防治分析探讨

世界陆路运输系统已渐趋使用铁路/轨道运输形态来解决陆运交通拥塞问题,它虽然具备了许多的优点,然而另一方面,铁路/轨道系统对沿线居民因车轮/钢轨接触所造成噪音振动问题及钢轨电流窜流所形成杂散电流电蚀问题,亦成为现代化铁路/轨道运输系统所急需处理的重要课题。现针对台湾隧道无碴道床轨道工程中振动污染防治部分进行研析,就台湾传统铁路、高速铁路、捷运系统及轻轨系统各系统,以现有各系统轨道工程振动污染防治方式作一综整分析,另对未来轻轨系统亦作出研析讨论,其中包含钢轨扣件系统、不同减振无道碴道床轨道系统等部分,其中特别探讨北捷浮动道床分析模式(以ABAQUS有限元素软件检算)、预估成效及实际量测结果,做一比对探讨说明,希望能够作为台湾及国际轨道相关单位,进行后续都会区轨道运输环境振动污染防治学术研究及实务设计参考之用。