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。     

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。     

「台湾桃园国际机场联外捷运系统建设计划」地下工程的设计与施工

介绍「台湾桃园国际机场联外捷运系统建设计划」中机场区段地下工程的设计成果,并探讨施工时将面临的主要工程问题如,潜盾隧道穿越营运中的机场滑行道下方需考虑对其进行保护、隧道遭遇既有地锚的处理方式,及明挖覆盖隧道或车站于卵砾石层进行开挖,临时挡土措施及潜盾隧道的掘进作业,需考虑卵砾石大粒径与高硬度的特性等等设计考虑.现有数据显示,透过适当的机具改良、辅助工法的应用及良好的施工管理,即使是在高地下水压的卵砾石层,施作地下连续壁及以潜盾机施作隧道并无太大困难,且施工引致的地表沉陷及施工精度亦可获得良好的控制.     

卵砾石层潜盾隧道变形抑制措施及施工与监测回馈——以机场捷运CU02A标工程为例

台湾目前机场捷运、台电输配电地下管道、科学园区地下污水管道等多项工程采用卵砾石层潜盾隧道,惟既有文献显示,土层潜盾隧道钻掘引致地盘行为已多所研究,台北捷运已发展隧道钻掘引致地表沉陷槽预估公式,而卵砾石层潜盾隧道之相关研究较少。基于卵砾石层潜盾隧道在建工程及未来应用日渐增多,显示其研究之重要性。以机场捷运计画桃园国际机场路段CU02A标工程为例,以其潜盾隧道遭遇卵砾石层及已穿越路段之防护及变形抑制措施,包含一般路段之背填灌浆及预铸环片,以及高风险区段(如穿越滑行道等)之机上灌浆、加强背填灌浆、二次灌浆及预铸环片等,藉由施工一般监测及自动化监测结果,分别探讨一般及高风险区段隧道钻掘对地盘变形行为影响,并经由其结果之交叉比对,探讨变形抑制措施效果,以期回馈潜盾设计施工参考。最后,亦藉由既有施工与监测资料,尝试印证设计阶段之设计考量,阐述设计理念与施工实务之结合与回馈。     

桃园机场捷运线CA450A标双圆潜盾工程施工技术初探

本文针对桃园机场捷运CA450A标(以下简称本标)双圆潜盾隧道施工做一探讨,本标系为台湾第1次采用双圆潜盾隧道工法(DOT),本文介绍对象包括本标之沿线地质状况;DOT工法之简要说明及本标所采用之环片形式及其接头形式做完整之介绍,幷对掘进可能的"掘进时遭遇流木、潜盾机滚转、自动方向控制管理"等课题及对策做说明,最后并说明初期掘进阶段遭遇之最大问题-"压送管线塞管"及"环片滚转"之解决方法,期可做为后续类似隧道施工之参考。     

DOT双圆潜盾隧道工程施工实务探讨

台湾桃园国际机场联外捷运系统CA450A标潜盾隧道工程,采双圆潜盾机(DOT)工法,为国内首例。本文针对CA450A标潜盾掘进施工过程包括环片生产、掘进管理、所遭遇困难及解决方式作整理说明,可为后续类似隧道施工参考。     

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。     

潜盾工法于卵砾石层开挖特性及对应

卵砾石层于潜盾隧道开挖工法中,地质的不均匀性及巨大的砾石,是影响潜盾工程推进之主要因素,其掘进过程问题繁杂,被列为潜盾工法困难地层之一,国内外对于此地层施工经验稍嫌不足,因而无法有效掌握地质特性,顺利推展潜盾机之掘进工作。台湾电力公司竹工超高压线路洞道工程,位于新竹县湖口乡,计画洞道沿线均为卵砾石层,隧道长达8.4 km,砾石含量50%～80%,针对掘进过程中遭遇到种种困难,诸如切刃盘及切刃齿磨损严重,以开舱改造切刃盘方式对应、量测磨耗量及管理掘进数据与加泥材调整等做详细整理与说明,以利日后潜盾工程遭遇卵砾石层时做为参考。     

潜盾堆栈隧道联络信道分区应用超高压灌浆及化学灌浆工法之设计与施工探讨

工程位于台北盆地软弱冲积地盘,为市区捷运交会车站前转弯段堆栈隧道(曲率半径210 m)之联络通道.应用超高压三重管RJP深层喷射搅拌工法理论,于联络通道开挖区四周设计强度型地盘改良区,开挖区内土体则俟潜盾隧道完成后,由隧道预留灌浆孔施灌二重管化学止水灌浆,藉由严谨之监造制度及精确之施工精度,堆栈式联络信道得以顺利且提前完工.     

高雄捷运潜盾隧道之设计与施工

高雄都会区大众捷运系统红、橘线总长度42.7km,其中地下段约有34.2 km,而以潜盾工法施作之路段约有23.78 km.潜盾隧道大部分均位于高雄平原的现代冲积层,仅红线穿越半屏山路段为泥岩与石灰岩地质.由于以潜盾机钻掘之路段长达23.78km,因此,在施工过程中即会遭遇如穿越河道与港口船渠、穿越既有建筑物、桥梁与铁路下方、钻掘岩石及潜盾出发、到达与联络通道之高施工风险等问题.本文除汇整高雄捷运各潜盾隧道工程之基本数据(如地质状况、潜盾机数量、形式、制造厂商等),与说明高雄捷运潜盾隧道在设计之初,如何考虑因应施工时将面临之问题外,主要探讨施工过程中遭遇之各类案例与处理方式,诸如LUO04潜盾到达与LUO09联络通道开挖塌陷、LUO03与LUO04穿越船渠与河道下方、LUR22钻掘抵触桥梁基桩、LUR12、LUR27、LUR26、LUO04、LUO17穿越铁路与建筑物下方之沉陷控制与建物保护、LUR28钻掘泥岩与石灰岩、LUO10近邻建筑物连续壁钻掘及地盘改良区强度过高钻掘困难等,以供未来类似工程之参考.     

由卵砾石层施工工率谈潜盾机之因应——以桃园机场捷运CU02A标为例

本文以CU02A桃园机场捷运潜盾隧道施工工率之统计分析结果,进而探讨潜盾隧道于施工前,针对潜盾机于卵砾石层施工之设计考量,是否能使潜盾机有效的在卵砾石层中进行掘进工作,以及于实际施工过程中所遭遇各种问题之因应对策,是否能确实克服问题。桃园机场捷运CU02A标潜盾隧道工程共使用8台直径6.24 m加泥土压平衡式潜盾机进行施工,经统计分析此8台潜盾机于10条潜盾隧道之施工工率结果,建议于卵砾石层之潜盾掘进施工工率评估时,以初期掘进时2 m/d及主掘进时4.5 m/d来评估较为妥当。并依5个区段潜盾隧道施工工率分别检讨时,发现较后施工之工区施工工率较先行施工工区之工率为佳,显示于先行施工中遭问题时所提出之因应对策,于后期施工之工区得到良好之印证。因此藉由整体施工工率及所遭遇问题之因应对策的检讨,反馈至初期设计考量,以期能对日后施工设计考量及规划时提供参考。     

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.     

潜盾隧道遭遇障碍物之修复作业

不论捷运隧道、地铁隧道或都市中之下水道工程,只要是土质地盘,潜盾施工已为目前隧道施工之主流,考虑其施工对于都市生活面之冲击性最小情形下,虽然其造价较高,仍为大部分之土质隧道施工者所采用。虽然其施工速度便利及快速,然而潜盾施工法最怕遭遇地中障碍物,轻者停机排除障碍物,严重者需进行机首修复,其结果常造成工期延宕,甚或造成隧道线形改线之情形。本文藉由一实际潜盾机遭遇障碍物之案例,由潜盾机本体之可施工度评估、机体检修至最后修复完成之过程及对地盘及周遭环境之影响评估等过程做一详实报告,以供工程界类似状况之参考。     

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.     

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.     

潜盾隧道穿越台、高铁下方挡土壁之案例探讨

台北捷运新庄线于松江南京站与忠孝新生站之间,其潜盾隧道工程必须自营运中的台铁与即将营运高铁隧道结构下方通过,且需穿越既有地铁结构下方之六道挡土壁体,包括不规则之连续壁体及非连续性之基桩群等.本项工程由于基地外部环境条件诸多限制,捷运隧道线形与穿越之壁体及基桩群又非正交,壁体无法维持一般完整性与连续性之需求,造成穿越过程中莫大之困扰与风险.本施工案例采取之工法系由潜盾机盾首进行挡土壁体前后之水平灌浆地盘改良,并配合出舱挖掘作业以玻璃纤维喷凝土工法及点井工法搭配使用,以确保挡土壁体敲除作业之安全,敲除过程藉由仅约85cm×55 cm之进出通道,进入潜盾机前方狭隘的工作区间内,以人工敲除方式排除障碍.特就穿越前述地下障碍所实行对策与施工方法,以及穿越过程所面临困难、危险状况之发生、因应与克服,做深入之案例探讨.     

捷运工程之联络信道采压气工法辅助施工案例探讨

高雄捷运橘线CO1区段标统包工程潜盾隧道分别穿越高雄港第三船渠及仁爱河,且本工程4座联络信道中有3座位于水际,开挖地层又属高地下水位之疏松粉土质砂层,施工风险较高.本工程原有2座联络信道已依设计分析结果采JSG高压喷射搅拌工法进行地质改良并采压气辅助施工顺利完成,后续2座原规划仅采用隧挖方式施工,惟在施工前恰巧邻标联络通道内集水井施工发生重大意外事故,且从该地区之地层特性等因素分析,为进一步降低施工风险,仍续采压气工法辅助施工.本文旨在说明本工程采压气工法辅助施工之设计与施工问题点与解决对策,以提供类似工程之参考.     

潜盾隧道穿越台、高铁下方挡土壁之案例探讨

台北捷运新庄线于松江南京站与忠孝新生站之间,其潜盾隧道工程必须自营运中的台铁与即将营运高铁隧道结构下方通过,且需穿越既有地铁结构下方之六道挡土壁体,包括不规则之连续壁体及非连续性之基桩群等。本项工程由于基地外部环境条件诸多限制,捷运隧道线形与穿越之壁体及基桩群又非正交,壁体无法维持一般完整性与连续性之需求,造成穿越过程中莫大之困扰与风险。本施工案例采取之工法系由潜盾机盾首进行挡土壁体前后之水平灌浆地盘改良,并配合出舱挖掘作业以玻璃纤维喷凝土工法及点井工法搭配使用,以确保挡土壁体敲除作业之安全,敲除过程藉由仅约85cm×55cm之进出通道,进入潜盾机前方狭隘的工作区间内,以人工敲除方式排除障碍。特就穿越前述地下障碍所实行对策与施工方法,以及穿越过程所面临困难、危险状况之发生、因应与克服,做深入之案例探讨。     

特高压电缆洞道统包工程设计实例

工程为新竹地区161 kV特高压电缆线路之一,采潜盾洞道规划设计,隧道全长约8 368 m,共设有9座直井及机房,直井深度平均约24 m。直径6 m洞道主要容纳161 kV电缆10回线复导体,直径5.6 m容纳6回线复导体。业主采统包最有利标方式招商,并委由统包商办理直井用地之取得,开台湾工程之先例。通过之地质主要为湖口台地卵砾石层沉积地层,采潜盾施作,亦是台湾目前采机械钻掘穿过卵砾石层最长的隧道及内径最大之电缆用隧道。圆形洞道首创防火中隔墙设计,善用空间减少开挖断面,达到节能减碳及降低维护成本之目的,并采地下机房设计减少景观及环境之冲击。     

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33 m),且道路施工空间狭小(路宽约8.5 m)并紧接邻房(距离约2 m),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.