双圆型(DOT)潜盾技术应用于机场捷运线之规划设计考虑

台北都会区捷运系统建设迄今已将近20年,其路网建设已完成76.6km,平常日载运量已达110万旅次;台北捷运自2004年起连续二年经国际地铁标竿联盟评定为「世界上最稳定的捷运系统」,其服务质量更普获国人好评.一个高度经济发展的国家,机场大多有一条便捷快速的轨道运输系统,以提供机场旅客直达都会中心的运输服务,台湾桃园国际机场为进出之重要门户,为提升都市竞争力,急切需要一条安全、便利、快捷、舒适及准点之捷运线,衔接服务进出机场出入境旅客,故由交通部规划机场联外捷运系统,以连结台北车站、台湾桃园国际机场、高铁桃园车站等交通运输枢纽,期使国际航线与国内交通网络得以紧密连结.台湾桃园国际机场联外捷运系统系以潜盾隧道穿越淡水河河床而进入台北市,台北捷运工程局虽有将近15年单圆单线之潜盾隧道设计及施工经验,已通车之潜盾隧道约46.7km,然对淡水河河床下方需施作三处连络通道尚属首次,故本标案设计团队受命分别就环境冲击、施工风险性及经济效益等影响因素进行研析,评估传统双孔单圆潜盾隧道与先进双圆型(DOT)潜盾隧道之优劣利弊;由于双圆型潜盾隧道具有免作地中连络通道、隧道断面积及土地使用范围较传统隧道为节省、减少对外围地层之影响与整体工程工期较短等优点,且在日本及中国上海已有18处之施作实绩,故经整体考虑后,将以双圆型(DOT)潜盾隧道来取代传统单圆潜盾隧道进行规划设计.     

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。     

桃园机场捷运联络通道施工探讨

台湾桃园国际机场联外捷运系统于桃园国际机场路段主要系以潜盾隧道方式通过,全长约7.2 km,共设置7处联络通道,其中最长之CP1联络通道开挖长度约29 m,为目前台湾最长之潜盾隧道联络通道。因其长度较长且邻近有南崁溪经过,对于联络通道之地盘改良、开挖支撑及袪水等均造成不利影响。本文说明CP1联络通道施工过程遭遇问题与解决对策,以提供后续类似工程参考。     

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。     

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.     

潜盾机切刀于桃园卵砾石层设计与施工探讨

台湾桃园国际机场联外捷运系统建设于桃园国际机场路段主要系以潜盾隧道方式通过,而其穿越之地层属桃园台地卵砾石层,开挖长度约达7 200 m,为目前台湾于卵砾石层开挖最长之潜盾隧道。机场捷运CU02A标潜盾机切刀之设计主要考量为确保砾径大于70 cmx60cm(长x宽)之砾石由滚轮切刀于开挖面破碎;砾径较小之砾石则经由其他切刀扰松动后,再推进土仓内。主要探讨内容为上述潜盾机切刀于设计时之考量、施工过程探讨,及切刀磨损情形等,以提供相关经验供后续类似工程参。     

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.     

浅谈动态优化设计在公路隧道建设中的重要性

由于隧道工程围岩状况的复杂多变以及理论上的不完善,目前实际工程中施工前设计主要依靠地勘资料与工程类比法进行,在实际施工过程中由于工程地质、水文地质及施工方法等的变化,使原设计不尽合理。文中根据《公路隧道设计规范》,结合公路隧道围岩分级法,本着尊重现场工程地质条件、施工技术条件和强化锚喷支护的原则,对某工程实例原有设计进行了优化,使隧道工程建设更安全、更经济。     

捷运工程近接施工案例探讨

随着台北捷运系统之陆续发展,不论是捷运系统的新建设或其他工程之兴建,近年来常遇到与既有或兴建中之捷运建设近接施工之状况。在计算机软件尚未发展成熟的时代,面对近接施工的课题,往往仅能藉由早期施工所累积的经验进行研析。而今,计算机运算效能日益提升,复杂的土壤结构互制行为已能藉由功能强大的商业软件加以模拟及分析。本文主要探讨近年来捷运工程4种不同类型之近接施工案例,在这些案例中,皆使用数值分析软件进行模拟,并藉由分析之结果研提相关因应措施,其中部分已施工完成之案例,将分析与现场监测结果进行比对,显示二者颇为接近,且保护措施亦达预期之功效。由此可知未来面对复杂之议题,采用数值分析软件进行模拟分析可获得合理之推估。期藉由这些案例初步探讨及研析结果,提供尔后类似案例之参考。     

土压平衡盾构在新加坡东北线工程中的应用

新加坡大众捷运系统第一阶段的施工始于十五年前，从那时起隧道施工技术取得了相当大的进步。较之以前，土压平衡盾构机在远东、亚洲和欧洲的隧道工程中得到了更为广泛的应用。新加坡东北线工程(NELP)首次采用全断面隧道开挖法在古冲积层中进行施工。在东北线工程中选用的掘进机类型主要是土压平衡盾构机。本文比较了每份工程合同所选用的土压平衡盾构机的类型，特别着重于每台盾构机的设计特征，此外，本文提供了目前在东北线工程隧道施工中土压平衡盾构的作业情况。     

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。     

雪山隧道照明监控策略分析

雪山隧道全长12.9 km,在隧道界属于长隧道,且连接台北及宜兰两地之重要孔道,仅30 min开车路程即可到达,有效地繁荣宜兰当地观光产业,因此每逢假日皆可吸引大批游客进入宜兰,故隧道照明设计系以安全为主要诉求。隧道照明系依CIE设计准则进行规划,以消除用路人进入隧道时之黑洞效应及长时间行驶于隧道内之闪烁效应,为了随时应付隧道外日夜气候变化及隧道内交通与环境状况,合理及快速调变照明程度是一件重要之工作,因此发展1套合适之隧道照明监控策略是有其必要性。此监控系统,除了依据设置于洞外之辉度计,量测洞口周遭辉度情形外,相关交通讯息、隧道环境状况及事故事件等因素皆是影响到隧道照明之需求,故良好的隧道监控设施架构,将有助于隧道照明控制是否顺畅之表现,且在符合隧道安全考量下与节约用电达到一平衡点,以获得最佳控制流程。     

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。     

既有隧道扩挖及改建技术探讨

既有隧道的扩挖或改建需求,大致可分为基于交通量增加、新增通风或逃生空间、老旧隧道维修补强等。而往往既有隧道的建设年代久远,衬砌劣化、背后空洞、围岩的依时弱化或变形等先天条件不良,且设计图说、工程记录等付之阙如,故设计前之调查更显重要。此外,如何考量利用既有隧道之外支撑及衬砌,减少扩挖或改建过程对隧道及围岩之扰动,为设计及施工另一考量重点;而若施工期间仍需维持车辆或列车之运行,则其设计与施工之考量将与一般隧道新建工程大不相同,难度更高。本文首先搜集汇整日本所开发之8种隧道扩挖工法,以及意大利开发之扩挖工法,分别探讨其适用条件、使用限制及优缺点等,最后以一台湾案例比较说明,进而探讨各种既有隧道扩挖或改建技术,以期提供尔后相关工程之选择与参考。     

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。     

系统思考于长隧道防灾之研究

长公路隧道空间潜藏之危险可能造成重大灾害之伤亡及交通运输路网系统功能失效,其空间内之安全防灾系统及防灾应变作业必需经过严谨的考量,以因应其空间之复杂及防灾功能性要求,故于灾害管理信息整合及应用上也更趋重要。救灾工作系与时间在赛跑,对于时间延迟的影响,是整体防灾目标达成之关键因素;然救灾仅以灾害后果之情境来模拟,恐无法展现各系统因果关联与灾害信息滞延之后遗症影响,此外对于救灾工作跨组织协调、应变工作派遣、救援资源、疏散避难等面向,皆无法完整真实反应防救灾系统。有鉴于此,对于长隧道空间之防灾及安全管理应谨慎进行评估。本文系以系统思考为出发点,考量长公路隧道具有空间复杂、跨领域防灾知识及科技研究限制等特性,针对系统内具时间延迟特性进行灾害冲击探讨,藉由各子系统之因果关系,探究灾害防治问题与灾措施,最后结合长隧道空间灾害信息,尝试以系统性结构建立定性分析模型,希冀本文研究内容可强化灾害防治工作与救援策略,并避免灾害带来的后遗症累积,而所提出之灾害管理之系统思考,将有助于未来系统建立动力模式与进行风险管理之基础建立。