山岳隧道涌水评估及施工回馈分析

以曾文越域引水隧道工程为例,透过三维水文地质模式评估隧道施工期间之涌水。依据区域地质图及细部设计阶段地质图建构三维水文地质模型,并透过现地试验结果、水位观测结果、隧道内量水堰及隧道洞口总出水量等量测结果进行水文地质参数率定。所建议之分析模式除可用于评估后续施工所可能遭遇之涌水灾害外,亦可评估隧道开挖对邻近水文环境之影响,并将评估成果回馈至隧道设计及施工。     

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。     

电力隧道实时健康监测系统设计与实测分析

电力隧道一般修建于城市的主干道及中心区,周边开发强度大,电力隧道在运营期容易受到近距离施工扰动影响,产生沉降与裂缝,严重危害到电力隧道的运营安全。通过对上海市已建的17条电力隧道进行现场调查,对电力隧道病害的现状及原因进行统计分析,提出将隧道纵向不均匀沉降、接头张开量以及结构裂缝变化量作为电力隧道运营期的监测目标。针对上海电力隧道现有的三种不同结构类型(盾构,顶管,明挖)和电力设施安全运行要求,设计了电力隧道实时健康监测系统,实现了监测数据自动采集和数据管理。在杨高中路电力隧道进行了系统的安装并实施了长期监测,并对现场实测数据进行分析。结果表明,设计的监测系统运行良好,监测数据灵敏可靠,能够帮助管理人员对周边施工做出及时反应,可以实时准确的评估结构安全状态。     

阿公店水库引水隧道穿越南二高施工变更设计案例讨论

阿公店水库越域引水隧道工程为阿公店水库更新计划内之一部分,对台湾南部大高雄地区之用水需求居重要地位.因隧道需穿越南二高高架桥桥墩基础,有鉴于南二高系台湾南部重要之交通要道,细设规划施工方式是否造成桥墩沉陷存有疑虑,经研商后决议进行变更设计修改隧道线形,并进行改线隧道路线之地质调查,将所得地质参数数据利用数值仿真分析,进行桥梁结构安全影响评估,分析结果之沉陷量及角变量,皆小于容许范围,配合适当之施工方式及完备之监测系统,显示量测结果与数值仿真之值相符,显示本次施工变更设计案例,由变更设计规划至隧道施工完成,均能有效掌握隧道周围及地表之变位情形,保障南二高高架桥安全.     

隧道监控量测数据分析处理系统的研发与应用

隧道施工监控量测是现代隧道施工新技术的重要内容。如何处理、分析监测信息并判断围岩和隧道支护结构的安全状态,对优化设计、保障施工安全有着重要作用。本文以秦岭终南山公路隧道工程为依托,针对现阶段隧道施工监控量测中的数据处理及应用方面存在的问题,采用VB6.0语言和EXCEL数据库,开发了隧道监控量测数据分析处理系统。系统集数据输入、数据管理、数据应用等功能于一体,实现了计算的前台可视化界面与监测信息存储的后台数据库的结合,并且可以根据曲线的发展趋势,结合根据实际经验制定的判断准则,及时判别隧道围岩的稳定性及支护效果,尽早发现问题,确保施工安全。通过工程中的实际应用,本软件能方便、快捷地对隧道监测数据进行处理、分析,对围岩和支护结构的稳定性进行了评价,证明了软件规划和构架的合理性,具有较高的应用价值。     

连拱隧道安全监测技术方案设计

高速公路隧道安全监控量测是现代化隧道施工的重要组成部分。通过对隧道进行监控量测,可预测预报围岩应力动态过程及发展趋势,优化设计和指导施工,确保隧道施工安全,使工程投资经济合理。针对湖北省沪蓉西高速公路漆树槽隧道恩施端连拱隧道,结合现有的隧道安全监测经验和规范要求,介绍施工中采用的监测方案、手段以及结果,为隧道施工监测提供经验及参考。     

隧道施工质量检测与监控量测综合管理

施工检测与监测是保证隧道施工质量的重要手段。在铜(陵)~黄(山)高速公路汤(口)~屯(溪)段9座隧道的建设中进行了全面的质量检测和系统的监控量测。在检测方面,采用激光隧道断面仪检测开挖断面,通过随机拉拔检测锚杆的安装状况。在监测方面,引入专业化队伍进行隧道施工监控量测,应用红外摄影技术记录掌子面的地质信息,采用隧道位移实时监测系统监测抢险施工段的拱顶下沉。在严重偏压的隧道入口段,通过压力监测和锚杆轴力监测,判断山体和隧道的稳定性及加固措施的有效性。此外,还采用宽幅防水卷材和分区防水技术避免隧道渗漏水,通过在衬砌顶部预埋注浆管并向拱顶注浆来保证衬砌质量。     

隧道施工监控量测技术在浦南高速公路C合同段的应用

阐述了隧道施工监控量测技术的监控量测目的、实施内容和方法,介绍了隧道围岩监控量测在浦南高速公路隧道中的应用情况,结合必要的实例对其监测过程及其处理分析技术进行了系统、详细的说明和总结.     

基于免棱镜全站仪在牟尼沟隧道监控量测中的应用

松潘县牟尼沟隧道地处高原高寒地区,地质条件极其复杂,施工难道大,在施工过程中,险情不断。特别是洞口段存在浅埋偏压,且工期较紧的前提下,为了保障隧道安全施工,必须考虑尽可能的少占用施工时间进行该隧道的监控量测工作,所以该隧道必测项目中的拱顶下沉、周边收敛及地表下沉监测过程中均采用了免棱镜全站仪,并根据隧道实际开挖需采用免棱镜全站仪进行了规范要求之外的地表三向位移监测,在工程实践中取得了很好的效果,为类似隧道施工提供了借鉴作用。     

机场滑行道下方以NATM排除地锚之潜盾施工案例探讨

桃园国际机场联外捷运CU02A标穿越WC滑行道路段,其潜盾机到达端遭遇二期航厦开挖施工残留之地锚障碍,上下行隧道预期至少遭遇约20条残留地锚,其钢腱将增加潜盾机钻掘之风险及影响滑行道营运,此为潜盾少见遭遇之特殊障碍情况。为将影响滑行道营运风险降至最低,经评估以NATM隧道方式事先去除残留地锚,并于NATM隧道外衬砌施作完成后,再将土方回填,以便潜盾机直接驶入,于既有端墙弃壳,降低潜盾施工风险。遭遇地锚障碍路段,先由局限地面空间施作垂直双环塞止水灌浆及抽水井降水外,并由航厦地下层之既有侧壁破镜后,进行NATM隧道开挖,前已成功穿越滑行道与完工。本文首先介绍本工程方案评估及对策发展思维,接续由施工阶段NATM隧道施工结果,探讨其开挖安全稳定及沉陷管控,最后就潜盾隧道穿越WC滑行道至到达之施工成效进行检讨,以期供工程界参考。     

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。     

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。     

结构监测在台北捷运地下车站之应用

有鉴于2000年9月21日台湾遭受大地震的影响,所以自新庄芦洲线起所规划设计兴建之台北捷运系统,皆增设永久性的地震监测与结构监测系统,以加强地震监测来提高捷运行车安全,并收集地震资料以作为结构物设计反馈之用。本文先就地震对台北盆地的影响与目前监测状态进行介绍,并说明新庄芦洲线新建地震监测与结构监测系统之架构与功能,包括车站端系统、行控中心整合系统与数据库、通讯界面、资料格式、后端处理、使用者界面等。接着针对本监测系统实际可能应用层面,包括结构物设计反馈、结构物安全评估、行车安全辅助、系统识别模式建立、长期行车振动监测等分别介绍,最后则是本系统初步监测成果。     

隧道入口深槽开挖案例探讨

基隆河员山子分洪隧道入口位于高陡边坡下,原规划为暗渠结构,为达开挖减量、工期缩短及成本节省等目的,并参考长江三峡大坝船闸开挖之经验,设计改为明渠深槽结构。深槽开挖以排桩、岩锚为主要支撑,惟排桩长并未涵盖全开挖深度,岩盘线以下开挖面参考隧道NATM理念,利用岩盘本身自立性及喷凝土、随机岩栓作为支撑。为确保开挖面之稳定,除透过数值仿真分析外,亦搭配施工中监测及预警系统。此外,在结构设计上亦应用衬砌墙之观念,搭配外支撑共构及地下排水系统,减少土、水压力之作用,达成设计之目标。     

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。     

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。     

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。     

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。