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.     

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。     

地下掘进之地盘——机械互制与可挖指标研探

地下机械式之掘削效率乃为进度、成本及品控之关键要因,一般工程思考皆多考虑工法与机型对应各类不同地层之"可挖性"作探讨,即针对地质材料选择适应之切削面盘,鲜能再对地盘——机械开挖互制行为作一"适确性"研析,而本研究先由微观之量纲分析及力学尺度探讨并建立指标,运用至巨观推力、扭矩之施工良窳、可挖性及正常施作或异况破坏之分析。机械式掘削接触地质与产生之互制行为相异性极大,故由地质破坏特征作为切削地盘材料之分类,藉此提供该广义式之探讨方针;其次在施工判准所建立之可挖指标上,使用量纲分析方法进行具代表力学行为之因子解析,作为建置指标的依据;再者,应用现场调查以资搜机械式开挖所量测的推进力系数值,进而佐证其适确性,最终完整研析机械式掘削开挖之行为与可挖性指标之应用。     

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。     

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。     

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。     

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。     

砾石隧道潜盾开挖之颗粒力学数值模拟探讨

砾石材料组成与强度具高度异质性,受力常见分离破坏,重新堆栈后又可回复部分强度,以连体力学模式难以有效描述其行为。研究以颗粒学理论为基础发展的颗粒流数值软件PFC2D建立数值模型,透过仿真现地直剪试验结果,校正颗粒间之颗粒参数,并以颗粒参数转换试验克服尺寸效应对颗粒力学模式的影响,获得具代表性颗粒参数模拟现地开挖,探讨潜盾开挖引致砾石层之沉陷特性。研究结果显示利用颗粒力学数值模拟技术,能更有效模拟砾石层特殊地工特性的隧道行为。     

潜盾机在到达井外侧地盘中安全弃壳之案例研讨

捷运潜盾隧道皆位于人口密集之都会区,潜盾机的发进与到达常为潜盾隧道挖掘过程中风险较大的时间点,本研究拟以潜盾机到达弃壳作业为例,探讨其面临之风险,包括点井降水造成地盘地下水位变化和邻近台电345 kV高压电塔不均匀沉陷,以及站体连续壁因开挖所引致侧向变位使JSG地盘改良区产生缝隙水路,造成潜盾机开舱前渗水的风险.再者,依据工址抽降水期间竖管式水压计、水位观测井和地表、建物沉陷点监测数据分析抽降水引致地表沉陷影响范围,用以回馈将来遭遇类似工况的设计参考依据.潜盾机到达之安全弃壳作业包括以超级点井(SWP)工法尝试降低地下水位,并于松三层(EL.92.42m)和松五层(EL.72.42m)埋设竖管式水压计了解降水期间地下水位变化,同时监测邻近建物如台电高压电塔的倾斜及沉陷;其次,在潜盾机到达处先行进行JSG地盘改良,再以试水试验检核地盘止水性,潜盾机到达后即进行机壳背填灌浆、土压舱分阶排土及漏水确认.然后,潜盾机历经二次拆解,完成到达弃壳作业,最后进行镜面破除及隧道贯通.