新庄线(市区段)潜盾隧道穿越台、高铁隧道既有结构下方

捷運技術半年刊　第42期99新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例詹榮鋒1　程道信2摘　要臺北捷運新莊線於松江南京站與忠孝新生站之間，其潛盾隧道 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 必須自營運中的臺鐵與即將營運高鐵隧道結構下方通過，且需穿越既有地鐵結構下方之六道擋土壁體，包括不規則之連續壁體及非連續性之基樁群等。本項工程由於基地外部環境條件諸多限制，捷運隧道線形與穿越之壁體及基樁群又非正交，壁體無法維持一般完整性與連續性之需求，造成穿越過程中莫大之困擾與風險。本施工案例採取之工法係由潛盾機盾首進行擋土壁體前後之水平灌漿地盤改良，並配合出艙挖掘作業以玻璃纖維噴凝土工法及點井工法搭配使用，以確保擋土壁體敲除作業之安全，敲除過程藉由僅約85*55公分之進出通道，進入潛盾機前方狹隘的工作區間內，以人工敲除方式排除障礙。本文特就穿越前述地下障礙所採行對策與施工方法，以及穿越過程所面臨困難、危險狀況之發生、因應與克服，做深入之案例說明。關鍵詞:地下擋土壁、水平灌漿、玻璃纖維噴凝土、點井。CaseStudyofTunnelingThroughaRetainingWallBeneathanExistingSubwaySystemfortheXinzhuangLineRong-FongJhan1Dao-HsinCheng2AbstractTunnelingbetweenSongjiangNanjingStationandZhongxiaoXinshengStationontheTaipeiMRTXinzhuanglinewaschallengedbytheneedtodrivethroughanundergroundstructurecontainingsixretainingwallpanels,includingirregularcontinuouswallsandnon-continuousfoundationpiles,beneaththeexistingtunnelsoftheTaiwanRailwaysAdministration(TRA)andTaiwanHighSpeedRail(THSR)system.Asresultofexternalenvironmentlimitations,anon-orthogonalapproachwastakenbetweenthetunnelalignmentandtheretainingwallandfoundationpiles.Forsafetyreasons,theconstructionprocedureofthiscaseadoptedhorizontalgroutingtoimprovethesoilconditionaroundtheretainingwallfromtheheadoftheTunnelBoringMachine(TBM),andwascoordinatedwiththeglass-fibershotcretemethodandthewell-pointmethodtoexcavateandbreakuptheobstaclesandwallbodiesthroughtheairchamberwithanonly85*55cmchanneltoenteraverynarrowworkingspaceatthefrontoftheTBM.Thisarticleaimstodescribetheconstructionmethodandcountermeasuresadoptedduringthiscase,aswellasthedifficultiesencounteredduringtheperiodwhenTBMdrovethroughthewall.Furthermore,itconductsawidediscussionofthedangerousconditionsthatoccurredandcountermeasurestakentoovercomethem.Keywords:undergroundretainingwall,horizontalgrouting.1　臺北市政府捷運工程司南區工程處副總工程司　　　　　　jfchan@trts.dorts.gov.tw2　臺北市政府捷運工程局南區工程處第三工務所主任　　　　dhcheng@trts.dorts.gov.tw100詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例一、前言隨著臺北捷運路網發展逐漸密集之需，使得部份捷運線形必須穿越使用中既有之結構障礙物；又由於既有環境的諸多限制及安全之考量，使施工面臨的困難度益形增加。臺北捷運新莊線於松江南京站與忠孝新生站之間(圖1、2)，上、下行隧道位於松江路及新生南路下方，各約9百餘公尺，其潛盾隧道工程必須自營運中的臺鐵與高速鐵路隧道結構下方通過，需穿越既有地鐵結構下方之六道擋土壁體，其中包括不規則之連續壁體及非連續性之基樁群等，且捷運隧道線形與穿越之壁體及基樁群並非正交，在壁體無法維持一般完整性與連續性的狀況下，潛盾穿越過程施工複雜性與風險相對增加，本文主要針對潛盾隧道穿越上述地下障礙物之成功案例，施工階段所採行近接施工法之對策與施工方法、穿越過程中所面臨困難及解決方式逐一說明，並對裝設於臺高隧道內自動監測系統量測結果進行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 與探討。圖1　平面位置圖圖2　潛盾隧道平面及剖面圖二、捷運新莊線穿越臺、高鐵地下既有結構現況概要捷運新莊線於臺北市區段之上、下行潛盾隧道設計將各穿越臺、高鐵隧道下方連續壁、基樁等地下障礙物3處(圖3)，其施工場所位於松江路起點、新生北路、渭水路及市民大道交叉路口，上方有光華橋穿越(現已拆除)，而市民大道為臺北市東西向重要道路，所以平時交通極為繁忙。另本處地下管線繁雜，管線下方還有重要排水幹線穿越(圖4)。有關第2壁兩側及1、3壁內側位於臺鐵結構物下方所以無法直接穿越結構物由地面施作地改作業。另外上行線正上方GL-2.5有四孔2200×2000共同管溝與隧道平行，下行線正上方有二孔3600×3500排水箱涵與隧道平行。所以1、3壁外側亦無法由地面進行地改作業。圖3　穿越台鐵結構物平面位置圖圖4　穿越台鐵結構物剖面位置圖捷運技術半年刊　第42期101因無法採地面高壓灌漿方式進行人工開挖前地盤改良作業，僅能以潛盾機盾首低壓灌漿工法改良土壤，故地質狀況之瞭解相形更為重要，為獲得詳細地質資料，特就隧道路徑周圍，無地下障礙物處進行相關試驗後，所得之資料顯示隧道行經第Ⅳ、V層，該兩層之相關資料歸整如下： 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1　穿越臺鐵結構物土層資料土層深度分類透水係數土壤變形模數第Ⅳ層14.9~26.3M(CL)粉土質粘土5.22X10-5cm/sec0.85kg/cm2-3(ML/SM)砂質粉3.93~7.11X102第V層26.3~28.1M12.31kg/cm土及粉土質細砂cm/sec本施工地點土層組成主要為地面回填土，粉土質砂土、粉土質粘土、細砂、及粉土質砂土等土層交互堆積而成。盾機底部約為GL-28m，通過部份主要為第Ⅳ層粉土質黏土，N值約4~11，C=4~6t/m2，自然含水比約28%。根據鑽探資料顯示第Ⅳ層粘土層深度約至GL-26~-27m，第Ⅴ層為厚度約1~2m粉土質砂土，其下為厚度約為2m黏土層；再下則為砂土層(圖5、6)。圖5　上行線土壤柱狀圖圖6　下行線土壤柱狀圖三、施工 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 及工法本工程主要是以地盤改良工法，配合人工掘削及障礙物破(切)除，使潛盾機能順利穿越。為考量人員出艙進行掘削或破除作業之安全，除地盤改良外，施工過程中將不斷對掘削面進行調查，並配合其他工法，確保土體能提供足夠之自立性及止水性。在考量當地環境、交通狀況及地下管線等因素，及因應本工程之需求，在潛盾機方面加裝設置遮簷千斤頂及灌漿預留孔，以潛盾機內來進行水平地盤改良。水平灌漿方面則採用SL(化學藥液)低壓灌漿工法與ARON-SR低壓滲透注入工法(InnerMethod)。在其他配合工法部分以噴凝土工法(使用噴凝土及NEFMAC「玻璃纖維網」)，及點井降水工法(WellPoint)來搭配使用。另備有壓氣工法在發生緊急狀況時使用。102詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例(一)施工流程圖圖7　穿越台鐵結構物施工流程圖(二)施工流程說明1.預備調查因潛盾機盾首灌漿工法僅能施作化學灌漿，化學灌漿並不能有效強化地盤，主要係對透水性高的沙層灌漿以增加其止水效果，故了解地質之變化就變得非常重要，預備調查之用意係確認原預判之地質狀況與實際地質住況是否相符，其原則如下(圖8)：(1)由環片灌漿孔鑽孔確認砂土層厚度，潛盾機到達第一道連續壁前方100公尺時對土壤進行鑽探，以調查土層分佈及水壓狀況。(2)在削孔過程中判斷所流出之泥水是為砂土或黏土。(3)由削孔時湧水量推斷地層之透水係數判斷是為砂土或黏土。2.壓氣鋼環設置僅以盾首灌漿工法施工，並不能確保施工順利，若遇有地下不明變異或施工不良導致地盤改良成效不佳時，開啟潛盾機土艙後，潛盾機後方並無任何有阻隔功用之設施，致可能產捷運技術半年刊　第42期103生極大之危害，故為確保本項施工安全，所以考量以壓氣工法為預備工法，經計算壓氣隔艙所需之空間等後，在距離第一道連續壁前方60公尺處設置壓氣用隔壁環，作為緊急應變使用(圖9)。圖8　預備調查圖9　壓氣鋼環設置3.到達改良位置調查考量切刃盤上用以調整灌漿管角度之球形閥可調整角度(45°)及預定灌漿範圍，在預定改良範圍前約6.5m停止掘進。(圖10)4.事前調查與改良範圍決定為求慎重再次確認地質情形及檔土壁位置，其步驟如下：(1)使用機內Midget鑽孔機進行壁前方之鑽探調查，用以研判砂質土之改良範圍、並觀察揚水(量測湧水量)之狀況。(2)量測鑽孔之湧水量依齊藤公式推估透水係數，若K＜10-5cm/sec以下可認定為不透水黏土層。(3)改良對象為：(a)潛盾機底部2.3m~3.4m；(b)底部上方之砂土層0.9m，並須涵蓋1m黏土層有關施工流程中所述之改良厚度皆為上行線之改良尺寸，其餘各道障礙物實際厚度應依現場鑽探結果後確認；(c)鬆軟及有揚水現象之粘土層，改良範圍之決定詳附錄二計算結果。(圖11)圖10　到達改良位置調查圖11　事前調查與改良範圍決定5.擋土壁前改良與事後確認依預定改良孔數及位置進行地盤改良及進行改良效果之確認，其步驟如下：(1)實際改良厚度應依探孔結果確認。104詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例(2)利用潛盾機附設鑽機(midgetDrill)及鑽桿進行鑽孔、藥液注入。(3)注入工法採用SL低壓灌漿工法。(4)改良完成後，鑽孔6處確認改良區止水成效。鑽孔所量測之湧水量依齊藤公式推算出透水係數K值，若K值＞10-5cm/sec時則須再繼續進行SL低壓灌漿作業，直至所量測之K值＜10-5cm/sec。(圖12)6.　再發進達擋土壁完成擋土壁壁前灌漿及灌漿後成效確認後，潛盾機推進至擋土壁前，其步驟如下：(1)先確認止水效果後再發進。當切刃盤中心距連續壁約80㎝時停止掘進，在停止掘進後開始進行連續壁破除之準備。(圖13)(2)為確保地下水不會由潛盾機後方滲入則由環片灌漿孔對潛盾機後方進行二次背填灌漿及SL止水藥液填塞。圖12　連續壁前改良與事後確認圖13　再發進達連續壁7.　挖掘與臨時支撐(1)盾首與連續壁間之土壤排土作業。(2)當第1階段土體開挖時先將土艙內上部的土排出，高度下降在1.5m內，開挖之土壤送至土艙內由螺運機送至土桶台車運出隧道。側部開挖面部份則施以噴凝土及架設臨時支撐以防止崩落。(3)第1階段完成開挖後隨即進行土艙內第2階段排土及噴凝土與臨時支撐等作業。(4)第2階段完成後再依上述進行第3、4階段開挖。(圖14)8.　探孔調查、擋土壁背面改良與改良效果調查(1)開挖完成後(4階段)，搭設施工架對壁體背面鑽孔探測，先鑽過連續壁先確認壁體與土體間是否有滲水，後再鑽至設計之壁後改良範圍量測土層之滲水量，作為背面改良之參考。由滲水量反推透水係數，K值若小於1×10-5則可確認後方為不透水之黏土層。(2)為減少灌漿時反壓，採用Aron-SR低壓滲透灌漿工法。(3)由壁前以CoringMachine穿越壁體進行壁後灌漿。(4)灌漿完成後，鑽孔6處測試灌漿成果，由每孔量測之水量反推其透水係數。若K＞10-5時則需進行補灌作業。(圖15)捷運技術半年刊　第42期105圖14　挖掘與臨時支撐圖15　連續壁背面改良與改良效果調查9.擋土壁敲除與回填擋土壁分二次敲除進行(圖16)：(1)第一次為全面敲除，厚度約為70公分左右，並設置臨時支撐。(2)第二次敲除分為5階段進行，厚度約為30公分左右。　a.將擋土壁從下部以人力敲除1/5約1.3m，撤除臨時支撐。　b.敲除後之壁體以背填漿回填，並回填至切刃盤。土艙內以砂或土渣回填，應避免背填漿咬住切刃盤無法轉動。　c.往上撤除重複步驟a、b；每次撤除範圍為1/5。　d.在第5階段擋土壁敲除完成，則不進行背填漿回填，待土艙清理完成及施工架拆除後，人員迅撤離土倉。10.加泥材填充與在發進待人員撤離土艙後，將艙門關閉注入加泥材，收回遮簷千斤頂後，當前盾機土艙內壓力道達預定壓力時，潛盾機再次前進(圖17)。圖16　連續壁敲除與回填圖17　加泥材填充與在發進11.基樁群撤除施作方式(1)實際改良厚度應依各壁探孔結果確認。(2)利用潛盾機附設鑽機(midgetDrill)及鑽桿進行鑽孔、藥液注入。(3)注入工法採用SL低壓灌漿工法。(4)改良完成後，鑽孔6處確認改良區止水成效。鑽孔所量測之湧水量依齊藤公式推算出透水係數K值，若K值＞10-5cm/sec時則須再繼續進行SL低壓灌漿作業，直至所量測之K值＜10-5cm/sec。(圖18)106詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例12.出艙開挖、探孔調查與基樁群背面改良及改良效果調查因第2道擋土壁為基樁群，於基樁群前方4.5m處以噴凝土施作一防護壁，以施作樁列後方之注入改良，故必要設置作業空間(潛盾機須於噴凝土防護壁前1.5m前停止)，其步驟如下(圖19)：圖　出艙開挖、探孔調查與埋設樁列背圖　基樁群撤除施作方式1918面改良及改良效果調查(1)將滑動式遮簷部千斤頂伸出。(2)土艙內的土砂以螺運機緩慢排出，在以人力開挖分2階段排出(每階段開挖高度在1.5m以內，且開挖總高度不得超過3.12m)，每階段須施作噴凝土與臨時支撐。(3)完成後對埋設樁列背面鑽孔探測，先鑽過埋設樁列背面量湧水量，作為背面改良之參考。由湧水量反推透水係數，K值若小於1×10-5則可確認後方為不透水之黏土層。(4)實際背面改良範圍應依探孔結果確認。(5)為潛盾機為減少灌漿時反壓，採用Aron-SR低壓滲透灌漿工法。(6)由作業空間以CoringMachine穿越埋設樁列進行壁後灌漿。(7)灌漿完成後，鑽孔6處測試灌漿成果，由每孔量測之水量反推其透水係數。若K＞10-5時則需進行補灌作業。13.回填、加泥填充與再發進(1)第2階支撐撤除以背填漿回填，並回填至切刃盤。土艙內以砂或土渣回填，應避免背填漿咬住切刃盤無法轉動。(2)第1階支撐撤除，待人員撤離土艙後，將艙門關閉注入加泥材，收回遮簷千斤頂後，潛盾機再次前進。(圖20)14.基樁群挖掘與臨時支撐盾首與埋設樁間之土壤配合土艙排土分4階段開挖(圖21)：圖20　回填、加泥填充與再發進圖21　基樁群挖掘與臨時支撐捷運技術半年刊　第42期107(1)將滑動式遮簷部千斤頂伸出。(2)將土艙內上部的土排出，高度下降在1.5m內為第1階段土體開挖，開挖之土壤送至土倉內由螺運機送至土桶台車運出隧道。側部開挖面部份則施以噴凝土及架設臨時支撐以防止崩落。開挖之土壤送至土倉內由螺運機送至土桶台車運出隧道。(3)第1階段完成開挖後隨即進行土倉內第2階段排土及噴凝土與臨時支撐等作業。(4)第2階段完成後再依上述進行第3、4階段開挖。15.基樁群撤除與回填埋設樁列敲除敲除分為5階段進行(圖22)：圖　基樁群撤除與回填(1)將連續壁從下部以人力敲除1/5約1.3m，22撤除臨時支撐。(2)敲除後之壁體以背填漿回填，並回填至切刃盤。土倉內以砂或土渣回填，應避免背填漿咬住切刃盤無法轉動。(3)往上撤除重複步驟(1)、(2)；每次撤除範圍為1/5。(4)在第5階段連續壁敲除完成，則不進行背填漿回填，待土倉清理完成及施工架拆除後，人員迅撤離土倉，關艙注入加泥材，收回遮簷千斤頂後，潛盾機再次前進。四、遭遇困難與排除本工程穿越區域上方因既有結構繁多，如共同管溝特殊部、光華橋、市民大道高架橋之托底樁、基樁、塯公圳箱涵等，難以進行必要之地質調查及結構物狀況調查，故施工期間發生數件預期外之事件，以本章節概略說明。(一)潛盾隧道穿越連續壁轉角單元產生之困難1.潛盾隧道穿越連續壁轉角單元週遭環境本工程於穿越臺高鐵隧道下行線第1道擋土壁處，因臺高鐵隧道有一擴大區，導致該區域之擋土壁有多處轉角，雖在設計階段已儘使潛盾隧道穿越該區域時，避免多次穿越連續壁，惟仍無法避免於連續壁轉角單元附近穿圖23　轉角單元連續壁與地改範圍圖越(圖23)。2.潛盾隧道穿越連續壁轉角單元將面臨之問題連續壁進行轉角單元施作時，因連續壁單元分割及連續壁抓掘機抓斗尺寸等問題，無法避免有超挖，超挖部份之土體於連續壁混凝土澆置前有時係以碎石級配回填或直接以混凝土填實，若以碎石級配回填時，該超挖土體則為一明顯受擾動之土壤，會嚴重影響本 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 安全，惟當時之施工方式為何已不可考。108詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例臺高鐵連續壁深度約為34公尺，本工程潛盾隧道係於地面下25至30公尺處穿越，潛盾機穿越外緣至少2.3公尺之範圍已依前面章節敘述進行盾首灌漿地盤改良，且該區域改良成效已於試水過程中達設計標準，惟當開挖完成後，仍有漏水情形發生，研判其原因為超挖之連續壁土體雖已進行地盤改良，惟因地質不均勻，改良成效不佳，導致位於下方透水層地下水，經由超挖之連續壁土體進行改良後之弱面，進入潛盾機土艙開挖區內。3.潛盾隧道穿越連續壁轉角單元時發生漏水因應方式潛盾機盾首預留灌漿孔之作業角度為45度，當潛盾機到達連續壁前停機時，原有盾首預留孔已無法進行開挖面附近之地盤改良，為再次進行該改良後弱面區域之補灌作業，經計算需補灌範圍及孔數後，在潛盾機盾身及土艙鑽孔(圖24)，進行補灌。因研判湧入開挖區之地下水係由為深層之透水層，故僅就潛盾機下半部外緣增設12支灌漿孔，並利用潛盾機土艙上之試水孔進行滲水測試，未再有滲水情形後，再進行開挖及擋土壁排除作業。圖24　盾首補灌照片(二)擋土壁形式無法確認造成之困難本工程穿越之臺、高鐵隧道位於松江路(光華橋)、渭水路、新生南、北路及市民大道交會處，且地面下尚有大型排水箱涵及複雜之管線，致臺、高鐵明挖覆蓋工法隧道施作時，其擋土壁形式受限於地面管線無法遷移或交通維持等因素而有連續壁、基樁等各種型式，而現有保存之施工資料不甚完整，以致於施工前無法明確瞭解擋土壁之型式。1.臺高鐵既有結構擋土壁形式確認方式為確保施工之安全及順利，臺、高鐵既有結構擋土壁之形式應於施工前進行詳盡之調查，惟受限於外在環境，僅能於潛盾機進行壁前灌漿時，以潛盾機內小型鑽孔機之鑽桿長度、鑽孔角度、碰觸硬物之位置換算或猜測障礙物之形式，及於壁後灌漿時鑽桿穿越障礙物時之情形及鑽桿於穿越障礙物時之取樣資料判斷障物之可能形式(圖25及圖26)，惟因鑽桿之角度若有稍許誤差，其量測結果即可能產生錯誤而影響判斷，且障礙物之取樣中發現有鋼片、鋼筋、鋼板、混凝土塊、水泥砂漿塊、紅磚塊等等不同材質，亦使判斷上增加重重困難，經穿越過6處障礙物後，障礙物之形式在潛盾機未開艙，潛盾機前土方未清理完成前，其形式仍難以確認。圖25　壁前灌漿孔位與擋土壁相關圖圖26　壁後灌漿孔位與擋土壁相關圖捷運技術半年刊　第42期1092.擋土壁形式無法確認之施工因應方式擋土壁形式不同時，因考量施工安全及時間，將採用不同之灌漿工法，若為連續性擋土壁，因前方有足夠強度之連續性擋土壁，可供按裝灌漿固定件以確保壁前土壤安定，故於擋土壁前土方開挖完成後，於壁體上按裝灌漿固定件後(圖27)，採用Aron-SR低壓滲透灌漿工法進行壁後灌漿。若為不連續性擋土壁，因無完整性壁體可供按裝灌漿固定件，且進行灌漿時灌漿壓力對已開挖區域將產生回壓，可能會危害施工人員之安全，故為配合不連續性擋土壁後採用較保守之Aron-SR低壓滲透灌漿工法施作，需於障礙物前約5公尺處，以玻纖網、噴凝土及臨時支撐系統施作一作業空間，且於噴凝土面埋設灌漿固定件(圖28)，以利進行壁後灌漿作業。如此一來將增加1次出艙作業，且壁前灌漿範圍亦需較大以提供作業空間施作時之土壤穩固性，每處施工時間將增加約30天。圖27　連續壁面灌漿預埋件圖28　作業空間設置及其灌漿預埋件當上行線潛盾隧道第2壁採用前述工法順利施工完成後，由於本穿越工程已為整體區段標之要徑工作項目，後續尚有3道壁體均屬無法確認形式，若均採用較保守之施工方式，在施工時程上又不被允許。另一方面，由於對此區域地質及改良作業已有經驗，故經反覆之研討，決定壁前、壁後灌漿均與壁前相同使用潛盾機內灌漿機，採用SL雙重管複相灌漿工法進行灌漿，本工法雖然在潛盾機內鑽孔機較攜入開挖區內之手提鑽孔機能量小，致穿越障礙物之洗孔時間較長，且鑽桿伸出長度也較長，使所需時間仍較一般有連續性開挖面之施作方式較長，但仍比因不連續性擋土壁而需施作作業空間之施工方式節省時間，故再權衡施工時程、工法安全及效率之情形下，後續不論事前調查、事後研判或擋土壁形式探測，均以此一工法進行。(三)遭遇劣質連續壁造成之困難1.遭遇劣質連續壁時之情形因無法於施工前確認擋土壁之形式，故於潛盾機開艙前，壁前及壁後之灌漿均已完成，當開艙後，即依計劃分層開挖、噴凝土、架設支撐及進行障礙物之排除作業，本工程於施作下行第2道壁開挖至第3階段時(共分4階段開挖)，下方突然沿擋土壁體邊有湧水現象，因已開挖3階段，致已可確認該擋土壁為連續壁，湧水後雖經現場緊急處理後，因水量無法尋找到出水點並有效止水，故立即關艙並以皂土回填。此時裝設於潛盾機機身量測下方透水層之土壓計，水壓由約0.9mpa降至0.7mpa。110詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例回填後依轉角連續壁單元漏水之模式，經計算預定須補灌之孔位後，於潛盾機盾首或盾身開口補灌，並於補灌完成後進行試水，試水標準仍為K＜10-5cm/sec，經補灌後順利完成試水再次進行開挖作業。再次開挖後於相同階段時，開挖面下方復有滲水情形，因當時開挖區係以皂土回填，有足夠強度可以供垂直向下試水，經試水後K值均符合標準，惟沿連續壁不斷仍有水滲出。雖此時滲水量不大，惟為確實找到出水點以降低爾後施工風險，故開始進行包含連續壁後方之試水，經多孔位試水後，壁後之試水孔.透水係數亦均符合K＜10-5cm/sec之標準，惟於試水過程中發現特殊狀況，試水孔於連續壁體內，透水係數反而不符合標準，故推測因連續壁壁體不良，下方透水層之地下水藉由連續壁之劣質縫隙向上尋找弱面滲水。2.因應處理方式及事後驗證經研判本次漏水之原因為劣質連續壁後，經檢討補灌之範圍及數量後，針對尚未開挖區下方之連續壁以SL雙重管複相灌漿工法進行全面補灌、試水，待確認出水點已止水後，進行開挖。於開挖完成後進行第1階段連續壁70公分混凝土敲除時發現，於潛盾機開挖範圍內約5點鐘方向最外側，有1區域之連續壁混凝土並非如一般連續壁壁體有足夠之強度，混凝土面有碎石外露，且連續壁鋼筋量似乎亦較其他區域為少，故證實該區連續壁確與先前推測相同，為局部填充劣質混凝土之瑕疵單元(圖29及圖30)。圖29　劣質連續壁壁面圖30　劣質連續壁鋼筋(四)遭遇受擾動之土壤產生的困難以低壓化學灌漿工法進行地盤改良時，因可增加土壤強度有限，若遭遇非屬原土而屬被擾動之土壤時，因土壤自立性不足，就算已進行改良，仍無法達到設計效果，使施工風險提高。1.遭遇擾動土壤之情形本工程在施作上行線第3道壁時，在事前調查後，初步判斷為非連續性之擋土排樁，因此決定採用前述第三節非連續性擋土壁之施工方式施作，當出艙開挖後才發現障礙物為一長約4公尺之獨立連續壁單元，兩側並無任何壁體。不過後續仍比照非連續性排樁之模式施作，並順利完成。當施作下行第3道也是最後1道壁體時，事前調查壁體單元雖然呈現較為連續性但夾帶紅磚、鋼片、木材等雜物。出艙開挖後發現壁體為尚稱完整之連續壁，但開挖過程中發現，該捷運技術半年刊　第42期111區域土壤不似其它區域完整，且上方不時有軟弱土壤掉落，正欲進行連續壁體破除時，於11點鐘方向沿連續壁有每分鐘有6公升之水流入，因出水點位置集中且經2天觀察，出水量及出水點均無變化，惟偶而發現有類似沼氣氣體，且水質亦非清澈之地下水，而為混濁參有雜質之滲水，經套繪地面相關位置及管線情形後發現，該位置連續壁外正上方為既有排水箱涵，故研判為排水箱涵底版接縫長時間之滲透，造成該區域土壤類似擾動情形發生。2.遭遇擾動土壤因應方式因研判為本工程穿越障礙物上方排水箱涵滲漏水導致於下方施工時之漏水，故詳細漏水地點及路徑無法於短時間內確認，且進行盲目補灌效果亦不彰，在無法預估補灌相關作業之完成時間下，決定不進行補灌，將漏水儘量集中並導水至開挖區外，並直接進行開挖，若漏水情形突然變大到無法施工時，視尚未敲除連續壁之數量，考量進行補灌或直接以潛盾機切削擋土壁並穿越壁體。本處障礙物排除仍採二次鏡面破除方式施工，第二次分5階段由下往上進行，當以人力以約2週時間完成第一次約70公分連續壁破除時，該處出水量及位置均無明顯變化，故於當時以後若發生大量漏水無法繼續破除連續壁時，只要將原設置確保土壤穩定之支撐系統拆除後，評估潛盾機應可直接穿越剩餘未排除之連續壁。本處障礙在施工人員全力趲趕下，如期按原施工方式及進度完成。在進行第二次分5階段連續壁破除時，可能因震動等因素，出水處出水雖仍集中於局部區域，惟出水量已漸漸由每分鐘6公升增加至每分鐘10公升，甚至於最後階段，曾有短暫時間發生大量出水情形，所幸在有效的導水控制，以及緊急應變加速撤除作業下，終於完成所有連續壁破除作業後，使潛盾機能順利通過壁體。五、對營運中之臺高鐵隧道自動化監測計畫本工程施工影響範圍內之臺鐵及高鐵隧道，臺鐵隧道為已營運路段，高鐵隧道雖未正式營運，惟已進入實質測試階段，故二隧道均為管制區，且火車及高鐵頻繁行駛於將穿越之臺鐵及高鐵隧道中，致無法每日多次進入管制區進行結構物之監測作業，為能有效掌握捷運潛盾隧道施工行為對於臺鐵與高鐵隧道既有地下結構體影響資訊，決定於臺鐵、高鐵隧道等受施工影響範圍，加裝自動化監測系統，即裝設監測儀器，隨時量測結構物因捷運施工所產生之變位或影響，並以無線傳輸的方式，將測得之數據，傳回電腦主機，及判定是否有易常狀況，期能就臺鐵與高鐵隧道之垂直變位及傾斜量全天候即時掌握。(一)自動化監測系統說明本自動化監測系統目的在於量測潛盾施工影響範圍內，臺鐵、高鐵隧道之垂直變位與傾斜量，捷運潛盾隧道穿越臺鐵、高鐵與共同管溝地下結構物相關位置與影響範圍，以下茲就影響範圍及監測儀器種類概述如下：1.監測範圍影響範圍界定：依據Mohr-Coulomb破壞理論，土層破壞面與水平面夾角θ=45+ψ/2，ψ=30°【依地質調查結果】。臺鐵隧道底部與潛盾隧道頂部相距約4m。潛盾隧道直徑約6m。影響範圍為自隧道中心112詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例線左右各約5.8m區域內。2.監測儀器種類儀器包括定點式水平傾度儀、電子式傾斜計、電子式淨空變位計、軌道沉陷監測點，分別設置在影響區域的臺鐵、高鐵軌道層及共同管溝箱涵，加裝各種自動化監測儀器的數量與配置位置及相關管理值整理表，分別於以下說明。(1)定點式水平傾度儀【In-placeinclinometer(IPI)】：臺鐵及高鐵隧道為一雙孔隧道結構，二隧道間以結構壁區隔，北邊隧道為臺鐵使用，南邊隧道為高鐵使用隧道，定點式水平傾度儀裝設於臺鐵北隧道兩側側壁及高鐵南隧道兩側結構壁，共四條測線，其測線佈設長度以潛盾隧道穿越中心投影位置左右各約17m為佈設範圍，故每一潛盾隧道穿越配置四條測線，上、下行潛盾隧道計八條測線共136組﹝(1m*11+2m*2+3m*2+5m*2)*8﹞(圖31)。考量臺鐵高鐵隧道為相鄰兩地下箱型結構物，欲瞭解隧道長向﹝東西向﹞垂直變位情況，裝設定點式水平傾度儀於隧道兩側管溝槽內，藉由連桿中心角度變化量換算成連桿兩端相對位移量(L*Sinθ)。進而推求得沉陷槽曲線模式。本工程計有上下行二條潛盾隧道施工，每條施工隧道上方配置有四條測線，合計有八條測線，136組定點式水平傾度儀，其目的係為覺察臺鐵與高鐵隧道沉陷之資訊，快速研析其是否發生不均勻沉陷，判斷其安全性，以利應變。(2)電子式傾斜計【Tiltmeter(TI)】:裝設於臺鐵與高鐵南、北隧道之結構牆上各一處，佈設高度距管溝槽上方約2m處，每一潛盾隧道穿越斷面配置3處，上、下行潛盾隧道計6處(如圖32)，其目的係為覺察臺鐵與高鐵隧道結構牆傾斜變形資訊，研析其變位是否危險，以利應變。圖31　定點式水平傾度儀佈設範圍圖圖32　電子式傾斜計佈設範圍圖(3)電子式淨空變位計【Convergencemeter(CGM)】:臺鐵與高鐵原建議將此儀器裝設於隧道內較能直接反映實際狀況，但由於儀器本身設計有纜線需穿越隧道空間，將影響列車行駛及日後施工維護，經研究得知臺鐵與高鐵隧道與上方之共同管溝箱涵為一體性結構，發生的現象應屬一致性，故將淨空變位計裝設在新工處共同管溝北側通道內配置1處(3組)(如圖33)，其目的為覺察捷運潛盾隧道施作時共同管溝內之淨空變位資訊，判斷其是否造成安全影響，以利即時應變。捷運技術半年刊　第42期113(4)軌道沉陷監測點【RailSettlementPoint(RSP)】:為加強管控營運中之沉陷量，特於臺鐵隧道二條軌道面上設置沉陷點，以人工採用水準儀進行量測。其設置範圍以捷運潛盾隧道上、下行穿越中心左右約5m範圍內佈設測線，各線設置約14點(如圖34)，其主要功能係在輔助與驗證自動監測系統確。圖33　電子式淨空變位計佈設範圍圖圖34　軌道沉陷監測點佈設範圍圖3.監測儀器配置與管理加裝之四種監測儀器數量係依捷運潛盾隧道影響範圍內佈設，管理值訂定係依據臺北市政府捷運局、交通部臺灣鐵路管理局與高速鐵路管理局等提供之營運維修相關規範設立(如表2)，臺鐵、高鐵與捷運潛盾隧道相關結構位置與加裝監測儀器配置(如圖35)。圖35　捷運潛盾隧道穿越臺鐵、高鐵與共同管溝地下結構物相關位置與監測儀器配置114詹榮鋒　程道信　新莊線（市區段）潛盾隧道穿越臺、高鐵隧道既有結構下方之成功案例表2　監測儀器數量與管理值一覽表項次儀器名稱單位合計數量管理值1定點式水平傾度儀(IPI)組136(8條測線)7mm(警戒)，10mm(行動)；參考高鐵規範2電子式傾斜計(TI)組6240〞(警戒)，360〞(行動)；參考捷運規範3電子式淨空變位計(CGM)組3(1處)12mm(警戒)，18mm(行動)；參考捷運規範4軌道沉陷監測點(RSP)個28(2條測線)7mm(警戒)，10mm(行動)；參考臺鐵規範因為施工前已有詳盡規劃，施工後各施工階段相對應各測線之由監測結果可知，潛盾穿越臺高鐵隧道擋土構物所造成上部隧道結構物的沉陷與傾斜量皆非常小，遠低於所訂定的管理值；其中定點式水平傾度儀(IPI)最大的累積變位量在2mm以內，共同管溝內電子式淨空變位計(CGM)所換算的傾斜量在3秒以內，至於臺高鐵隧道內的電子式傾斜計(TI)所測得最終傾斜量在40秒左右。六、結論本工程穿越之地下擋土壁體及障礙物共有6處之多，每一處障礙均需經歷壁前灌漿、壁後灌漿、出艙開挖支撐及壁體敲除回填砂漿等程序，潛盾機前盾首灌漿作業空間狹窄，而出艙後挖掘及壁體破除作業環境更為艱困且風險性極高，且許多不利之天然或人為因素參雜其間，使每天之作業均在不斷克服困難及判斷中渡過，所幸因全體參與同仁之投入，及具有優良之專業知識與正確的判斷，小心翼翼地面對這個挑戰，才能順利完成這艱巨之工程，希望此文可以最為後續類似施工之參考。參考文獻1.達欣工程股份有限公司(2007)，CK237標穿越臺、高鐵地下障礙施工計畫書，修正0版。2.張武訓、詹榮鋒、程道信，捷運叢書24，臺北捷運潛盾隧道穿越台鐵高鐵隧道工程，臺北市政府捷運工程局（2008年12月）。3.高宗正、張武訓、詹榮鋒、程道信，捷運工程局南區工程處施工技術研討專輯報告第三輯潛盾隧道掘進管理與近接施工障礙克服，潛盾穿越臺鐵、高鐵隧道既有結構下方之成功案例探討，臺北市政府捷運工程局南區工程處（2008年7月）。4.高宗正、詹榮鋒、胡庭豪、李榮瑞，第114期地工技術，地工構造物維修與補強，臺北捷運新莊線CK237標潛盾隧道近接施工案例探討（2007年12月）。5.張武訓、詹榮鋒、程道信、薛家瑜，新技術、特殊條件下之捷運工程技術研討會論文集，臺北捷運潛盾隧道穿越臺鐵高鐵下方多重擋土壁之施工案例，中華民國隧道協會（2006年5月）。6.張武訓、詹榮鋒、程道信，第五屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會論文集，潛盾隧道穿越臺鐵與高鐵下方多重擋土壁施工，隧道協會（2006年3月）。7.張武訓、詹榮鋒、康明志，捷運技術第32期，新莊線CK237標潛盾隧道穿越臺鐵、高鐵結構自動化監測系統介紹，臺北市政府捷運工程局（2005年12月）。