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研究生: 謝政達
JHENG-DA SIE
論文名稱: 長距離水平灌漿於潛盾隧道施工障礙排除之研究
Remove the Obstacles of Shield tunneling by Horizontal Grouting Method
指導教授: 廖洪鈞
Hung-Jiun Liao
口試委員: 李維峰
Wei-Feng Lee
王錦伍
K. N. Wong
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 198
中文關鍵詞: 台北捷運潛盾隧道水平灌漿障礙物排除
外文關鍵詞: Taipei MRT system, horizontal grouting
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  • 台北捷運自 1988 年興建迄今逾20 餘年,已陸續完成第一階段和第二階段之大部分路網施工,完工之捷運路網中更高達2/3 以上皆構築於地表下,但隨著高度都市發展、施工用地取得不易和地下工程更為多元等多重因素影響,輔助施工之地盤改良工程已無法如以往,可輕易地於路面或隧道內進行施工,因此,常需於空間狹小之工作井內施作,而施工機具最小化、操作簡單化之要求也儼然成為施工之必備要素。同時,當潛盾隧道推進遇障礙物時,更徒增施工之困難度,雖然目前地球物理探測技術已相當成熟,可有效探知障礙物位置和大小,但其可靠度仍備受質疑,使施工單位無法放心施工,而導致施工進度之落後。因此,本計畫由日本引進長距離水平鑽孔和水平灌漿技術,期能提供未來相關工程參考,以豐富國內地下工程之發展,茲將相關研究內容說明如下:(1)以長距離水平鑽孔機,進行連續壁鑽孔和既有隧道下方障礙物探測及效能評估;(2)利用規劃之施工參數,分別於既有隧道下方之粉土質砂層和粉土質黏土層進行水平灌漿改良,並由相關監測儀器觀察施工時之隆起、沉陷和既有結構變形情況;(3)分別於粉土質砂層和粉土質黏土層改良試驗區域內取出樣本,並進行透水試驗和強度壓縮試驗以確認施工品質和相關施工參數下之施工效能。


    The Construction of Taipei MRT system has been carried on for more
    than 2 decades. Among the completed MRT routes, more than two third
    of them were tunnels. Nevertheless, due to rapid urbanization, scarcity of
    construction sites, and the large diversity of underground construction,
    the practice construction of ground improvement cannot be done easily
    from ground surface or inside tunnels. So, construction within congested
    work place is commonly encountered. In the meanwhile, when obstacles
    were in the way, it will make shield tunneling become more difficult.
    Although the present exploration techniques are capable on finding the
    location and size of obstacles. Its reliability is still being questioned. In
    turn, it causes the delay of construction progress due to lack of
    confidence. Therefore, based on the experience of long distance
    horizontal grouting gathered from Japan, this study intends to provide
    reference of future engineering practice to enrich the development of
    underground engineering in Taiwan. The contents of this research are as
    follows: (1) obstacle exploration and efficiency evaluation of shield
    tunnels by long distance horizontal boring machine. (2) horizontal
    grouting by using the pre-set construction parameters in the sility sand
    and sility clay layers under the tunnels; tools used in monitoring the
    ground heave, ground settlement and deformation of structure during
    grouting. (3) permeability test and compressive test on the sampling of
    the sility sand or sility clay layers improvement to ensure the construction
    quality and efficiency under related construction parameters.

    中文摘要................................................................ 一 英文摘要................................................................ 二 誌 謝................................................................... 三 本文目錄.................................................................I 表目錄.................................................................. Ⅲ 圖目錄.................................................................. Ⅴ 第一章 緒論.............................................................. 1 1-1 研究背景--------------------------------------------------------------1 1-2 研究動機--------------------------------------------------------------1 1-3 研究流程--------------------------------------------------------------2 1-4 本文架構--------------------------------------------------------------2 第二章 文獻回顧...........................................................4 2-1 地盤改良在隧道施工之應用----------------------------------------------4 2-2 地盤改良灌漿工法分類--------------------------------------------------6 2-3 灌漿工法之特性-------------------------------------------------------10 2-4 低灌灌漿工法---------------------------------------------------------11 2-5 國內施工案例回顧-----------------------------------------------------12 2-6 國外施工案例回顧-----------------------------------------------------14 第三章 研究案例背景分析................................................. 18 3-1工程背景--------------------------------------------------------------18 3-2 地質狀況-------------------------------------------------------------19 3-3 施工障礙探測方式-----------------------------------------------------22 3-4 施工障礙排除方式-----------------------------------------------------31 3-5 施工遭遇問題---------------------------------------------------------34 第四章 長距離水平灌漿施作和監測..........................................36 4-1 長距離水平二重管環塞灌漿工法介紹-------------------------------------36 4-1-1 施工材料混合方式及種類.............................................59 4-1-2 施工材料與配比.....................................................60 4-1-3 灌漿施工管理.......................................................63 4-1-4 施工機具規格.......................................................64 4-2 施工配置-------------------------------------------------------------65 4-3 施工過程台、高鐵隧道沉陷監測之探討-----------------------------------67 4-3-1 監測儀器配置.......................................................67 4-3-2 監測儀器與量測說明.................................................68 4-3-3 施工監測探討.......................................................71 4-3-4 施工期間監測管理..................................................120 第五章 施工成效與障礙排除研究...........................................121 5-1 長距離水平施作之改良成效檢驗----------------------------------------121 5-1-1 水平透水試驗......................................................121 5-1-2 鑽心取樣與岩心品質................................................130 5-2 潛盾隧道障礙排除探討------------------------------------------------132 5-2-1 潛盾機試水與灌漿..................................................132 5-2-2 潛盾機開挖與切除H 型鋼............................................140 5-2-3 SMW 擋土壁內之H 型鋼障礙排除結果..................................144 5-3 潛盾隧道灌漿改良區之開艙取樣與試驗結果------------------------------162 5-4 綜合討論------------------------------------------------------------171 5-4-1 調查台北盆地四層地質特性..........................................171 5-4-2 調查C1、D1 工區之長期地下水抽取之影響.............................173 第六章 結論與建議.......................................................179 6-1 結論----------------------------------------------------------------179 6-2 建議----------------------------------------------------------------180 參考文獻................................................................181

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