ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆段施工的应用与对策

近年来,随着环境保育观念的提升,减少地表开挖的理念,已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往,隧道洞口浅覆段采用明挖法,已逐渐被暗挖法直接穿越所取代。即使在地质、地形或环境条件上不尽理想之区段,基于整体路线考量,亦有非采用不可之情形。本文以台湾北部正施工中的双线双车道公路隧道为例,探讨ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆进洞的应用与对策。由于该案例位处山凹处,属谷部地形,不仅覆盖极薄,开挖过程中更遭遇到废煤矿碴与多雨的气候,使得降雨所汇集的地表水,不断入渗至隧道内,开挖面自立性极差。几乎非原设计之NATM工法足以因应。但经采取ADECO-RS工法之管幂加劲、土心加固及拱盖培厚等超前约束与加固理念后,勉为通过,其处理经验与心得,希供后续类似案例之参考。     

新建花东铁路过河隧道案例探讨

花东铁路电气化新建工程之溪口隧道(3 140 m)及光复隧道(2 360 m)是平原区浅覆盖隧道,内空净宽11.3 m,布设2股轨道及两侧维修步道。隧道施工以明挖覆盖工法为主,但在过河段穿越寿丰溪北岸(75 m)及南岸(85 m)堤防段、马太鞍溪北岸(170 m)及南岸(120 m)四处堤防段则采用隧道钻掘工法施作。钻掘隧道覆土高6～18 m,穿越砾石层,开挖断面宽度13.7 m,断面积131.3 m2。钻掘隧道开挖采新奥工法(NATM)进行,因覆土浅且地质松软,拱作用难以形成,开挖时需配合地盘改良及先撑管幂进行。施作方式依序为地表垂直钻孔进行固结灌浆、打设先撑管幂,隧道开挖时则以钢支保、喷混凝土及岩栓作为临时支撑,最后施筑钢筋混凝土内衬砌。     

超浅覆隧道遭遇废煤坑管幂施工补强技术

近年来,随着环境保育观念的提升,"减少地表开挖"的理念已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往,隧道穿越浅覆盖段采明挖法(开膛剖肚)的方式,已逐渐被暗挖法(直接穿越)所取代;因此,管幂先撑浅埋暗挖设计,在未来一段期间内,即使是在一些地质不尽理想的超浅埋段将不断被尝试。以台湾北部某执行中的双孔公路隧道为例,探讨超浅覆隧道遭遇废煤坑采管幂施工之补强技术。由于案例穿越一旧崩塌地形成之谷地地形下方,不仅覆盖极薄,遭遇的废煤矿碴自立性极差,几乎非原设计之管幂工法足以因应;但经紧急采取双层管幂、钢管加劲及拱盖培厚等管幂补强技术后,勉为通过,其处理经验与心得,希供后续类似案例之参考。     

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。     

南宁南湖水下隧道工程

南宁南湖隧道工程是在南湖湖底打通一条隧道,将南湖南路与青山路连接起来,隧道设计为双向6车道。南湖隧道的设计与施工与南京玄武湖隧道很相似。隧道采用明挖方式,也就是通过围堰将南湖水体抽干再进行开挖。建成后的隧道结构净高约为5.5m,而隧道的顶部距湖面约为2m。中建五局南湖隧道项目部将在下部采取止水帷幕、上部XMW工法的作业方式来解决洞底的止水问题。其中,XMW工法是第一次在南宁市的隧道建设中采用,具体地说,就是采取水泥搅拌加钢筋立支撑方式,使隧道形成一个密闭不透风     

市政隧道半明挖半盖挖支护体系设计研究

城市地下空间的开发利用,使得市政工程建设中隧道盖挖施工工程越来越普遍。其中半明挖半盖挖施工相比全盖挖法和明挖法而言,具有其显著的优势。通过对半明挖半盖挖支护体系设计的介绍,指出半明挖半盖挖施工既可确保车辆通行又可通过明挖部分进行材料倒运及混凝土浇筑,该工法既缓解施工空间和作业空间狭小问题,又提高工作效率,缩短施工周期,还节省投资,是值得推广的施工方法。     

青山分厂复建工程厂房通风直井之规划、设计与施工探讨

台湾电力公司大甲溪发电厂青山分厂受到921集集地震、敏督利台风(72水灾)及豪雨等事件影响,大量土石堆积于溪床,堵塞了尾水隧道及厂房出风道及尾水平压塔通气道等出口,甚至河水涌入地下厂房,造成发电设施严重损坏,必须重建地下厂房、尾水隧道、厂房通道及厂房通风直井等设施。为了避免土石及淹水灾害再度发生,特别将厂房通风直井向上延伸241 m至旧弃碴场,故必须采用管幂钢管工法及全套管排桩工法克服边坡不稳定及井口松散碴料的问题;再利用升井工法完成深井之导孔及扩孔的工作,以利后续降挖之碴料经由扩孔倒入底部之连接隧道,加速出碴作业。     

深圳新彩隧道上跨厦深铁路梅林隧道工法研究

新建隧道与既有隧道相交且净距很近时,施工过程中必然会对既有隧道产生不利影响,同时也增加了新建隧道的施工难度和工程风险。本文通过深圳市彩田路北延新彩隧道上跨厦深铁路梅林隧道施工工法研究,对明挖和暗挖两种工法采用三维模型数值分析,分别从对既有隧道位移(上浮)、应力等方面进行评价,得出明挖方案比暗挖方案使既有结构不同断面位置变形更均匀,结构的安全性更高,具有更高的工程可行性。实际施工过程中也是采用明挖施工,在半年的时间内完成了此段工程。本案例对今后类似工程的实施具有较强的借鉴意义。     

管幂工法结合化学灌浆在沉泥/砾石层浅覆盖区段隧道施工之应用

本文以一通过沉泥/砾石地层、覆盖不及隧道开挖宽度、地表存有迳流水路与水池的隧道施工案例,应用管幂工法配合化学灌浆进行先撑保护,抑低隧道开挖扰动,固结沉泥兼收阻水功效,有效达成开挖面保护,进而快速开挖、顺利支撑的成功经验,探讨沉泥/砾石层浅覆盖地层的隧道施工技术。     

近边坡地下洞室设计分析及处理对策——以曾文水库防淤隧道消能室为例

曾文水库为台湾容量最大之水库,亦为嘉南地区最主要之水源。自1974年营运至今饱受坝前库床淤积之困扰影响蓄水总量,由于缺乏库底排砂设施因而规划新建一防淤隧道于水库左坝座,利用蓄清排浑之操作来减缓水库淤积以延长水库寿命。由于防淤隧道出水口河道并无足够腹地提供浑水消能,故于山体内设置一长190 m、宽23 m、高46 m之地下洞室。针对防淤隧道消能池室范围进行案例说明,并利用三维数值模型检核设计需求之稳定性,透过岩盘参数的假设说明及开挖支撑系统设计的检讨,来确保地下洞室开挖之安全,亦针对该区域遭遇之关键课题进行说明,其中包含闸室顶拱两翼岩盘承载力、隧道分岔区域岩盘处理对策、边坡浅覆盖偏压处理对策等项目。     

岩石隧道受震反应之工程影响因子研究

地震发生频繁区域之岩石隧道受震破坏案例已发生多起,其相关研究课题已日渐受重视,惟土层隧道耐震设计已有规范遵循,岩石隧道者者尚缺乏深入探讨。研究采经岩石隧道震后破坏案例及解析解等验证正确性之动态数值分析模式,探讨岩石隧道受震工程影响因子,包括衬砌刚度、衬砌与岩盘互制、围岩加劲及围岩弱化等。由分析结果知,衬砌劲度越大,震波引致最大应力增量正规化值愈大,即震波引致应力增量值愈大,因此隧道衬砌耐震设计不能全以提高劲度为主要方法;隧道衬砌与岩盘互制作用研究结果显示,采用匀滑开挖、防水膜及衬砌与岩盘填补增加滑动性材料等,可减少衬砌受震引致轴向应力增量,达到减震效果;岩石隧道混凝土衬砌外侧之再加厚衬砌与辅助工法等加劲措施,经采用等值劲度模拟分析结果显示,采用如一次支撑及辅助工法提高围岩劲度,将增加衬砌轴向应力,但减少剪应力及挠曲应力;加大加劲范围可减少衬砌轴向应力,但将增加剪应力及挠曲应力;开挖引致的松动区减少围岩劲度,将减少衬砌轴向应力,但增加剪应力及挠曲应力。     

统包制度执行成效探讨——以台电地下电缆隧道高港二标为例

统包制度为结合设计与施工之发包方式,在台湾已逐渐被工程界采用,透过统包模式可有效整合设计与施工人才,减少界面协调的冗长程序,并可提早展开施工作业,缩短完工期程,是对业主、承包商均相当有利的制度。以台湾电力公司"高港-五甲-高雄345kV地下电缆线路凤林路段潜盾隧道统包工程(高港二标)"为例,探讨统包制度之执行成效,履约过程中为确保施工安全与达成业主要求,统包团队展现出设计与施工缜密完整的结合,除透过价值工程减省工程费及提升功能性外,统包团队依其施工能力、经验及技术,设计兼具安全性、施工性及经济性之作业方式,采用纤维筋(FRP)可切削工法顺利完成潜盾发进作业、利用钢环推进工法完成联络横坑施工、设计可挠伸缩接头衔接电缆隧道与分歧井有效解决应力集中及差异沉陷问题等施工困难案例。     

石林隧道软基浅埋段盖挖法施工技术

为了解决铁路大跨软基浅埋隧道施工难度,降低施工风险,加快施工进度,本文结合石林隧道软基浅埋段施工技术,通过地貌勘察、地质钻探,确定该段施工采用盖挖法(先拱部明挖施作护拱,后洞内暗挖通过的施工方法),并在护拱施作实践中,合理运用长管棚,护拱基底加固处理(找平层、加固桩、托梁)等技术措施,保障了工程质量和施工安全,成功克服了松软浅埋地质及地下水位线以上的长大隧道安全、快速施工难题,为隧道施工安全、施工进度提供了有效的技术手段。隧道软基浅埋段盖挖法施工技术具有操作简单,缩短工期、减少投资的优点,通过该技术的成功运用,积累了丰富的施工经验,为以后同类工程施工提供借鉴。     

明挖车站施工安全管理

为改善安全生产环境、减少和杜绝地铁明挖车站施工过程中安全生产事故的发生,通过识别施工生产活动中存在的危险、有害因素,运用定性或定量的统计分析方法确定其风险严重程度,进而确定风险控制的优先顺序和风险控制措施,预防事故的发生。以苏州轨道交通2号线石湖路站施工为例,介绍地铁明挖车站施工安全控制要点,分别从临建阶段、围护结构施工、土方开挖、钢支撑架设及主体工程施工等7方面对安全管控做了总结,对确保地铁车站施工安全、平稳、有序进行做了有益的探索。     

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。     

有轨斜井井底车场布置及碴仓施工

合理的井底车场布置及可靠、高效的立体转载系统(碴仓)是有轨斜井发挥最大运输工效的强有力保障,在新建龙岩至厦门铁路象山隧道3#斜井整个井底有轨运输系统的设计与施工中,详细论述出碴通道与井底碴仓的建设及轨道的铺设,通过不断的实践及经验总结,掌握各部位施工的控制要点及影响因素,并在施工中提出相应的解决处理措施,确保有轨运输系统井底部分的布置更加完善,建设更加有序、快速。