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地 工 部 專案經理 |
李魁士 |
地 工 部 專案組長 |
廖繼仁 |
地 工 部 經 理 |
陳福勝 |
4.1 連絡通道施工，為防止開挖崩坍事故擴大，是否須設置相關安全設備，如擋土門等?
合適之位置應設於何處?
答覆：
® 連絡通道施工情形如照片一所示。
® 由於隧道開孔作業勢必致使環片產生變形，造成流水通路，連絡通道在施工階段中多少均有漏水之情形，除地盤改良外，可考量採用先撐鋼管、鋼襯版、或噴漿等之輔助工法配合施作較為安全。
® 連絡通道設計時應充份考量其開挖施工之安全性，採用灌漿、壓氣、管幕等方法將地盤固結，且不允許發生崩坍事故之事件，若已確實將地盤固化並不需再設計類似安全擋土門之設備，參見照片二。而在採用壓氣工法時才有類似隔艙之設計，以避免壓力之逸失。
® 連絡通道在砂質土壤中灌漿可有效固結地盤，而在粘土層中則可採用先撐鋼管或鋼矢鈑等管幕工法來擋土。
® 為減少施工風險，國內部分連絡通道施工於隧道內設置安全門，參見照片二，如擬要求作此等防範設施，在設計階段宜將此工法的施工費用估算進去。
4.2 連絡通道與主隧道之交叉口附近，主隧道之環片是否宜採鋼製環片以利拆除?
答覆：
® 日本於連絡通道附近數環襯砌通常亦採用鋼製(或鑄鐵)環片襯砌。
® 若採用RC環片在開挖連通道時RC環片不易敲除，打開開口部時，環片將產生較大之變形，且補強不易，一般可採用鋼樑支撐來補強，參見照片三。
® 相對於RC環片需整片拆除，如採鋼環片時可僅針對開口功能淨空需求予以設置較小之開口，打開開口部時，環片將可直接由四周之鋼環片支承，可減小環片之變位量，於鋼環片設計時即可將此情形予以考量，補強效果較佳且直接，參見照片四，應是較理想之方式。
® 隧道交叉點容易產生應力集中，產生之應力可能較正常RC環片之斷面勁度大，而易在力量集中處產生裂縫等。如有此等現象時，可採用在鋼片上焊鋼筋再打設內襯砌複合式環片，有利隧道之補強施工。惟此等複合式環片宜採預鑄施工，如混擬土採場鑄，則須特別注意頂端不可留存空隙而導致未來混擬土塊有可能會掉落之虞慮。
® 採鋼環片拆除容易迅速，施工應變較容易。
® 依功能需求，有部分電纜或排水管線需由隧道穿越環片進入連絡通道，參見照片五及照片六，採鋼製環片施工較容易。
® 國內可自行加工製作鋼環片(註：可製作鋼模即可製作鋼環片)。另石墨鑄鐵環片之製作因投資設備成本之關係，在世界上僅有日本(久保田)、英國等少數幾家可生產，且因一般之需求量不大，通常需等候該等製造商生產線之空檔期方可安排製作，在工期配合安排上須加以注意。
® 國內之鋼製環片材料成本高出RC環片甚多(約8倍)，是選擇之主要需考量原因。然雖然鋼製環片材料成本高，但考量施工風險之降低，及可減少鄰近之內支撐環粱之組數，連絡通道採用鋼環片襯砌設計施工亦是合宜之選擇。
4.3 連絡通道的灌漿範圍內是否尚需採先撐工法(fore-poling)?是否需逃生隔艙?
答覆：
® 日本早期也是採用類似之灌漿方案，灌漿品質好時施工並不會產生問題。
® 在開口處因有應力集中而採用鑄鐵環片，在開口處設計樑作為支撐。
® 連絡通道的施工方法很多，目前設計圖所提方法為最常見且單純的方法。
® 連絡通道之開挖施工是可採用fore-poling先撐工法來考量，詳細之連絡通道施工程序由承包商提出。
® 在日本並無為防災而預作隔門之情形。
4.4 根據日本高壓噴射灌漿協會(JJGA)之建議計算式所得之潛盾隧道出發到達所需要求之
灌漿範圍並不長(約3~5M)，偶見施工承包商亦會主動增加或減少(止水)灌漿之改良範
圍，且形式範圍各異，台北捷運則有灌漿範圍由3~10M之不同案例。如何施作才適宜呢
(兼顧安全與成本)？另有關改良範圍之頂部、側部及底部在設計時適用之安全係數、
改良強度及透水率為何？依JJGA協會建議之所計算求得之出發、到達改良長度可否參
酌"深樑效應"予以折減？依地盤改良之成效及適用性而言，施作JPG及CJG之條件為
何？
答覆：
® 灌漿範圍與施工水準、安全係數以及是否還有其他之配合措施有關。
® 各工程間並無一定之標準，計算僅是作為施工時之依據，仍需視經驗、承包商技術、地質等作適當之調整。
® 有關連絡通道隧道外之地盤改良，如經檢討，在已採取鋼環片，且兩隧道高程位置平行較無偏壓問題時，且地盤為黏性土而較無滲水之問題時，是可考量不作兩隧道外側之地盤改良，如台北捷運案例CN256及CN259標之做法，惟在開孔之前仍應進行必要之試水與補灌漿作業。
® 如檢視地質情形係屬砂性土層，則未來連絡通道打開及開挖時，隧道會有所變形並可能經由隧道邊滲水，因此除兩隧道之中間需進行地盤改良外，其兩隧道之外側仍宜進行止水之地盤改良以加長流水路徑。
® 兩隧道之外側如不進行地盤改良，因地盤軟硬不一，潛盾隧道鑽掘時之方向控制需特別注意。
® 參照JGAA，連絡通道之頂邊及側邊之安全係數得視因採取支撐鋼管(版)、噴凝土、鋼襯版或壓氣等輔助措施而可酌降為採1或1.5。惟考量連絡通道施工屬高危險之作業及國內地盤改良施工品管之技藝，有關連絡通道之計算安全係數，仍宜以挖掘隧道時之條件安全係數採2進行。
® 施工重點在於滲漏水夾帶土砂時之處理，及確保開挖面穩定之相關補強措施。檢視之重點在於：開挖前之試水、後續補灌作業之施工可及性、分階開挖步驟、開挖面之穩定措施、及開挖時發現漏水漏砂之緊急處理措施等。
® 如條件許可，採用壓氣工法配合灌漿施作連通隧道應是較為安全之方式，惟成本與相關之準備程序繁雜，採灌漿配合壓氣工法進行連通隧道施工之壓氣艙配置例，參見照片七。
® 連通隧道下方設置集水坑之施工例參見照片八。
4.5 是否連絡通道之灌漿在潛盾隧道施作通過之前須先灌注，於潛盾隧道通過後與打開襯
砌前再進行補灌?
答覆：
® 一般也是這樣做，這是正常程序。因為先行灌漿，在隧道通過後，灌漿材料已經放置一陣子，故對灌漿材料的耐久性需於事前檢驗，另潛盾機掘削時亦可能造成隧道與地盤改良區間有縫隙之存在，在連絡通道施工前也要針對灌漿體再進行事後之檢查、補灌。
® 亦有直接於隧道內灌漿施作之計畫案例，但相關之安排配置需作充分之評估，其風險高出許多，須等隧道貫通後才能灌漿，工期亦較長。
4.6 垂直連絡通道之施工方法與步驟如何施作較佳？
答覆：
® 先進行豎井擋土壁、灌漿、隧道、再連絡通道開挖之施工步驟，參見圖一，整體來看是合理的，但施工之安全性宜多注意考量。設計上應特別注意灌漿土體之強度及止水性，連絡通道需在無支撐狀態下也能開挖。如以一般之水泥灌漿施作將會失敗。應考量採灌漿成效較佳之高壓灌漿(如JSG、CJG，甚至是X-Jet或Superjet-midi等大口徑灌漿方式)進行灌漿，且樁體間需重疊而具止水性是才不會有問題。
® 灌漿應由地表面進行才容易確實，灌漿體經潛盾隧道鑽掘擾動後，在開挖連絡通道施工前再由工作井或隧道內進行補充灌漿，以確保地層之止水性。
® 垂直連絡通道之施工例參見照片九。
4.7 垂直連絡通道之施工不採由地面上開挖設豎井而僅在地底下施築，參見圖二，是否可
行？
答覆：
® 在理論上是可行的，工程數量(工程費)可能因不設工作井而減少，且可減少對地面之交通衝擊，但施工安全之風險則相對提高。
® 目前最確實之地盤改良工法為冰凍工法。若採用冰凍工法做為地盤改良之施工方法時，由於冰凍工法於地面佔用之空間較灌漿工法大，凍結過後的土體也相當的硬，對後續之潛盾施工較不易。如以區隔之冰凍方式亦不易配置，且冰凍時間愈長，土壤膨脹將影響鄰近結構物。冰凍工法應請專業廠商來做，並考量業主可接受度。如灌漿可行時則採灌漿工法較佳。
® 選擇時亦需考量工期影響，不設豎井而完全在隧道內進行連絡道施工時，施工難度高且開挖出碴作業期間相較會非常長，增加施工事故產生之風險，且需等潛盾隧道完成後才能進行施作，工期上亦需能配合。
® 考量施工之安全性時，亦須考量地面車輛與覆土之載重壓力對灌漿土體之影響。由於地盤軟弱施工風險高，在條件許可下，還是以設豎井之設計方案較佳或是輔以壓氣工法以確保安全。
4.8 垂直連絡通道之垂直工作井採用擋土壁之明挖覆蓋或沉箱工法之比較?
答覆：
® 豎井或可考慮以沉箱方式設計及施工，但對臨近地表沉陷影響可能較大。
® 若以壓入(氣)式沉箱工法，週邊須打反力地錨(樁)作為反力，用地需求還是很大。
® 在水中開挖(不壓氣)之開放式沉箱工法，一樣需要進行抽水，工作井外圍需要配合止水灌漿，以3公尺一環預計，估計約需5個月來完成工作井。與擋土壁之明挖覆蓋工法配合止水灌漿雷同，均須維持交通且需佔用車道，以利出土等工作。
® 比較起來以壓氣沉箱之費用較高。
® 以台北捷運已經有成功採擋土樁工法之案例，如工址交通維持安排條件許可，可依例辦理之。
4.9 垂直連絡通道之垂直工作井採擋土樁施作垂直豎井之方式，因用地取得關係而難以採
行，擬移至相鄰很近且有高低差之隧道間施作連絡通道，即採Z型連絡通道並於地表上
採地盤改良後全部採地下鑽挖之方式施工，應注意事項為何？
答覆：
® 最好是採冰凍工法處理，如作業空間不許可，採地盤改良亦可行。建議宜配合前進鋼板樁施作，如打設3M，開挖前進2M，而保留1M重疊之方式辦理。由於工程難度高，除地盤改良外，亦可考慮輔以壓氣工法或袪水措施共同配合，以進一步確保工程安全。
® 連絡通道之形狀以愈接近圓形為佳。
® 在日本，於隧道開口及左右各1環之整圈環片多採鑄鐵環片，其支承效果較好，且要執行任何緊急補救措施亦較容易。
® 由於施工難度高，採取鑄鐵環片費用極高且工期恐須配合國外少數製造廠生產線情形安排，或許可考慮採取複合式環片施作。
4.10 連通隧道施工時，在隧道四週已進行地盤灌漿改良，然於隧道掘進時，將造成環片與
地盤改良體間產生縫隙，雖有背填灌漿之填補，但仍有滲漏水之問題。因此於打開環
片前需先進行試水及止水灌漿確認無水後才可打開環片，但於移除環片時無可避免地
將致使隧道將產生徑向位移，此一環片位移將導致地盤改良體間因勁度不同而產生縫
隙與滲漏水現象，影響工程安全，是否有經濟合宜之方式可進一步確保施工安全？
答覆：
® 不同之連通道臨時支撐之設計方式會有不同之結果，在打開環片前應設置適當之梁柱支撐，可減緩上述問題。
® 台灣之鋼環片較混擬土環片在材料成本上約貴上8~10倍，但日本之鋼環片則反而較混擬土環片便宜，因此日本通常係整環均採鋼環片，而台灣目前則僅在開口處採用之。
® 惟僅於連通道附近之數環環片改採鋼環片，如能降低施工風險，在費用增加有限之情況下，應屬可考量之改善措施。
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