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簡介:
本期內容以「軌道系統大地工程之興建與維護」為主題，透過產、官、學在內的工程先進及學者專家共同撰寫，分享包含鐵路或捷運系統建設過程中，與大地工程相關的邊坡、基礎、深開挖、建物保護、地盤改良、潛盾隧道及山岳隧道等的研究成果與工程經驗，提供工程界未來在面對類似案例時的參考及引用。此外，在國內軌道建設發展中，臺鐵已逾百年，臺北捷運建設也有30年的歷史，地工結構完成後之系統營運期，營運管理與維護或延壽，都是營運單位關心且必需處理的問題。因此，如何掌握營運中地工結構長期穩定的影響因素，及早展開系統性的安全檢測與評估，適時進行維護與延壽，亦是軌道工程極為重要的課題。
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| 陳滄江 |
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臺灣軌道建設濫觴自1887年清廷籌建約107公里的基隆-新竹間路線，至日治時代，四通八達的路網串連各鄉鎮，總長度接近5,000公里達到巔峰。而後雖因公路建設興起，軌道運輸一度失去優勢面臨虧損、停駛甚至廢棄拆除，然隨著近代都市人口聚居、公路漸趨飽和及環保意識抬頭，為因應大量且快速的旅運需求，1990年左右又開始增建新的軌道系統。特別是在人口稠密的都會區，捷運系統彷彿成為解決都會交通擁塞問題的萬靈丹，而隨著臺北捷運對臺北都會區交通環境的改善、提昇與催化進步，各地方政府莫不把捷運系統視為進步城市的象徵，當作重要建設般的爭取落腳。另一方面，百年老店-臺鐵則藉由場站活化、闢建新路網及既有路線的優化與改善，也正煥發出新的活力及風貌。全臺各地包含臺北、高雄、基隆、新北、桃園、新竹/苗栗、臺中/彰化、嘉義、臺南，乃至於屏東等，幾乎在每個市縣，軌道建設都已成為地方政府施政的重要指標，而行政院去年公佈特別預算達8,800億的前瞻基礎建設計畫中， 軌道建設就佔約4,200億，更說明國內軌道建設正方興未艾，也是未來交通工程的重點。
本期內容以「軌道系統大地工程之興建與維護」為主題，透過產、官、學在內的工程先進及學者專家共同撰寫，分享包含鐵路或捷運系統建設過程中，與大地工程相關的邊坡、基礎、深開挖、建物保護、地盤改良、潛盾隧道及山岳隧道等的研究成果與工程經驗，提供工程界未來在面對類似案例時的參考及引用。此
外，在國內軌道建設發展中，臺鐵已逾百年，臺北捷運建設也有30年的歷史，地工結構完成後之系統營運期，營運管理與維護或延壽，都是營運單位關心且必需處理的問題。因此，如何掌握營運中地工結構長期穩定的影響因素，及早展開系統性的安全檢測與評估，適時進行維護與延壽，亦是軌道工程極為重要的課
題。故經地工技術編輯委員會研議，本期除收錄與軌道系統大地工程建設的相關論文外，亦商請具豐富研究與實務經驗的學者專家，就軌道系統大地工程結構維護管理，提供專業經驗與研究成果，以供國內工程界及系統營運單位後續辦理相關作業之借鏡與參考。本期合計收錄9篇精彩論文以饕讀者，分別簡述如下。
第一篇「竹削工法應用於邊坡基礎開挖之回饋與分享-以機場捷運DE01為例」由台灣世曦工程顧問股份有限公司呂偉哲先生等合撰。竹削工法為近年來日本所開發的技術，國內於機場捷運、中山高五楊段工程及蘇花改工程陸續採用，並獲得良好成果。本文以機場捷運DE01細設標位於林口台地卵礫石層地質工址為例，完整說明竹削工法的規劃、設計及施工。文章首先就「景觀」、「環保」、「施工」、「經濟」、「工期」及「安全」等面向，說明竹削工法具備可將開挖範圍降至最低、最大程度避免對原生地貌與環境的擾動、無須大型機械及特殊施工技術、施工成本及後續維護管理經費低，及工期較短的特色，相較於傳統邊坡保護工法有其優勢。其次，本文並就竹削工法的規劃配置考量、安全穩定分析設計及施工步驟與管理等詳細說明，最後同時說明施工可能遭遇之問題及因應對策。本文對竹削工法規劃、設計與施工的案例說明，將有助於國內工程界對此工法的了解，並可提供於高陡邊坡基礎開挖施工時的借鏡參考。
第二篇為交通部高速鐵路工程局郭林堯工程司等合撰之「近接民宅深開挖工程地中壁施工實務探討」，係以機場捷運延伸線計畫CM01區段標，位於桃園中壢市中心狹窄中正路下方，明挖覆蓋施工的橫渡線工區為例，說明於完成連續壁施工後，因涉及先行之機場捷運延伸線計畫，與後行之臺鐵桃園鐵路由原高架改地下化工程界面整合的政策調整，致使原設計之開挖深度需再加深，為避免已完成之連續壁貫入深度不足，影響後續開挖穩定及安全，經檢討於無法重新施作/補強連續壁狀況下，採於開挖區中加設地中壁，同時增加內支撐系統方式因應。初步瞭解，本文刊印時本案例已順利完成地下開挖，正辦理結構牆版施工，監測結果亦顯示對緊鄰的大量老舊建物影響甚微，無明顯異常狀況。工程人員面對此政策轉變，於最短時間內考量各種影響因素，研擬最適方案因應並順利完成施工，期間的努力讓人敬佩，其成果也值得後續工程於類似狀況時的參考。
第三篇「捷運松山線南京三民站深開挖設計與施工案例」為中興工程顧問股份有限公司林煒僑先生等合撰。本文係以臺北捷運松山線CG295施工標之南京三民站為例，說明深開挖工程分析、設計與建物保護考量，並以現場施工監測資料比對分析結果，回饋予未來類似工程設計及建物保護分析時的參考。目前國內軌道工程，特別是近期捷運地下工程，受限於工址環境，路線線形無可避免的均有近接民宅狀況，如何降低工程施工對建物的影響，並對其做好保護，已是軌道建設大地工程中不可或缺的一環。本文藉鄰近都會區大樓旁深開挖及建物保護工程，以實際監測值探討工程分析與工法，可提供相關經驗供工程界借鏡與參考。
第四篇「深開挖連續壁回饋分析驗證及位移路徑之應用」為亞新工程顧問股份有限公司黃南輝博士等合撰。本文承作者2012年以臺北捷運板南線善導寺站深開挖案例有關「位移路徑」的研究成果，續以松山新店線小南門站至中正紀念堂站間案例實際監測資料驗證土壤強度、開挖區寬度，連續壁厚度及鄰近地下結構物對連續壁側向位移的影響，同時納入京華城與新加坡尼誥大道深開挖案例，分別探討工法及設計/施工品質對連續壁側向位移的影響。深開挖工程連續壁體側向位移將影響壁體配筋、內支撐、鄰近地盤變位及建物保護的設計與施工，本文豐富的案例研究及資料將可提供進行深開挖連續壁設計時，作為研判分析結果及連續壁行為的有效工具。
第五篇為台灣世曦工程顧問股份有限公司邱志榮先生等合撰之「卵礫石層潛盾隧道之設計與施工回饋」，係以機場捷運位於桃園國際機場下方之CU02A施工標潛盾工程為例，分享潛盾工程於卵礫石地層中包含地質調查、設計考量、潛盾機的設計及選用，及施工管理等寶貴的設計與施工經驗，以提供越來越多於卵礫石層進行潛盾施工工程的參考。本案例因鄰近機場塔台，並自滑行道下方穿越，同
時路線將遭遇前期航站施工所殘留的地錨，受限於工址上、下行隧道亦需採小轉彎半徑與近接方式處理，故其設計考量與施工均有諸多可供參考之處。特別是於卵礫石層潛盾隧道施工，攸關工進、成本及施工安全的潛盾機切刃齒(輪)及面板磨耗，本文更提供實際檢視及替換資料，未來都可做為類似案例於施工規劃及潛盾機設計選用時的重要參考。
第六篇「潛盾隧道鏡面湧水意外事故之搶救與復舊」為前臺北市政府捷運工程局朱旭副局長等合撰，係以臺北捷運板橋線CP262標潛盾隧道施工為例，說明高風險工項-到達鏡面破除的湧水意外事故發生經過、緊急搶救及後續復舊作業，並探討可能的事故發生原因。潛盾隧道破鏡作業，一向是捷運工程中的高風險
工項，由於位處地下深處水壓大、地層複雜，以有限的地質調查、品質無法確保的地盤改良及無法窺得全貌的查核檢驗，即便是地盤改良試體品質檢驗合乎規範要求，其施工風險仍然很高，國內、外均不乏相關施工引致災變的案例。本文探討事故原因、過程、應變與復舊，為一完整研究有關潛盾隧道鏡面破除意外事件的論文，值得工程界，特別是相關工程設計與施工人員借鑑及引用。
第七篇為交通部鐵路改建工程局黃鳳岡處長等合撰之「東部鐵路新自強隧道之困難遭遇與突破」。花東鐵路電氣化工程新自強隧道因穿越甚為罕見的沉泥地質，容易發生崩落坍方，施作難度高，為花東鐵路電氣化計畫全線中，最艱鉅困難的工程，亦號稱為「最難挖的隧道」。本案例自可行性研究、路線評選、細部
設計及施工階段，雖皆經縝密規劃，惟在遭遇沉泥層時仍發生多次抽坍擠壓變形等災變，施工進度嚴重受阻。考量國內於軟弱岩盤隧道施工經驗較少，工程團隊經參酌國外施工案例並多次邀集專家會商後，方以包含中導坑開挖、開挖面預加
固、複合式灌漿及微台階降挖等工法，成功克服困難地質順利貫通。本文說明工程所遭遇之困境，並詳述最後所採取的因應對策及效益，將可為爾後類似地質條件下的地下工程設計與施工，提供重要及有價值的參考案例。
第八篇「鐵路隧道結構長期穩定影響因素探討暨維護管理準則與解說研訂(草案)初步應用」為臺北科技大學王泰典教授等合撰。文章中首先回顧臺灣隧道維護作業的啟蒙及發展，並彙整各文獻有關鐵路隧道常見的襯砌異狀、肇因及穩定影響因素，後續並詳細說明「鐵路隧道維護管理準則與解說(草案)」內容，以提供未來應用參考，最後並以南迴線鐵路隧道為例，說明鐵路隧道維護管理案例的應用。臺灣軌道建設隧道工程持續發展，除不斷有新建完成的隧道加入營運外，既有的隧道亦持續發揮服務功能。惟隨著時間延續，有越來越多的隧道逐步邁入維護管理期，安全檢測、評估及維修補強作業，必將成為未來政府及各軌道系統營運單位關注的議題。本文內容探討隧道結構長期穩定影響因素，並提供可行的作業準則以長期追蹤襯砌異狀變化，有利於隧道安全評估及維修補強設計，將可進一步確保隧道安全，及促進隧道永續服務的目標。
第九篇為捷峰管理顧問股份有限公司嚴崇一博士等合撰之「捷運結構設施全生命週期維護管理策略與實務整合之探討」。國內都會區地下捷運系統自1998年臺北捷運淡水線通車迄今已歷約20年，各系統營運單位除一方面接收或開闢新路線外，面對隨時間逐漸老化的既有營運中系統或結構，為維持安全及服務品質，落實維護管理作業即成為營運單位所需面對的重要課題。以臺北捷運為例，除執行日常巡檢外，並會定期對全線隧道進行全面性維護檢測，以有效掌握系統狀態，盡早發現問題及時維修。本文首先彙整國內、外文獻，說明結構設施全生命週期維護管理的類型、作業流程及回饋循環，並說明維護管理系統中所需建構的資料、內容及系統功能規劃。此外，考量捷運系統全年無休、每日營運時間長達18小時以上，可供檢測作業時間極短，實務上必須在有限時間快速及正確的取得檢測數據(含影像)方能提供後端研判分析。本文亦藉臺北捷運公司利用LiDAR技術進行隧道全斷面影像掃描，快速檢查隧道襯砌開裂程度、滲水及變形的案例，說明應用實例，相關內容均可作為未來營運單位規劃建置維護管理及決策系統時的參考。
除上述9篇論文外，本期「工程案例回顧與熱門議題報導」專欄，係由交通部鐵路改建工程局許健宏工程司等合撰，回顧東部鐵路山里隧道工程的施工概況。山里隧道為臺灣地區少見之純礫岩隧道案例，因受卑南山斷層與花東縱谷斷層影響，岩層中存在較多剪裂面，致使礫岩層原已膠結部分受到擾動而多鬆散，開挖時易掉落，隧道上半斷面開挖施工期間即曾遭遇6次抽坍。在作者圖文並茂的說明中，字裡行間也讓我們閱讀到工程人員面對複雜及困難地質下施工的艱辛，及絞盡腦汁後克服困難的喜悅。
此外，本期很榮幸邀請新北市政府捷運工程局趙紹廉局長提供贈言，新北市是國內目前辦理捷運/軌道建設最熱絡的城市，趙局長不僅是新北市政府捷運工程局的首任局長，更是新北市三環三線計畫的領航員。不論是已經通車的機場捷運，興建中的三鶯線、淡海線、安坑線、萬大線、環狀線一期，或規劃中的三鶯延伸(桃園八德)、深坑輕軌、八里輕軌、汐民線、環狀線二期…等等路線，趙局長均無役不與，深度投入。或許也因為趙局長歷任臺北市政府捷運工程局綜規處處長、交通部高速鐵路工程局副總工程司及桃園縣交通處處長等職務，對他而言，路網規劃早已跨越有形的行政區劃藩籬，整個北北桃生活圈，都已在他心裡的捷運路網宏圖中。趙局長以「站在巨人的肩膀上-穿梭於大地的捷運」為題，從上位「以人為本」的路網規劃角度出發，擘畫未來三環三線聯網後，北北桃生活圈便捷路網願景，而後細化至說明捷運/軌道工程與大地工程的密切關係，更直言大地工程是提供捷運建設長久穩定營運安全的基石。誠如趙局長所言，捷運/軌道工程是一個系統性的工程，也是一個整合性的工程，大地工程有幸在其中擔任「捷運工程之基盤」、「長久穩定營運安全的基石」，對大地工程師而言，何嘗不是如趙局長的贈言與期許一般--捷運/軌道工程立基於大地工程之上，而大地工程就是撐起捷運/軌道工程的巨人呢?
本期雜誌能順利出刊，必須特別感謝編輯顧問中興顧問公司黃崇仁副總經理、董家鈞教授，李維峰博士、中興顧問公司蘇福來協理、台灣世曦顧問公司吳文隆協理及諸多業界先進專家熱情指導與贊助。最後，更由衷感謝百忙中仍撥冗戮力，犧牲假期與休息時間完成內容豐富兼具理論與實務論文之各篇作者，及審稿者、贈言人的支持與協助，特別也要感謝地工技術基金會李碧霞副執行長及呂珮彣小姐的耐心聯繫與校稿，辛苦大家，謝謝各位~~~ |
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台北地區捷運工程經過30 年來的演進，從早期木柵線、淡水線、新店線、中和線、板南線至近期的新蘆線、信義線、松山線及土城延伸頂埔線，銜接大台北地區淡水、三重、板橋、中和、新店、木柵、南汐及內湖等區域生活圈，透過具吸引力交通運輸規劃設計提升捷運系統運具的競爭性，逐漸改變民眾的交通旅行行為。隨著捷運系統發展民眾對捷運運具不僅是交通旅行需求性提高，更演化需求多樣性包括人本、舒適、輕量、美學、融入當地等議題，使捷運工程興辦不僅需面對都市高度發展下施工環境困難度挑戰增加，更於整體規劃設計階段要思考以人為本的功能及設施。於三環三線完成後，將有超過數十個捷運交會站，各地區至路網中心只要20 分鐘，新北市捷運路線將超過100 公里，超過100 座車站。捷運路線間轉換不需再進入臺北市中心，配合放射狀路線及軸輻式路網，乘客可於交會轉運站前往城市內的各個角落，不但節省乘客旅行時間成本，更間接帶來經濟效益。整體服務擴大至大台北地區700 萬民眾，使原本以臺北車站為中心的捷運路網，橫移涵蓋到新北市中心及桃園地區，串連北北桃生活圈，達成大台北地區1小時交通生活圈的目標。
捷運工程是軌道工程的一種，與大地工程的關係十分密切。捷運系統整合了土木、建築、結構、軌道、通訊、號誌、列車、機廠等系統，大地工程則涵蓋了地盤改良、基樁基礎、連續壁、邊坡地錨，為捷運工程之基盤，其也整合土壤、岩石、地質、材料力學的知識，同樣是涉及各種領域的技術。 |
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| Application of Bamboo Shape Excavation and Support Method at Steep Slopes ~ The Case Study of Tender No. DE01 of Airport Access MRT System |
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| 呂偉哲、吳文隆、蕭秋安、陳正勳 |
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| 竹削工法、陡坡、基礎擋土開挖 |
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| 臺灣各種工程建設位於山坡地是不可避免的趨勢，結構物基礎開挖採傳統工法之邊坡開挖面積較大，其工程費及環境生態影響亦較大。桃園國際機場捷運DE01標青山路邊坡段為高架橋，其橋梁基礎開挖為國內首度採用竹削工法開挖支撐，施工時不需大型機具，適用於作業空間受限的陡峭邊坡；並可降低擾動範圍，維持既有邊坡穩定；由於開挖範圍縮小，亦可將工程對周遭環境景觀生態之衝擊降至最低。因此就景觀性、環保性、施工性、經濟性及安全性等，竹削工法皆優於傳統工法，可提供國內陡峭邊坡基礎開挖時全新思維，後續亦成功應用於國內其它多項不同地質之工程，尚祈能藉此提升基礎開挖技術，供工程界參考。 |
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| The construction of bridges passing through steep hillsides is an inevitable trend in Taiwan. There are several disadvantages of the traditional foundation excavation method, including a larger excavation area, a higher cost and significant environmental impacts. In this project, tender no. DE01 of airport access MRT system , “Bamboo Shape”excavation and support method was used at steep slopes to reduce the disturbance range. Because of the confined working space of this method, the impact to environment can also be reduced to a minimum. Therefore, in the aspects of landscape preservation, environmental protection, constructability, control of project cost and safety and so on, this method is superior compared to traditional methods. This method can also be considered as an alternative for excavations at steep slopes and enhancing the construction technology of bridge foundations. |
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| Research of Cross Wall Construction in Deep Excavation which Adjacent to Buildings |
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| 郭林堯、巫新煌、簡敦頤、汪子翔、廖文彬、林恒次 |
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| 地中壁、切削樁、自動化監測 |
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| 機場捷運延伸線為配合桃園鐵路地下化方案，致使橫渡線段明挖覆蓋隧道高程必須調降3.21公尺，但因橫渡線工區連續壁已照原設計深度完成，為避免擋土壁貫入深度不足，須於開挖區內進行增加支撐系統及地中壁，以確保開挖施工之安全性。因橫渡線工區位於市區中心，兩側商店鄰立熱鬧繁榮，地中壁型式採用全套管切削樁替代連續壁，且為減少施工中對既有交通維持之影響，採取二階段南北側工區分開施工；另為減少深開挖施工容易引起地盤位移，開挖及支撐作業採取分區即挖即撐施工以降低對鄰近建物發生變形之影響，並增設自動監測系統，加強施工中安全監測，以便能及時採取適當的應變措施，確保建物及公共管線的安全。 |
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| To comply with the requirements of Taoyuan underground railway project, the crossover elevation of Taoyuan Airport MRT Extension Line has to be lowered by 3.21m, but the diaphragm wall of the crossover area had been completed according to the original design. To ensure the safety of excavation, we have to add the strutting and cross walls in crossover excavation area. The crossover excavation area is located at downtown, there are lots of stores on both sides, so we use full-casing secant piles to replace diaphragm walls, and adopt a two-phase construction scheme to reduce the influences on traffic. In addition to reduce the displacement caused by deep excavation, the strutting has to be promptly installed immediately after excavation and it will help in reducing the deformation of adjacent buildings. Automatic monitoring system is also used in order that appropriate emergency measures can be implemented in time to ensure the safety of adjacent buildings and utilities. |
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| The Case Study on Deep Excavation for the Construction of MRT Songshan Line Nanjing Sanmin Station |
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| 林煒僑、林承翰、陳俊宏 |
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| 捷運、深開挖 |
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| 近年來臺北捷運地下車站的興建，提供不少國內深開挖工程的案例，亦提昇國內深開挖工程的技術。本文以臺北捷運松山線南京三民站深開挖案例，由設計階段到施工階段的深開挖設計與建物保護的考量，進行分析模擬的結果，配合現場監測資料回饋比對與探討。建物保護設計考量採扶壁式地盤改良，分析結果有扶壁式地盤改良的壁體變形較沒有採用者小，施工現場壁中傾度管監測值亦小於沒有扶壁式地盤改良分析壁體最大變形量，顯示扶壁式地盤改良應有提供一定程度建物保護的效用。 |
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| In recent years, construction of Taipei Mass Rapid Transit (MRT) underground stations has led to many cases of deep excavation which has also enhanced the technology of deep excavation. In this article, the case study on deep excavation for the construction of Nanjing Sanmin Station of Songshan Line of Taipei MRT will be discussed. We will report the design analysis of the deep excavation and the considerations taken for nearby structural protection. On-site monitoring data were compared with the predictions from our analyses. To protect the nearby structures, buttress-wall type ground improvement was considered. Both the analysis results and monitoring data showed that the deformation of the wall with ground improvement was smaller than that without improvement. This suggests that buttress-wall type ground improvement is an effective way to reduce deformation of nearby structure caused by deep excavation. |
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| Verification of Back Analyses of Deep Excavations and Applications of Wall Deflection Paths |
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| 黃南輝、王劍虹、黃立煌 |
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| 深開挖、連續壁、位移路徑、數值分析、Plaxis |
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鄰近深開挖之結構物常因地盤位移而受損，而擋土牆的側向位移是地盤位移的主因。因此辨識影響擋土牆側向位移之因子，並量化其影響實為要務。
Moh and Hwang (2005)建議將各開挖階段擋土牆的最大側向位移與開挖深度的關係以雙對數之方式圖示之，並命名此關係式為「位移路徑」。本文以台北捷運板南線善導寺站開挖為例，分析連續壁的側向位移、並建立足以代表台北盆地T2地質分區之「參考位移路徑」，用以量化土壤強度、開挖區寬度、連續壁厚度、以及地中壁以及鄰近結構物對連續壁側向位移之影響。而後，再以小南門站及其東之明挖覆蓋隧道開挖過程中所得監測資料驗證分析所得結果。此外，並以新加坡尼誥大道崩坍案例，作為設計及施工品質影響連續壁側向位移之佐證。同時，以京華城開挖為例，比較逆打工法施作所得側向位移較順打工法施作所得側向位移之不同。這些實例證明連續壁位移路徑的確可作為研判連續壁行為的有效工具。 |
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Structures adjacent to excavations were often damaged as a result of ground movements mainly due to the deflections of the retaining walls of the excavations. Therefore, it is vital to identify the factors affecting wall deflections and quantify their influences on wall deflections.
Moh and Hwang(2005) suggested to plot the maximum wall deflections obtained in various stages of excavation versus the depths of excavation in a log-log scale and designated these plots as wall deflection paths. Back analyses were performed for the wall deflections obtained at Shandao Temple Station of Taipei Metro and established the reference wall deflection path for this site and for the T2 Zone of the Taipei Basin. The influences of soil strength, width of excavation, and thickness of wall on wall deflections are quantified. The results obtained were verified by the wall deflections observed at the cut-and-cover section to the east of Xiaonanmen Station. In addition, data obtained at the cut-and-cover tunnels along Nicoll Highway of Singapore Metro and those obtained at the excavation using the top-down method of construction at Core Pacific City in Taipei were used to illustrate the applications of the concept of wall deflection paths. Based on the data presented, it is concluded that the wall deflection paths are indeed useful in the evaluation of the performance of retaining walls in deep excavation in soft ground. |
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| Lessons Learnt from the Design and Construction Experience of Shield Tunnel Passing through Gravelly Layer |
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| 邱志榮、陳正勳、陳聰海、山本祐司 |
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| 卵礫石層、潛盾隧道、機場捷運 |
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| 國內於捷運工程建設初期，潛盾工法主要應用於都市軟弱地層，為配合都市發展與建設，潛盾隧道亦須穿越都市周邊之河川地、麓山帶與台地礫石層。目前，在臺灣已有多項規劃、施工及竣工之卵礫石層潛盾隧道，如台電輸變電地下洞道、科學園區地下污水管道、桃園機場捷運等。其中，桃園國際機場聯外捷運系統CU02A標，於機場段卵礫石層內完成合計約7.2公里之潛盾隧道。由於國內卵礫石潛盾隧道之施工經驗相對較少，部分施工案例亦是在不斷地嘗試錯誤、累積施工經驗下完成，本文將以機場捷運CU02A標卵礫石層潛盾隧道設計與施工經驗，進行整理及回顧，其主要內容包括下列各項：1. 卵礫石層隧道地質調查，2. 工程課題及設計考量，3. 潛盾機之設計需求與選用，4. 施工管理與成果，5. 經驗回饋與建議。期望本工程經驗對於國內卵礫石層地區之工程建設有所助益。 |
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| In early construction of Taiwan Mass Rapid Transit (MRT), shield tunnel method was majorly applied in soft sediment layer. Due to development and expansion of urban areas, shield tunnels were constructed to pass through rivers, foothills and gravelly layer which are commonly found in the terrace. In Taiwan, there are several shield tunnels traversing through gravelly layer, such as Taiwan Power Company’s underground electric transmission system, sewage pipe system in Science-based Industrial Park, and the 7.2-kilometer shield tunnel for Taoyuan International Airport MRT (Project No. CU02A). Using the planning, design and construction experience of the shield tunnel for Taoyuan Airport MRT, this article will report 1. the geological survey of the gravelly layer, 2. design consideration, requirement and construction difficulty, 3. design and selection of shield machine, 4. construction planning and management, 5. feedbacks and advices for future shield tunnel construction in gravelly layer. We hope that the experience shared in this article can provide insights for future design and construction of shield tunnels that shall pass through gravelly layer in Taiwan. |
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| Rescue and Rehabilitation of Damaged Subway Shield Tunnels |
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| 朱 旭、方永壽、黃文慶、劉 政 |
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| 意外事故、復舊、潛盾、隧道 |
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| 本論文介紹板橋線CP262標之轉轍段至通風井A間潛盾隧道工程，於進行上行線隧道到達鏡面破除作業時，突然自鏡面底部約六點鐘方向產生大量湧水。高壓地下水挾帶泥沙湧入通風井A內，使附近區域產生最多5 m之地面下陷，上行及下行隧道兩部潛盾機組皆遭湧水淹沒。本論文內容分別介紹：板橋線CP262標工程概述、地質概況、事故發生前之到達段處理、意外事故發生後之緊急搶救、復舊工程之前置作業、隧道復舊作業、及事故原因探討與結論。研究結果顯示，意外事故之發生通常不是只有一個單純的因素所造成，可能是數個因素累積而成。此意外事故可能是由於：改良體內存有雜物；或灌漿管的垂直度管控；或改良體與通風井連續壁間之縫隙造成。承商於CP262標通風井A內發現，上行隧道潛盾機到達鏡面附近確實有流木存在。 |
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| This paper presents a failure case which took place during the construction of shield tunnels at Ventilation Shaft A of Panchiao Line of Taipei Rapid Transit Systems (Project No. CP262). When advancing the tunnel face for the up-track tunnel, piping suddenly occurred and there was influx of high-pressure groundwater (along with subsoils) into Shaft A. The surrounding ground settled by as much as 5 m and the tunnel boring machines for both up and down-track tunnels were flooded. In this paper, the following aspects of the construction project CP262 and the aforementioned accident are reported: general project brief, geological and geotechnical conditions, operations performed at the tunnel-shaft interface prior to the accident, emergency rescue actions taken by the contractor, damage assessment, failure investigation and analysis, and restoration and rehabilitation of the shaft and tunnels. Based on the investigative studies, the accident may be due to the following causes (which may occur concurrently): presence of drift woods in the improved ground (by soilcrete) around the tunnel, non-verticality of routing rods, and the cleavage between soilcrete and the diaphragm wall at shaft A. |
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| Difficulties and Countermeasures of Construction of New Ziqiang Tunnel Along Hualien-Taitung Railway Line |
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| 黃鳳岡、李民政、李怡德、林敬智 |
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| 沉泥層、中導坑工法、複合式灌漿 |
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| 新自強隧道位於臺灣東部縱谷區。隧道全長2,667m，淨寬11.3m，為一單孔雙軌鐵路隧道，隧道貫穿舞鶴台地，沿線覆蓋10~95m。隧道沿途穿越崙山層板岩、舞鶴礫岩、玉里層片岩及十餘公尺厚之沉泥層，其中沉泥層為臺灣罕見之困難地質。本工程於2010年1月開工，隧道施工穿越沉泥層時發生嚴重抽坍、擠壓及湧水等問題，經採用中導坑開挖、開挖面預加固、複合式灌漿及微台階工法降挖等對策處理，成功突破300m長之沉泥層，終於2015年12月順利貫通。因穿越沉泥層地質之山岳隧道案例甚少，相關工程經驗彌足珍貴。本文將說明本隧道之困難遭遇與突破對策供後續工程參考。 |
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| New Ziqiang Tunnel is located in the East Rift Valley of Taiwan. The tunnel, which is 2,667 m in length and 11.3 m in width, is a single-tube double-track railway tunnel traversing the Wuhe Terrace. In general, the thickness of the overburden ranges from 10 m to 95 m. Besides, the tunnel passes through the LunShan Slate, Wuhe Conglomerate, YuLi Schist, and a silt layer with thickness of 10 m or more. The silt layer is known to be an extraordinarily poor stratum in Taiwan. The tunnel construction project began in January of 2010. Serious cave-ins, squeezing, and groundwater inflow were encountered when advancing the tunnel through the silt layer. By using countermeasures such as central pilot tunnel method, pre-reinforcement of tunnel heading, compound grouting and mini bench cut, the tunnel was successfully advanced through the 300-m long silt layer in December of 2015. The construction of New Ziqiang Tunnel is considered to be a valuable engineering experience as it is very rare for a tunnel to extend across a silty layer. In this paper, difficulties encountered during the construction of New Ziqiang Tunnel and countermeasures taken to overcome such difficulties are presented. |
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| Factors Affecting Long-Term Stability of Railway Tunnels and Implementation of the Draft Maintenance Guidelines |
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| 王泰典、邱雅筑、劉曉樺、陳俊樺、周永川、何泰源 |
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| 鐵路隧道、結構長期穩定、維護管理 |
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| 隧道維護管理作業旨在查明影響服務功能的異狀、掌握其變異性或發展性，並評估其對隧道功能性與服務性、結構安全性與耐久性影響程度，俾及早因應並符合永續發展的理念。為實現現代化鐵路隧道全生命週期維護管理目標，須考量隧道周圍環境、地盤條件、施工品質、襯砌結構狀況、營運過程可能承受之荷載變化、以及維護管理需求等因素，研訂一綱要性基本要求，供鐵路隧道管理單位依個案需求與隧道狀況，進一步納入配套措施研擬完整的實施細則，並作為維護管理以至於安全檢測作業的依據。本文報導我國在此領域近年的工作進展及其初步應用成果。 |
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| Tunnel maintenance and management tasks are aimed to identify the variability or development of anomalies that affect tunnel service, and evaluate their influences on tunnel functionality, serviceability, structural safety and durability in order to respond in accordance with the idea of sustainable development as soon as possible. To achieve the goal of complete life cycle maintenance and management for modern railway tunnel, factors including the surrounding environment, geological conditions, construction quality, conditions of lining structure, possible loading variation during operation, requirements for maintenance and management were all considered to outline the basic requirements to serve as a reference for tunnel maintenance, management and inspection . This outline can further be modified according to specific needs and conditions to incorporate supporting measures and detailed commentates. This paper provides a report of the state-of-the-art progress and preliminary application of this guideline in Taiwan. |
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| Integration of Strategy and Practice in Total Life-Cycle Maintenance and Management of MRT Structural Facilities |
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| 嚴崇一、張嘉峰、張文仁 |
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| 全生命週期維護管理、光達掃描、隧道變形監測 |
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| 在國內各地捷運系統陸續完工並營運多年後，如何有效落實捷運結構設施之維護管理逐漸成為營運管理單位面臨之重要課題。本文首先闡述經由彙整國內外相關研究所建構之結構設施全生命週期維護管理理論，說明維護管理之類型、維護管理之作業流程、維護管理之回饋循環，以及新建設施於竣工階段如何起始與推動維護管理之建議；本文接續探討設施維護管理資料倉儲架構與管理系統功能之規劃；最後以臺北捷運公司利用光達掃描進行潛盾隧道結構之檢監測案例，說明理論與實務之結合。 |
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The implementation of maintenance and management strategy for MRT structural facilities has gradually become a critical issue for the operations management unit of rapid transit corporation in recent years. This article firstly elaborated the theory of total life-cycle maintenance and management for structural facilities, which includes definitions of different types of maintenance management, workflow process of maintenance management, data feedback mechanism, as well as the initiation and promotion of maintenance management concept during the completion stage of new facilities. This article
then explored the design of data warehouse for facility maintenance and management, as well as the functionalities of the management system. To demonstrate how maintenance strategy and practice can be integrated in the maintenance and management of MRT structural facilities, a shield tunnel structural inspection project conducted by the Taipei Rapid Transit Corporation utilizing LiDAR scanning will be discussed in this article. |
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| 許健宏、林敬智、李民政、李怡德 |
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| 山里隧道屬「花東線鐵路瓶頸路段雙軌化暨全線電氣化計畫」(圖一)之一部分，隧道貫穿花東縱谷南端卑南溪右岸之卑南山台地東緣(圖二)；花東縱谷地處歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊碰撞帶，南段由卑南溪等河川交織成綿密的水系(圖三)。 |
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