潛盾隧道於卵礫石層掘進中引致施工問題之因應對策分析研究與探討

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研究生：	游琳靖 LIN-Ching Yu
論文名稱：	潛盾隧道於卵礫石層掘進中引致施工問題之因應對策分析研究與探討 The strategy of analysis and research in response to the problem caused by shield tunnel drilling in the gravel
指導教授：	林志棟 Jyh-Dong Lin
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系在職專班 Executive Master of Civil Engineering
論文出版年：	2017
畢業學年度：	105
語文別：	中文
論文頁數：	218
中文關鍵詞：	潛盾隧道、卵礫石、背塡灌漿
外文關鍵詞：	shield tunnel, gravel, backfill grouting
相關次數：	點閱：14 下載：0
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摘要
潛盾隧道施工引進國內施工已有很長之時間且已成熟，潛盾隧道於地質調查與各項調查設計套繪後交付發包施工，施工廠商必須儘速依據規範地質調查及補充地質調查報告資料、掘進路線、地下水位、覆土深度、曲率半徑、潛盾機外徑及其他因素與條件，將資料研判與潛盾機製造廠商討論，決定適合本標地質之潛盾機。
潛盾機之選擇與設計與施工前之各項模擬作業規畫可讓一個潛盾工程順利成功或因成本考量忽略其中之關鍵與流程引致延宕停工而發生工程災害，再亡羊補牢另謀其道，投入大量成本謀求因應之解決對策，本文將針對潛盾隧道工程掘進施工過程中所遭遇之困難及經歷過程，藉由潛盾機於施工掘進過程中之所遭遇不確定性之因素，引致潛盾機遭遇障礙，前進受困停滯影響，並以實際施工案例探討分析，潛盾工法於施工前置作業規畫前，應注意事項及應防範而未注意及防範之突發案例之施工困難點，及現場困難問題之解決對策等，希冀研究心得方能提供後續有心設計與施工之參考者作為研究分析之參考。

Abstract
The use of shield tunnel has been in practice for a long time and has matured since its introduction into Taiwan. A shield tunnel is contracted for construction after the geological survey and drawing of the design. The construction contractor must analyze the data based on the geological survey information and supplementary geological reports, excavation path, ground water elevation, covering depth, radius of curvature, the outer diameter of tunnel boring machine and other factors and conditions and discuss with the manufacturer to determine the tunnel boring machine suitable for the geological conditions of this project.

The selection and design of the shield machine and the planning and simulation works before the construction can lead to the success of the shield tunnel project or when one of the key factors and process are ignored due to cost consideration may lead to the delay or stop of the work which result in disasters, remedies are sought with tremendous costs incurred to find solutions. Using the actual construction cases, this paper explores and analyzes the issues to be noted and the construction difficulties encountered due to ignorance of the precaution measures as well as the solutions to the issues on the construction site based on the difficulties encountered and the process of the excavation by the tunnel boring machines which may encounter obstacles and have delays in their advances. It is hoped that the insights gained will serve as reference for study and analysis by those who are interested in the design and construction of shield tunnels.

目錄
摘要    I
Abstract    II
誌謝    III
目錄    IV
照片目錄    IX
圖目錄    XI
表目錄    XVI
第一章    緒論    1
1-1 前言    1
1-2 研究背景與動機    3
1-3 研究目的    4
1-4 研究範圍    4
第二章    卵粒石層潛盾隧道文獻回顧    6
2-1    潛盾工法施工原理及用途探討    6
2-1-1    潛盾工法沿革及施工原理    6
2-1-2    潛盾工法之用途    7
2-1-3    大口徑潛盾機外徑分佈    8
 
2-2    潛盾機型式    13
2-3    各型式潛盾機適用土層    20
2-4    潛盾施工之輔助工法    24
 2-4-1    壓氣工法    25
2-4-2    地盤冷凍工法    29
2-4-3    灌漿輔助工法    32
2-4-4    降低水位工法    33
2-5    潛盾掘進管理    34
2-5-1    土艙壓力管理    35
2-5-2    盾首加泥注入管理    38
2-5-3    排土管理    39
2-5-4    背填灌漿壓力管理    41
2-6    掘進線形管理    48
 2-6-1    陀螺儀系統    48
2-6-2    雷射經緯儀系統    54
2-6-3    陀螺儀與雷射經緯儀系統比較分析    60
2-7    國內捷運施工案例分析與解決對策回顧    61
2-7-1    捷運新店線 CH222 標施工案例簡介    63
2-7-2    地層狀況    63
2-7-3    混合地質掘進施工    64
2-7-4    災害事件之緊急處置    65
第三章    卵礫石層中潛盾機之型式與構造之選擇    68
3-1    調查與規畫    68
    3-1-1 建址條件調查    68
    3-1-2 障礙物調查    69
    3-1-3 地形及地盤調查    69
    3-1-4 潛盾隧道之覆土深度    70
3-2    潛盾機型式的選擇    71
    3-2-1 潛盾機的型式    71
    3-2-2 卵礫石層潛盾機的主體型式    77
    3-2-3 卵礫石層潛盾機的切刃盤選擇型式    84
    3-2-4 潛盾機的切刃盤支承方式    90
    3-2-5 潛盾機切刃盤之開口    91
    3-2-6 潛盾機切刃盤之切刃齒    93
    3-2-7 潛盾機切刃盤之超挖設備    95
    3-2-8 潛盾機中折設備    96    
3-3    潛盾機設計製造規格比較    97
3-3-1  潛盾機基本機能    97
3-3-2  潛盾機外徑尺寸    102
3-3-3  潛盾機長度    102
3-3-4  潛盾機其他重要部零機器配備    104
第四章    潛盾卵礫石層掘進施工問題分析與解決對策    114
4-1    潛盾機發進及到達之問題分析    122
    4-1-1 潛盾機發進試水與破除作業    124
    4-1-2 止水封圈之功用與臨時環片組立    130
    4-1-3 掘進作業流程    132
    4-1-4 到達破鏡作業流程    134
4-2    土艙閉塞問題解決與處理對策    138
4-3    切刃齒更換時機案例問題解決與處理對策    142
    4-3-1 掘進距離及土質條件    146
    4-3-2 磨耗檢知切刃齒的配置及構造    147
4-4    切刃齒更換機準    152
     4-4-1 切刃齒更換的判斷基準    153
    4-4-2 切刃齒的磨耗量的計算    156
4-5    地下水位控制及地盤位移處理對策    161
    4-5-1 地盤變位之原因與發生機構    161
    4-5-2 地下水位控制及地表位移之因應對策    161
 4-6    潛盾隧道環片品質分析與解決對策    164  
第五章    卵礫石層潛盾掘進實際案例分析    167
5-1    場捷運CU02A標簡介及概述    167
5-2    補充地質調查結果與對策    169
5-3    潛盾隧道工程設計與施工    171
5-4    潛盾隧道坍孔與閉塞開艙問題對策處理    174
5-5    機場EC、WC滑行道及塔台自動化監測成果    178
5-6    捷運土城線延伸線CD552標潛盾隧道遭遇障礙物分析探討     183 
5-6-1 CD552標潛盾機之設計理念    184
5-6-2緊縮預算及錯誤之評估引致掘進停滯    185
5-6-3潛盾機切刃齒磨耗及其他問題之解決對策    187
第六章    結論與建議    189
6-1 結論    189
6-2 建議    190
參考文獻    192
 

                                

參考文獻
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