| □林承基／年佑工程股份有限公司 總工程師 |
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一、前言 中壢~五權~青埔及中壢~松樹二進二出武陵161kv地下輸電電纜線路管路工程，施作位置位於內壢交流道至中壢工業區 3.5m潛盾洞道〈一〉長843.76m及 3.5m潛盾洞道〈二〉長552.54m，另有一 2.4m推管洞道全長為101.63m位於中壢工業區合定路上。以內壢交流道南下引道擋土牆下施作一工作井為潛盾隧道發進井，由＃1工作井發進開始潛盾隧道穿越中山高速公路及110甲線〈中園路〉下方，施作至＃2a直井〈中壢一次變電所合定路〉，接著再由＃2a直井推進管至到達井＃2b直井〈合定路中壢一次變電所〉，接著再由＃2b直井發進潛盾隧道至到達井＃3直井〈文中路〉。由於隧道管線施作路徑較深〈由地表面下深度最深24.66M、最淺10.51M、平均深度18.60M〉地下水壓極大〈地表面下水位約6~10M〉，故於潛盾管線工作發進面、到達面及工作坑底部等區開鑿作業進行時，可能發生之水砂滲流狀況，須先進行施作地質改良工程，有效固結土壤降低透水係數，以確保工作坑挖掘時，不致產生反湧、隆起等現象，以及潛盾鏡面開鑿作業時，不致發生外側土壤崩落及水砂大量滲流等狀況，防止因隧道上方土壤塌陷及土壤移位等狀況，進而影響臨側建築物之沉陷及道路之安全等情形發生，以利隧道工程得以安全順利進行。 本計劃書係針對＃1直井潛盾發進井地盤改良工作之相關事項予以詳實說明。 二、工程概況 (一) 1. 工程名稱：中壢~五權~青埔及中壢~松樹二進二出武陵 161kv地下輸電電纜線路管路工程。2. 工程地點：桃園縣中壢市內壢交流道南下引道擋土牆下施作＃1直井潛盾發進井地盤改良之範圍。 (二) 施工目的 潛盾隧道及連絡通道、推進管進行挖掘施工前依實際地質狀況預先施作地盤改良處理，以利挖掘作業進行時能確保週遭土壤不致發生滲水崩塌之情形。 (三) 土壤分布狀況 根據鑽探資料，本案＃１直井潛盾發進井地盤改良範圍約自ＧＬ.-８.４５m∼-１６.0５m係位於卵礫石層至砂石層；地下水位-６.０５ｍ。 (四) 地盤改良平面圖 ＃1直井潛盾發進井地盤改良端施工圖〈如下圖1〉  三、工程數量計算 (一) 改良範圍＃1直井潛盾發進井改良體積：2.9m*6.6m*7.6m=145.46m3計算式： V=L*B*h B=s+2r+s=1.0+2*2.3+1.0=6.6M h=b+2r+t=1.0+2*2.3+2=7.6M L=2.9M (二) 注入率與灌漿量 本工程地盤改良範圍依據地質鑽探資料假設孔隙率為40%，填充率設定為100%，則注入率設定為40%。本案灌漿之目的為增加卵礫石層之剪力強度及止水性，注入率及灌漿量計算如下： 一次 CB液 灌注20% 二次 ARON藥液 灌注20% 計劃灌注量 一次 145.46m3 ×20%=29.092 m3 二次 145.46 m3×20%=29.092 m3 每階段〈step〉33cm〈3階段/m〉灌注量 一次 29.092×1000÷（9孔×23 step/孔）≒140 L/step 二次 29.092×1000÷（9孔×23 step/孔）≒140 L/step 四、地盤改良工法 (一) 雙環塞低壓灌漿1. 施工說明 地盤改良工法種類繁多，但應用於深開挖及潛盾隧道工程之地盤改良，則以灌漿固結工法最常用；工法依選擇硬化劑及灌漿壓力不同，區分為下列幾種： 硬化劑可區分為下列數種： (1) 藥液系：水玻璃系〈鹼類、非鹽類〉、高分子系等。 (2) 非藥系：一般為水泥漿液。 灌漿壓力之區分： (1) 低壓灌漿〈雙環塞工法〉 (2) 高壓灌漿〈單重管、二重管、三重管〉。 (3) 超高壓灌漿〈Super MIDI〉。 施工方式之區分： (1) 單重管：如CCP、JSP、JMM、SJMM等工法。 (2) 二重管：如JSG工法。 (3) 三重管：如CJG、RJG等工法。 本案考量地盤改良範圍係位於卵礫石層至砂岩層，若採用一般高壓噴射灌漿工法〈如：JSG〉，受限於卵礫石層改良樁不易成型且改良樁徑不均勻，改良效果難以掌控，不適用本案地質狀況，若採用超高壓灌漿工法：〈如：Super MIDI〉，則相對之施工成本及工期均將大幅增加，施工稍有不慎易可能造成灌漿前先引致地表沉陷之負面效應。 經考量比較各種灌漿工法後，本案規劃採用雙環塞〈Double Packer〉低壓灌漿工法，此工法係將硬化劑以低壓滲透或劈裂之方式經雙環塞管灌入地層，以填充裂縫或孔隙及固結疏弛土層，藉以強化土層之剪力強度及降低透水性，使地層於灌漿範圍內之強度趨於均勻，兼有固結土層及增加土壤剪力強度與止水性之效果。 茲將雙環塞低壓灌漿工法之優點詳述如下： A. 利用灌漿外管可施灌多種灌漿材料於任意需要深度。 B. 可以均勻的依照計劃之範圍施灌灌漿材料。 C. 沿灌漿外管上下可選擇任意之灌注深度。 D. 同一灌注深度可灌注不同種類之灌漿材料。 2. 施工步驟 (1) 先前準備工作 A. 配合施工圖進行放樣工作，標示施工樁位，並由現場工程師校對正確性。 B. 確定地下障礙物是否排除完畢，確認既有幹管位置及深度，防止地盤改良破壞既有地下結構物。 (2) 鑽孔 A. 將屢帶式鑽孔機移至編號灌漿孔，鑽孔機應先行架設穩固，使其無搖晃之虞，並校正其水平及垂直度。 B. 鑽孔機定位校正完成後以套管進行鑽孔，為確保鑽孔之精度，鑽孔過程中視地層狀況以適合地質條件的鑽孔速度鑽孔，鑽掘外徑 118mm套管至預定深度GL-16.05m，經確認後停止鑽孔。 (3) 灌注封堵材 以水泥皂土液〈CB液〉灌入鑽孔用套管，作為填封套管與外灌注管間材料，灌注CB液至預定高度後停止。 (4) 埋設灌漿外管 依順序銜接內徑  2.5in.〈64mm〉灌漿外管植入套管內，灌漿外管每33cm開四處1cm之出漿孔，灌漿外管植入完成後拔除套管，並視CB液陷降情形逐漸填補至溢滿孔口為止。CB液養護至少二日後再進行灌漿。(5) 一次灌漿 A. 一次灌注以水泥皂土液〈CB液〉填充地下空洞、卵礫石間孔隙等較大孔隙。 B. CB液養護完成後將灌漿用之內灌漿管〈雙環塞管〉插入灌漿外管內至預定灌漿底部深度，打入空氣或水使內灌漿管上下環塞膨脹封住出漿口上下。 C. 將依規定配比拌合完成之水泥皂土液〈CB液〉經低壓灌漿泵浦輸入內灌漿管進行灌注，灌漿時出漿口所反應之壓力會顯示於壓力錶上，灌漿壓力約介於P=5~40kg/cm2，依現場實際施作狀況調整，灌漿方式採上昇方式，每階段提昇內灌漿管33cm，並重覆膨脹內灌漿管上下環塞之動作再進行灌注。
  雙環塞低壓灌漿地盤改良使用之機械設備如下表所示：  (1) 水須使用清潔淡水。 (2) 水泥採用符合CNS 61R2001規定之第I型普通波特蘭水泥。 (3) 速凝劑採用符合CNS12283規定之＃3水玻璃。 (4) 每立方米CB液之配比如下：
表4.3雙環塞低壓灌漿ARON漿液配合比一覽表 (6) 施工人員編組 灌漿工作人員組織如下： A. 工地主任 1名 B. 領班 1名 C. 灌漿場操作手 1名 D. 灌漿場助手 1名 F. 拌漿場助手 1名 (二) 施工記錄 詳實的記錄乃地盤改良作業之施工要點，為求確保各改良區域品質，改良區域施工需有詳實的紀錄結果。一般，記錄內容需包含下列各項： 1. 日期、天氣。 2. 灌漿孔編號。 3. 改良體長度〈空削及灌漿長度〉。 4. 漿液開始注入及停止注入之時間。 5. 灌漿泵注入壓力及流量。 6. 材料前日存量進貨數量、已使用數量、累計使用量、本日使用量、剩餘數量。 7. 每日改良孔數〈米數或灌漿量〉。 8. 每日作業人數、使用機械數量。 五、灌漿異常狀況應變措施 為在地盤處理執行過程中，考慮所有可能產生的各種不正常狀況，做最完善之處置，特將可能遭遇之情形及應變措施，獨立成本章節，作為施工過程參考。(一) 灌漿壓力驟然提高 灌漿作業時，如有壓力驟然提高時，此時壓力泵配備之安全閥將自動減壓，此狀況流量必將減至極低，代表有塞管狀況須隨即停止灌漿泵之運轉，將壓力洩除，再取出鑽桿視其出口狀況，俟排除不正常因素後再行鑽孔及灌漿作業。 (二) 壓力驟減或流率驟增 灌漿過程中，如有壓力驟減或流率驟增之狀況時，表示有破管、斷管或增壓座損傷所成，須以清水打入管內將管內硬化漿清洗乾淨，將鑽桿升起並檢視其破管位置，迅速以換管或更換增壓座、鑽頭等之動作排除故障因素，重新鑽孔至原停止灌漿深度後，回覆灌漿動作。 (三) 道路及鄰近結構物發現明顯裂縫 灌漿施工時，如發現鄰近結構物或道路產生裂痕及冒漿，應立刻停止灌漿，先以修補方式即刻處理，再行檢討原因及對策後，才可施工。 (四) 保護及清理 鑽孔及灌注過程中，應預防鑽孔渣、機械廢油、污水及廢漿等污損環境及永久工程設施，俟灌漿完成後，需清理一切有關之廢棄物。 六、施工動線與交通維持 本案施工區域位於內壢交流道中園陸橋旁，對當地交通影響甚小。地盤處理作業對工區外交通之影響，主要在於車輛進出時交通之維持，為保持交通順暢，車輛進出時必須派遣人員進行交通指揮，以對交通之衝擊減至最低。 另外作業所需使用之發電機、灌漿泵浦、拌合桶等，對工區內之動線影響亦大。綜合地盤處理施工期間，影響交通動線之主要項目約有下列幾點： (一) 機具物料進場 (二) 土車進出 (三) 拌漿中心作業場地位置規劃 拌漿中心作業場地佔用工區一定面積(約10m×15m)，茲將各階段分述如下： 1. 進場：相關機具設備進場，預計2~3車次，停留工區時間約1小時。 2. 中期(工作面展開)：水泥補料各車停留工區時間約0.5~1小時。 3. 後期(撤離及場地移交)：機具及附屬設備分次退場，預計2~3車次，各車停留工區時間約1小時。 進、離場時，照例派遣人員執行交通指揮、道路清洗、周圍環境維護等工作。若於夜間進場，亦需加設警示設施及人員指揮，以維安全。 七、安全衛生與環保 (一) 安全衛生重點遵照安全衛生計劃，於地盤改良工程進、離場及打設期間，著重下列數點應執行事項： 1. 施工期間，應依交通維持計劃規定設置交通號誌、分道線及交通標誌。 2. 進、離場時，派遣人員執行交通指揮、道路清洗、周圍環境維護等工作。若於夜間進場，將加設警示設施及人員指揮，以維安全。 3. 機具操作期間派遣人員擔任指揮工作，確保操作半徑內無人員及障礙物。 4. 施工機具需實施定期檢點檢查及保養。 5. 考量施工對鄰近區域環境之影響，擬使用低噪音及低振動之施工機具，並配合機具放置位置或架設擋板等，以降低噪音量，另加強機具維護，以降低機具廢氣之排放，維持鄰近區域空氣之品質。 6. 特別注意溢流出地面之廢漿、廢土，不得落入道路、鄰房或其他影響他人之結構物或工區範圍，廢漿若有落入鄰近路面、人行道及排水溝之狀況，應立即以清水洗，若為廢土則需立即加以清除，並以清水加以清洗；若無法立即加以清除，亦需以沙袋予以阻隔，待施工到一段落循上述方式立即予以清理。 7. 工作區進行地盤處理時，特別注意避免廢液流入人行道及附近路面，並防止因隆起造成路人不便。另於施工過程中隨時派員於作業區外圍巡視。 8. 工作區之施工車輛出場時，應以施工用清水清洗車輛及路面，避免造成環境污染。 八、其他注意事項 (一) 探管應注意事項管線試挖前，應根據所取得之地下管線資料，以挖土機小心探挖，並配合人工圓鍬，探查管線位置至完全露出，並確定下方已無任何管線為止，如探挖時有損及管線之實應立即向業主現場工程師及有關單位報告，並即迅速搶修，以免影響民生所需。探出之管線如有必要須加強其保護措施，如吊掛等。 (二) 本工區如有涵管下方地盤改良之處理 如於探管時，遇有較大之涵管，以不破壞現有管線為原則，將確定涵管之尺寸並於圖上放樣，作斜角度施作分配圖施做。 (三) 廢漿、廢土處理 暫存於污泥坑，待廢漿乾凅後以土車運離工區。 九、效果驗證 改良後土體之滲透效果值須達設計圖說之要求，並於潛盾鏡面開鑿作業時，不致發生外側土壤崩落及水砂大量滲流等狀況，以利隧道工程得以安全順利進行。(一) 改良後土體之透水性試驗 以現場變水頭透水性試驗測試後改良土體之滲水性，以透水係數K值須符合 K﹤1×10-5cm/sec。 十、結語 本工程案利於地盤改良工作完成後，經鏡面破除，驗證地盤改良效果良好，圓滿達成工作任務，可見淺盾工法中之到達、出發坑道地盤改良工作採用本環塞低壓灌漿工法，有其前瞻性，特此為文詳實紀錄，供業界參考指教。最後，有關技術及指導，皆由恆毅地工技術服務有限公司之協助，在此一併致謝。￭ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
