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潛盾隧道施工遭遇卵礫石地盤引致之地盤沉陷案例研究

為了解決smax線路圖的問題，作者陳柏碩 這樣論述：

摘要本研究蒐集國內外遭遇卵礫石地盤之潛盾隧道施工案例，探討潛盾機於高透水及高強度卵礫石地盤施工之特殊考量。依據現地監測資料評估潛盾隧道於卵礫石地盤施工引致之最大地表沉陷量Smax。本研究並探討以雙曲線模式於卵礫石層潛盾施工造成地表沉陷歷時曲線之適用性，獲得以下各項結論與建議。（1）新竹新工高壓電纜線洞道工程與桃園國際機場捷運工程施工案例皆發現，潛盾機切刃轉盤嚴重磨損位置皆發生於面盤中心向外約2/3R處，研判其原因，卵礫石受切刃盤旋轉切削掘進之影響，導致開挖面上部周圍卵礫石向下崩落，由於螺運機取土口位於切刃盤中心線之後方，崩落之卵礫石逐漸向切刃盤中心線集中，並造成切削切刃嚴重磨損。建議在日後設

計切刃旋轉盤時可加入考量此特殊之切刃盤磨耗行為。（2）於所蒐集之17個案例中，潛盾隧道施工遭遇卵礫石地盤造成之最大地表沉陷範圍僅為11~28 mm，明顯小於Fujita提出潛盾機在砂土層與黏土層開挖造成之最大地表沉陷範圍。（3）採用密閉式潛盾機（泥水式與土壓平衡式潛盾機）施工，本研究所蒐集15個案例之深徑比（Z/D）介於1.17至3.44間，隨著潛盾隧道深徑比Z/D之逐漸增加，正規化最大地表沉陷量Smax/D有逐漸減小之趨勢。這是由於當潛盾隧道位置愈深，隧道上方覆土層之拱效應愈強烈，因此開挖對隧道周圍土體所造成的擾動，傳遞至地表面者明顯減少，因此施工導致地表沉陷量越小。此外，本研究發現開挖地盤

之含卵礫石量越高，隧道直徑D越小，潛盾施工所導致之地表沉陷量越小。（4）依據密閉式潛盾機於卵礫石地盤之施工案例，本研究提出下列經驗式評估施工造成之最大地表沉陷Smax：( Smax/D ) × 100 = 0.62 - 0.12（Z/D）。當設計者得知潛盾隧道深度Z與隧道直徑D時，可依此經驗公式初步預估在卵礫石地盤潛盾施工造成之最大地表沉陷量Smax。沉陷量可作為評估隧道沿線建物保護設計之參考。（5）由國內案例之監測地表沉陷對時間資料得知，潛盾機在卵礫石地盤施工引致隧道中心線上方之地表沉陷歷時曲線，可以下列雙曲線關係 加以模擬，其中a及b為雙曲線參數。（6）潛盾隧道案例之國內現地監測資料顯示，

土壓平衡式潛盾機在卵礫石地盤施工造成之地表沉陷，大部分在潛盾機盾首通過後10天至30天內完成。

以經驗方法評估潛盾隧道施工遭遇卵礫石地盤引致之地表沉陷

為了解決smax線路圖的問題，作者林卓民 這樣論述：

根據現地監測資料，本研究探討潛盾隧道施工國內外遭遇卵礫石地盤造成之地表沉陷歷時曲線及地表沉陷槽。本研究探討利用雙曲線模式模擬地表沉陷歷時曲線之適用性。本研究探討潛盾隧道於卵礫石地盤施工引致之地表沉陷槽寬度i值及最大地表沉陷量Smax，並獲得以下各項結論。1.桃園國際機場聯外捷運系統CU02A標；潛盾隧道施工遭遇地層之卵石含量為55%，礫石含量為30%，砂之含量為11%，粉土及黏土含量為4％，此地盤含量最多的是卵石，其餘為礫石土壤，故此土層稱為卵礫石土壤（Cobble and Gravelly Soil）。2.大部分地表沉陷在潛盾機首通過後10天至30天內完成。潛盾隧道施工引致隧道中心線上方之

地表沉陷歷時曲線，可以使用雙曲線關係加以模擬。3.潛盾隧道施工所產生之沉陷縱剖面可分為六個階段，分別為：(1)先行沉陷、(2)開挖面到達前擠壓隆起、(3)開挖面前地盤損失、(4)盾身通過造成之沉陷、(5)盾隙閉合沉陷、及(6)後續沉陷。4.地表沉陷槽可使用常態分佈曲線模擬。隧道中心線深度愈深，潛盾隧道造成之地表沉陷槽寬度則愈寬。在地下水位以下之卵礫石土層開挖潛盾隧道引致之沉陷寬度，較於砂土層及黏土層開挖隧道造成之沉陷槽為寬。5.地表最大沉陷量Smax範圍僅2.8~9.0 mm，明顯小於砂土及黏土層造成之最大沉陷範圍，推測其原因，由於卵礫石地層勁度模數大、剪力強度高，及自立性高，因此潛盾機掘進時

造成地表沉陷Smax比於其它土層造成者小。