新建功能性地下洞道豎井潛盾機到達端地盤改良

高壓噴射灌漿工法地盤改良與止水應用

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1.工程背景

某新建功能性地下洞道採用潛盾工法施作，為保障潛盾機推出豎井鏡面時的施工安全，規劃於鏡面及其周邊進行地盤改良，以提升土壤強度、地層止水性及均勻性。主辦單位於確定承包廠商後，特責成施工單位預先規劃施工方案，並於主辦方與設計單位審查通過後交付執行。

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2.解決方案

本工程地盤改良灌漿作業均依據內政部國土管理署(原營建署)工程技術規範「第02341章-地盤灌漿處理」與經濟部水利署施工規範「第02414章-潛盾工法隧道開挖」內容進行規劃與作業，惟實際施工作業時若遭遇困難，將視現地實際情況或監造單位指示適度調整施工方式。相關解決方案分別如下：

(1)評選適當的地盤改良方式

(2)依照規範設定改良後地層透水係數及土體抗壓強度

(3)地盤改良現場作業

(4)進行垂直及水平透水試驗

(5)鑽心取樣進行單軸抗壓試驗

(6)試驗未達標準位置進行補充灌漿

(7)補充灌漿及試驗通過後，試驗孔填充灌漿。

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3.施工設計

地盤改良深度約於地層GL-16.8m~GL-27.0m之間，施工範圍內多為粉土質砂層夾少量粉土質黏土層，地下水位約於GL-1.90m ~ GL-2.30m。為確保改良後地層之均質性，配合改良範圍地層特性及規範要求，選擇採用JSG高壓噴射灌漿工法進行地盤改良。相關施工設計要點如下：

(1)依照設計圖說，於豎井鏡面後方放樣改良區域及佈孔位置

(2) JSG改良後土體滲透係數k值不大於1×10^-5cm/sec或試水時每孔出水量不大於100ml/min

(3)改良後土體單軸抗壓強度，砂土大於2000kPa，黏土大於1000kPa

(4)依照設計依序施作高壓噴射改良樁，過程中若遭遇鑽進困難、地中障礙物或迴漿異常，立即報請承辦單位依現場條件適度調整

(5)改良成果檢測，改良體垂直向連續取樣不小於3孔、改良區域中心垂直向透水試驗不小於3處，並依合約數量穿入改良土3m進行水平透水試驗。水平透水試驗時，滲出水不得夾帶砂土

(6)檢測未達標準處，採用LW漿(水泥化學漿)進行補灌，並於養護期後再度進行相關試驗

(7)各項試驗達到設計標準後，試驗孔採用LW漿材，以不大於500kPa灌注壓力充分填充。

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4.施工過程

因為施工位置位於濱海區域，地層具有鹽鹼特性，施工過程常用的#3矽酸鈉添加劑固化效果不佳，須採用#5矽酸鈉或SSA低鈉矽酸鈉替代。此外，本區域砂土地層蘊含水受潮汐及海水入侵影響，為達到高壓灌漿成型效果，水泥漿材水灰比需要酌量降低。遭遇黏土夾層時，亦需適度調整各項灌漿參數，以達到良好地盤改良成果

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5.執行成果

由於本工程改良深度較深且地層含鹽鹼特性，施工初期需要進行較多的參數調整測試，後期檢驗時亦須對於未達設計規定位置嚴謹進行補充灌漿與檢測。在承辦單位與專業廠商通力合作下，最終克服各項影響條件，成功達到相關設計要求，順利完成新建功能性地下洞道豎井潛盾機到達端地盤改良工作。

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