加固隧道破碎帶抽坍整治

複合式隧道止水加固技術

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1.工程背景

某新建隧道掘進過程遭遇破碎帶，導致隧道頂拱及人行橫坑內發生坍方、湧水情形。由於本區段屬於武塔片岩地層，主要組成物為葉理發達自持性差的矽質片岩夾黑色及綠色片岩，容易受開挖解壓擾動影響。抽坍後，施工單位為避免災害擴大，並保障施工安全，特別緊急委託設計單位進行搶險規劃並招募專業廠商執行。

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2.解決方案

經各專業單位現場勘查後，訂立「先期保護」、「前方加固」、「遠排近灌」、「先撐後挖」、「隨挖即襯」的執行原則，並制定解決方案如下：(1)以先進支撐及灌漿工法為主，排水工法為輔，逐步通過破碎帶；(2)抽坍區岩盤固結灌漿配合先撐管冪支撐系統，依不同範圍不同深度進行順級灌漿；(3)採用凝結時間可調整，且具備止水、加固功能的聚胺酯樹脂進行抽坍區填充，降低復工時二次破壞風險；(4)未抽坍區域周圍岩盤與岩碴土心以LW漿液進行大範圍加固；(5)復工時遭遇破碎區域，可先鋪設一層點焊鋼絲網並加噴鋼纖噴凝土後，再以自鑽式岩栓進行徑向LW漿液灌注，系統性進行隧道周圍固結灌漿。

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3.施工過程

為能使漿材均勻分布到岩層縫隙同時防止坍孔，施工時主要以50mm直徑衝擊式鑽機引孔再插入自鑽式岩栓搭配順級灌漿進行作業，灌漿順序以劈距法（Split Method）施灌，單數孔鑽灌完成後再進行雙數孔鑽灌。抽坍區周邊因為地下水量豐沛，為避免漿材流失，採用微膨脹聚胺酯樹脂漿材搭配直徑4”鑽孔及直徑0.5”集束灌漿管進行孔口封塞管冪灌漿及地盤改良。

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4.執行成果

本次隧道頂拱歷經兩次抽坍，幸好規模與範圍均得以控制，雖然出水量龐大，但並未造成無法整治狀況。在緊急抽水防止襯砌泡水軟化，再經支保及噴凝土加固後，鑽灌工作得以順利進行。依照設計完成灌漿加固及管冪設置後，報請主管單位、施工單位及各專業單位會同查驗，確定隧道安全性已達繼續施工標準後，施工單位通過抽坍區向前繼續掘進，順利完成隧道破碎帶抽坍整治工作。

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