潛盾施工近接段及淺覆土段地盤改良與止水灌漿

都會區潛盾掘進低壓灌漿地盤改良

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1.工程背景

某都會區捷運系統採用潛盾工法施工，為保障橫渡線工作井破除鏡面及掘進至淺覆土段時，不會因為漏水漏砂及穿越地下水介面時造成淺埋地下管線及鄰近建築物受損，擬於預定開口與潛盾隧道銜接處周邊地層及淺覆土區域進行地盤改良，以利潛盾施工順利進行。

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2.解決方案

經過主辦單位、設計方與專業廠商會同勘查與研商後，擬定地盤改良與止水灌漿方案如下：

(1)為避免都會區施工傳統高壓灌漿設備作業面積過大及工址複合地層高壓灌漿成型不均勻等困擾，擬採用低壓灌漿方式進行地盤改良

(2)運用可重複灌注不同漿材且於施工過程可進行補灌的地盤改良技術施行

(3)灌漿後須達到複合地層止水與強度均勻化效果，同時降低穿越地下水位介面隧道周邊有效應力變化影響

(4)改良效果需達到降低未來淺層管線開挖或周邊建築物改建對潛盾隧道的影響。

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3.施工設計

經專業評估分析，本工程需要執行地盤改良範圍，近接段長度約10m、淺覆土段長度約100m，整體施工範圍約110m(L)×16.1m(W)。相關施工設計如下：

(1)為減少影響交通，施工範圍劃分為工作面近階段1區、淺覆土段10區，共11區塊，採用半半施工方式分區灌注

(2)施工前先進行分區試挖，試坑寬度1m、深度1.5m、改良範圍周邊沿施工圍籬內縮50cm試挖，區塊內部短向間距10m間距試挖

(3)採用可灌注不同漿材及事後補灌的雙環塞工法@0.33m深度進行施工，灌漿壓力約初始壓力+50~200 kPa，可依現場反饋壓力及漿液流量適度調整

(4)依次灌注水泥皂土漿(CB漿)填充並適度擠壓地層軟弱帶、長效型低鈉矽酸鈉化學漿(SSA)提升地層凝聚力並達到止水效果，另視各階層灌注終壓評估補灌漿作業

(5)佈孔間距以@1.33m梅花形交錯排列為主，可視現場條件適度調整

(6)灌注完成後運用現場透水試驗進行成果檢核，成果不符合1×10^-5cm/sec區域採用劈距法補充灌注。

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4.施工過程

因為本工程位於都會區，地下新舊管路縱橫，試挖時耗費較多人力與工時。此外，由於施工位置交通繁忙，安全圍籬僅能依照各分區條件爭取到18m×9m、9.5m×20m、8.0m×20m等規模面積，施工過程機具、材料運作及堆置略顯緊湊，必須事先縝密規劃並與各單位協調。其餘執行過程，因本案採用的雙環塞工法已臻成熟，操作上並無特殊困難，惟於不同地層灌漿壓力、流量需要專業工程師依照自動記錄反饋數值與周邊監測結果即時研判調控，以達到最佳地盤改良效果。

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5.執行成果

透過各單位協同配合下，雖然因為工址用地限制及管線調查耗費較多前期作業時間，但仍依據要求進度陸續完成施工。經現場透水試驗及補充灌注加固後，灌漿成果達到合約要求。且經後續施工過程驗證，雙環塞低壓地盤改良可以有效達到地層強度均勻化與止水功能，順利完成潛盾施工近接段及淺覆土段地盤改良與止水灌漿工作。

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