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研究生:王振培
研究生(外文):Chen-Pei Wang
論文名稱:水平灌漿地盤改良工法應用於軟弱黏土隧道之研究
論文名稱(外文):Research on the level grouting method for weak soil tunnelling
指導教授:馮道偉馮道偉引用關係
指導教授(外文):Tao-Wei Feng
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:水平地盤改良潛盾隧道雙柵管灌漿軟弱黏土層
外文關鍵詞:ground improvementlevel grouting
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摘要

關鍵詞:水平地盤改良、雙柵管灌漿、潛盾隧道、軟弱黏土層

國內各項土木或建築工程如於地質狀況不佳之區域施工,都將土層地質改良列為優先處理項目,以利後續工程之進行。於軟弱黏土層進行地盤改良已有許多工法可供參考使用,然臺北捷運內湖線CB420區段標為國內首宗潛盾隧道穿越機場下方之工程,需施作一座上下線隧道間聯絡通道作為緊急避難之用,因施工區域於臺北松山機場下方之位置特殊,且受限飛航管制嚴謹條件,無法在地面上以傳統方式向下施作灌漿以進行土層之改良,乃需在已完成潛盾隧道內以水平灌漿之方式進行土層改良施工,本研究介紹在日本發展多次使用之雙柵管灌漿工法,其應用在松山機場停機坪下方,潛盾隧道上下行線間聯絡通道施作前之地盤改良灌漿。
松山機場地盤屬臺北盆地基隆河底軟弱粘土層,本研究先說明此種雙柵管灌漿地盤改良之施工程序方法,再檢視經灌漿改良後之黏土層強度及對機場滑行道停機坪之前後影響。文中敘述雙柵管灌漿工法地盤改良範圍,灌漿部位施作順序、材料配比、使用機具設備、灌注量等,至整體的施工程序及步驟內容,並於地盤改良灌漿作業中輔以各項監測儀器,用以觀察聯絡通道施作中各種之變化情形。
在聯絡通道地盤改良完成後進行結構開挖施工,檢視黏土層在改良後其緊密度,經取樣土體平均單軸抗壓強度達523 kPa(5.23 kgf/cm2),符合CB420區段標施工技術規範200 kPa(2 kgf/cm2)以上強度目標,顯示雙柵管灌漿地盤改良工法於軟弱黏土層中施作效果良好,可為爾後遇有類似地質條件及工程因素時參考所用。
ABSTRACT
Keywords:ground improvement, level grouting
Many domestic constructions carried out in poor geologic conditions have taken the ground improvement as the first item of treatment, for the convenience of follow-up item.In the flabbiness stick to a soil layer carry on site improvement already have many work methods can be provided as reference usage, however Taipei mass transit Nei-Hou line CB420 block mark for domestic the shield tunnel cross an airport under it engineering, need to make an upper bound and a lower bound tunnel,and a connoction for averting imminent danger, because of construction district in Taipei Sungshan airport under it position special, and be subjected to only for flights careful condition, can't on the ground in traditional way get down make infuse syrup with carry on a soil layer of improvement is needing in already the completion the shield the tunnel infuse syrup by level of the way carry on a soil layer improvement a construction, this research introduction in Japan develop many usages of the double grid tube infuse syrup work method, its application is in Sungshan of airport apron under, shield tunnel up and down go a line contact channel site provement before making infuse syrup.

Airport site in Sungshan belongs to Taipei bottom of river in basin Keelung weak glue a soil layer, this research first explains this kind of pair grids tube infuses syrup site improvement of construction procedure method, then examine through infuse syrup to influence after improving the back it sticky the soil layer the strength and the rightness taxiway apron in the airport before.The description double in text grid tube infuses the improvement scope of the syrup work method site, infusing syrup part to make in proper order, the material go together with a ratio, use a machine tool equipment and infuse amount of Zhu etc., go to whole construction procedure and step content, and infuse syrup to assist with various monitors in the homework in the site improvement, in order to observe contact channel to make win various variety situation.

BE contacting the improvement completion of the channel site juniors to go structure to open to dig a construction, examine sticky the soil layer is after improving its close degree, through take out to measure sampling the soil body average strength to reach to a 523 kPa(5.23 kgf/cm2), really reach construction technical specification big is 2 strength targets in the 200 kPa(2 kgf/ cm2), the manifestation double grid tube infuse syrup site to improve a work method in the flabbiness sticky in the soil layer make result good, also very suitable for of special geography make, there is the advantage of construction convenience, can for thereafter meet similar geology condition and geography environment factor reference use.
目錄
摘要 i
ABSTRACT iii
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 內容組織 2
1.4 研究流程 3
第二章 文獻回顧 5
2.1地盤改良之設計 5
2.2地盤改良灌漿工法之分類 6
2.3高壓噴射灌漿工法 8
2.4低壓灌漿工法 9
2.5雙環塞灌漿工法 11
2.6臺北捷運工程施工案例 12
2.7日本施工簡介 12
第三章 工程概述 18
3.1 施工範圍 18
3.2 施工區域條件 19
3.3 工程地質概況 19
第四章 水平灌漿地盤改良應用 25
4.1工法說明 25
4.2施工步驟 26
4.3設置地盤改良解壓區 26
4.4灌漿孔配置 27
4.5灌漿材料配比 27
4.6灌漿施工流程與步驟 28
4.7灌漿時地盤沉陷之監測 29
第五章 地盤改良效果驗證 54
5.1土壤強度 54
5.2土層改良區開挖 55
5.3土層改良區開挖時地盤沉陷之監測 56
第六章 結論 76
參考文獻 78


表目錄
表2.1 台灣地區雙環塞灌漿工法主要應用案例 14
表4.1 雙柵管灌漿施工參數 32
表4.2 灌注機具設備 32
表4.3 灌漿材施工數量總表 33
表4.4 第一次灌注配比 33
表4.5 第二次灌注配比 33
表4.6 灌漿施工管理 34
表4.7 人工量測頻率表 34
表5.1 土壤試體強度比對表 58
表5.2 土壤試體抗壓報告 59





圖目錄
圖1.1 研究流程圖 3
圖1.2 捷運內湖線工程範圍 4
圖2.1 二重管灌漿工法 15
圖2.2 三重管灌漿工法 15
圖2.3 雙環塞灌漿示意圖 16
圖2.4 雙環塞灌漿工法施工順序示意圖 16
圖2.5 ユニパック工法 トンネル内水平注入施工例 17
圖3.1 內湖線CB420區段標施工範圍區域 22
圖3.2 臺北捷運內湖線區域地質圖 22
圖3.3 內湖線CB420區段標潛盾隧道地層剖面圖 23
圖3.4 聯絡通道地盤改良區域補充地質土壤調查柱狀圖 24
圖4.1 灌漿機鑽孔 35
圖4.2 灌漿機具泵浦 35
圖4.3 CB混合攪拌機 36
圖4.4 電磁流量計 36
圖4.5 灌漿分流計 37
圖4.6 隧道八角內支撐 37
圖4.7 隧道內上行線雙柵管灌漿孔位圖 38
圖4.8 隧道內下行線雙柵管灌漿孔位圖 38
圖4.9 鑽孔及注入管埋設流程 39
圖4.10 灌漿流程 40
圖4.11 臺北松山機場模擬圖 41
圖4.12 地盤改良解壓區示意圖 41
圖4.13 灌漿管長度剖面示意圖 42
圖4.14 地盤改良範圍區域示意圖 42
圖4.15 灌注量檢核圖 43
圖4.16 雙柵管灌漿剖面施工順序示意圖 43
圖4.17 鋼製灌漿外管及雙環塞灌注內管 44
圖4.18 雙環塞深入鋼製灌漿外管進行灌注作業 44
圖4.19 地盤改良區域上方監測儀器設置剖面示意圖 45
圖4.20 地盤改良區域上方監測儀器點位佈設圖 46
圖4.21 聯絡通道上方SB三點地表沉陷/隆起歷時圖 47
圖4.22 κ斷面地表沉陷/隆起歷時圖(相對地改前) 48
圖4.23 γ斷面雙隧道中心地表沉陷/隆起歷時圖(相對地改前) 49
圖4.24 滑行道下行側地表沉陷歷時圖(相對地改前) 50
圖4.25 滑行道上行側地表沉陷歷時圖(相對地改前) 51
圖4.26 地盤改良區域上方地表隆起等勢圖(相對地改前) 52
圖4.27 水壓計歷時變化圖(相對地改前) 53
圖5.1 土壤透水流量測試 60
圖5.2 地盤改良後取樣之土壤試體 60
圖5.3 取樣之土壤試體 61
圖5.4 土壤試體之抗壓試驗 61
圖5.5 土層取樣試體強度分析 62
圖5.6 聯絡通道臨時安全閘門 62
圖5.7 安全閘門之土層狀況 63
圖5.8 聯絡通道開挖及鋼模組立施工順序 64
圖5.9 聯絡通道上半部弧形鋼環組立 65
圖5.10 聯絡通道內部臨時支撐 65
圖5.11 聯絡通道開挖出土 66
圖5.12 聯絡通道內部防水膜鋪設 66
圖5.13 聯絡通道上半部鋼筋組立 67
圖5.14 聯絡通道仰拱鋼筋組立 67
圖5.15 聯絡通道開挖斷面示意圖 68
圖5.16 聯絡通道圖整體施工時程 69
圖5.17 κ斷面地表沉陷歷時圖(相對開挖前) 70
圖5.18 γ斷面雙隧道中心地表沉陷歷時圖(相對開挖前) 71
圖5.19 SIS5007土層側向位移歷時圖(相對開挖前) 72
圖5.20 SIS5009土層側向位移歷時圖(相對開挖前) 73
圖5.21 VG支撐應變計歷時圖(相對開挖前) 74
圖5.22 EXM地表沉陷歷時圖(相對開挖前) 75
參考文獻
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地工技術第108期,”聯絡通道的地盤改良與施工”,第81-90頁,
民國95年6月。
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