臺灣博碩士論文加值系統

潛盾隧道測量作業在整體施工作業中佔重要部分，掘進線形錯誤時將衍生許多問題，尤其捷運系統中潛盾隧道掘進作業，比一般汙水管線或台電管線需要更高的測量精度，但有時是人為因素造成線形誤差過大影響出坑精度，必須再花費更龐大人力與物力完成線形修正作業，並影響下一階段工期。
本研究主要針對捷運潛盾隧道掘進時如何做好線形管理，將實際掘進後所配置環片中心位置控制在10公分誤差範圍內，但依目前捷運標準隧道外徑為6.1公尺潛盾機外徑約為6.24公尺而言，要能準確控制在規範值內並非易事，所以捷運工程合約內潛盾設備採購規範中註明須備有自動掘進管理系統。
自動掘進管理系統包括陀螺儀系統與雷射經緯儀系統，此兩種系統在使用功能上略有不同，但使用方式卻大不相同，如何正確使用上述兩套系統並利用人工測量方式檢核校正，以及人工測量方式的重複計算工作，如何利用電腦程式計算並迅速完成掘進指示書編寫，是本文所研究的目的。
目前國內捷運潛盾隧道都是與日商聯合承攬，線形控制技術都掌握在日人手裡，而國內工程師僅負責將現場測量工作，實際環片配置與掘進指示書編寫計算，日商並不願意技術轉移，希望本文能對國內潛盾施工技術能有實質提升。

Shield tunnel survey is a crucial part of underground tunneling operation. Many problems may arise when the heading alignment is incorrect. In particular, the shield tunnel heading in Metro system requires higher survey accuracy than typical sewerage or power mains pipeline. However, human factor sometimes creates a large error that leads to inaccuracy of tunnel. Alignment correction requires more manpower and resources to perform, and the following stage of construction is likely to be delayed.
The study investigate techniques in performing the alignment management well in shield tunneling in Metro system. The center of lining sections set after heading is controlled within a tolerance of 10cm. However, it is very difficult to do so given that the outer diameter of a standard Metro tunnel is 6.1m and that of a tunnel boring machine is 6.24m. That is why it is specified in the Metro construction contracts that a tunnel boring equipment requires automatic tunneling management system.
The automatic tunneling management system consists of a gyroscope and automatic survey systems, both of which may be slightly different in their functions but totally different in the way they are used. The study investigate how to use both of the above systems correctly and calibrate them with manual measuring, the repetitive calculations in manual survey, and how to introduce computer programs and complete tunneling instructions quickly.
At present, most of Metro shield tunnels in Taiwan are done by joint venture with Japanese companies, which means that the technology for alignment control is kept in their hands, while Taiwanese engineers are only in charge of surveying. The Japanese companies are reluctant to provide details on lining installation and the development of tunneling instructions. Hopefully, this study will provide certain improvement for the shield tunnel construction technology in Taiwan.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機及目的 1
1.3 研究方法與流程 2
第二章 潛盾隧道測量文獻回顧 4
2.1 地面控制測量 4
2.2 隧道控制測量 6
2.2.1 工作井基準點導入測量 6
2.2.2 隧道內控制測量 6
2.3 掘進管理測量 7
2.3.1 潛盾機測量 8
2.3.2 環片測量 8
2.4 隧道貫通測量 8
2.4.1 基準點閉合測量 9
2.4.2 隧道收方測量 9
2.4.3 淨空分析與重新定線 10
2.4.4 竣工測量 11
第三章 導線延伸與人工測量 12
3.1 導線延伸測量 12
3.2 平面控制點測量 12
3.2.1 精密導線點測量 12
3.2.2 施工控制點測量 13
3.2.3 平面控制點檢測成果分析處理 13
3.2.4 平面導線平差方式 13
3.3 水準點測量方式 14
3.3.1 永久水準點測量 14
3.3.2 施工水準點測量 14
3.3.3 水準點檢測之成果分析處理 14
3.3.4 水準導線平差 15
3.4 隧道內永久基準點引測 15
3.5 工作井下方基準點引測 15
3.5.1 平面座標引測 15
3.5.2 水準引測 16
3.6 潛盾機與環片位置測量 17
3.6.1 橫距尺方式測平面位置 17
3.6.2 水準儀測高程 18
3.6.3 機頭與盾尾位置計算 19
3.6.4 兩點稜鏡方式測潛盾機位置 20
第四章 潛盾自動線形管理系統 22
4.1 陀螺儀系統 22
4.1.1 系統說明 24
4.1.2 潛盾機掘進位置計算原理 35
4.1.3 線形管理作業 38
4.1.4 目標修正作業 43
4.1.5 目標值修正後實際操作執行 43
4.1.6 潛盾機姿勢角和前進方向的關係 45
4.1.7 補償修正 46
4.1.8 傾向角關係式 47
4.1.9 補償基準與傾向角螢幕輸入 48
4.2 雷射經緯儀系統 50
4.2.1 系統說明 50
4.2.2 功能說明 57
4.2.3 線形管理前置作業 67
4.2.4 偏差量計算方式 70
4.2.5 線形管理作業 70
4.2.6 自動測量儀器轉點移位 78
4.2.7 稜鏡3D座標轉換計算分析 79
4.2.8 陀螺儀與雷射經緯儀系統比較 84
第五章 設計線形計算原理與異型量分析 85
5.1 設計線形計算 85
5.1.1 直線段平面座標 85
5.1.2 緩和曲線平面座標 89
5.1.3 圓曲線段平面座標 92
5.1.4 隧道中心高程 92
5.2 異型環片組裝分析 95
5.2.1 異型環片改變量計算原理 96
5.2.2 異型環片改變量計算方式 98
5.2.3 下一環環片中心座標與高程計算 100
第六章 人工方式線形管理 102
6.1 線形管理前置作業 103
6.1.1 環片設計中心平面座標計算 103
6.1.2 環片設計中心高程計算 105
6.1.3 合併各線段環片中心設計值 105
6.1.4 預先配置環片並統計生產數量 105
6.2 線形管理 117
6.2.1 人工測量數據輸入與輸出 117
6.2.2 環片實測與設計中心偏差量 118
6.2.3 最終環方位角及坡度值修正 118
6.2.4 環片組裝計畫 118
6.2.5 潛盾機行進計畫 118
6.2.6 掘進指示書 119
6.3 隧道貫通後線形偏差分析(捷運案例) 130
6.3.1 案例基本線形資料 130
6.3.2 案例比對分析 131
第七章 結論與建議 140
7.1 結論 140
7.2 建議 141
參考文獻 142

[1] 王鎮宇，潛盾隧道測量施工計畫，泛亞工程建設，2003。
[2] 方永壽，捷運隧道施工技術規範之研討，科技圖書股份有限公司，1998。
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[5] 李行，潛盾隧道測量檢測作業，捷運技術第19期，1998。
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[10] 龔昶榮，潛盾隧道工程測量，捷運技術，2001，pp.185~194。