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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐啟浩
研究生(外文):Chi-Hao Hs
論文名稱:后里地區卵礫石層中開放式潛盾施工之探討
論文名稱(外文):Construction in Gravel Formation Using Open Face Shield Tunneling Method in Howli
指導教授:徐松圻徐松圻引用關係
指導教授(外文):Sung-Chi Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:卵礫石層隧道開放式潛盾機
外文關鍵詞:Open Face Shield Tunneling MethodTunnelGravel Formation
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摘要
近年來,由於台灣社會經濟蓬勃發展,各項科技日益創新與精進,帶動營建施工機具及技術不斷更新,其中又以政府國家基礎建設及重大經濟建設的推動,對營建工程業的影響最為直接。都市公路交通網之規劃及建構往往為人口密集地區佈設路線,道路及橋梁工程的建造方式,也都儘可能靠近都市或鄉鎮構建。而潛盾工法主要用於大都會區人口密集、高樓矗立等諸多不利建構因素下之施作工法,已成為一能減少影響地面交通、施工迅速且較無環境污染之先進地下施工法之一。本論文研究目的在潛盾施工法與施工管理步驟,對於施工實務運用期能進一步實現管建自動化管理,以縮短工期、降低造價,且施工之週期性,期能提昇國內潛盾施工技術與施工品質。
本研究針對中部科學工業園區后里園區放流管工程中潛盾隧道段進行現地的地質調查及案例蒐集,潛盾機機型(開放式潛盾機之構造)在施工現場遭遇之困難及解決對策等。現階段平均每日24小時作業可完成2.6環之組立,若無地下水、大於ψ800mm巨石打除及開挖面坍落等問題,每日應可達到4.4環以上之組立。
開放式潛盾機施工與密閉式潛盾機之施工法有極大之差別,期望本研有助於未來開放式潛盾機在卵礫石層中之施工做為參考。
Abstract
The vigorous economic growth and fast development of technology in Taiwan recent years has pushed forward the construction machines and technology continuously up to date. The development and investment of basic infrastructures and economic policy by the government will have the direct impact on construction engineering. The planning and construction of the network of communication lines, such as routes, roads, and bridges, usually placed inside or close to a city or the populated areas. In order to minimize the impact of traffic on the ground, to ensure the construction rate, and to reduce the environmental pollution, the shield tunneling method is one of the common methods used for the underground construction in a populated city. Therefore, the objectives of this study are to work on the construction method and management for the open face shield tunneling method, and to fulfill construction automation, shorted construction time and cost to enhance construction technology and quality in the future.
This research collects the site geotechnical exploration, construction data, machine types, encountered difficulties, and solution for the difficulties using open face shield tunneling method for waste water outflow pipeline of the Holi base of the Central Scientific Park. The results show that the average construction rate is about 2.6 rings per day, i.e. 24 hours. If there is no groundwater inflow, no boulders greater that 800 mm, and no cave in from the face, segment of 4.4 rings can be assembled per day.
There is dig difference between open face and closed face shield tunneling machines, thus, the results of this study hope to give as a reference for the tunneling construction in gravel formation in the future.
主目次 頁次
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
誌謝 Ⅲ
主目次 Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅷ
第一章 緒論
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究範圍與內容 1
1.4 研究方法 2
1.4.1 研究流程 2
1.4.2 研究流程與論文架構 3
1.5 預期研究成果及可能實務運用 4
第二章 文獻回顧
2.1 卵礫石層之特性 5
2.2 潛盾機機型之選擇 6
2.3 潛盾機可能遭遇之難題 6
2.4 數值分析及風險評估 7
第三章 后里台地地質
3.1 后里台地地質 8
3.2 中科后里園區之地質 9
3.3 后里園區地質及地質構造 9
3.4 后里放流管潛盾施工區域之地質10
3.4.1 地質狀況 11
3.4.2 現場地下水 17
第四章 潛盾工法介紹
4.1 起源與型式 22
4.2 潛盾工法之概要 22
4.2.1 潛盾工法之基本原理 22
4.2.2 潛盾機構造 23
4.3 開放式潛盾機施工順序 25
4.4 潛盾機掘進管理系統 32
第五章 開放式潛盾機施工之探討
5.1 研究案例背景 43
5.2 施工機械之選擇 44
5.3 施工概況及進度 47
5.4 地下水位之影響 52
5.5 開挖面坍塌之影響 59
5.6 巨石之影響 62
第六章 結論與建議
6.1 結論 67
6.2 建議 68
參考文獻 69
附件1 定量試水曲線圖 72
附件2 鑽掘進度記錄表 74

圖目錄 頁次
圖3.1后里園區放流管工程位置圖 10
圖3.2a鑽孔平面配置圖 12
圖3.2b鑽孔平面配置圖 13
圖3.2c鑽孔平面配置圖 14
圖3.2d鑽孔平面配置圖 15
圖3.3 M1至M5(0-50M)基址地層剖面圖16
圖3.4超音波流量計測試圖 18
圖3.5后里放流管工程地下水位監測紀錄表 21
圖4.1潛盾機構造圖 23
圖4.2潛盾機之種類 24
圖4.3開放式潛盾機施工順序 25
圖4.4工作井開挖及擋土支撐設置 26
圖4.5開放式潛盾機具組裝之環片安裝27
圖4.6開放式潛盾設備轉換之臨時環片拆除 28
圖4.7開放式潛盾設備轉換之後續台車投入 28
圖4.8鏡面試水鑽孔位置圖 30
圖4.9開放式潛盾機解體流程圖 31
圖4.10開放式潛盾機掘進管理系統-系統架構示意圖 34
圖4.11開放式潛盾機掘進管理系統-系統概要示意圖 35
圖4.12開放式潛盾機掘掘進管理系統-系統連線示意圖 36
圖4.13開放式潛盾機掘進管理系統-掘進管理主要程式示意圖 37
圖4.14開放式潛盾機掘進管理系統-掘進管理程式架設一覽 38
圖4.15開放式潛盾機掘進管理系統-掘進管理機能-1 39
圖4.16開放式潛盾機掘進管理系統-掘進管理機能-2 40
圖4.17開放式潛盾機掘進管理系統-掘進管理機能-3 41
圖4.18開放式潛盾機環片日報表 42
圖5.1后里園區放流管工程 44
圖5.2潛盾機製造圖-開放式潛盾機 46
圖5.3開放式潛盾機掘進示意圖 47
圖5.4潛盾工程整體施工示意圖 48
圖5.5 001R至100R施工狀況曲線圖 51
圖5.6a卡玫基颱風所帶來之雨量災害 52
圖5.6b卡玫基颱風所帶來之雨量災害 53
圖5.6c卡玫基颱風所帶來之雨量災害 53
圖5.7卡玫基颱風災害地表沉陷圖 54
圖5.8開發式潛盾機開挖面坍塌 55
圖5.9地下水位上升之現況圖 56
圖5.10背填灌漿孔湧水之現況圖 56
圖5.11開挖面之湧水 57
圖5.12a開挖面砂包拆除之情形 58
圖5.12b開挖面右側近頂拱處 58
圖5.13土石輸送帶前方淤砂及碎石清理 59
圖5.14a開挖面坍塌之情形 60
圖5.14b開放式潛盾機開挖面坍塌示意圖60
圖5.15a開挖面堆置砂包之情形 61
圖5.15b模板組立及背填灌漿之情形 61
圖5.15c開挖面背填灌漿拆模後之情形 62
圖5.16開挖面坍塌之情形 63
圖5.17開挖面潛盾機前方右側3點鐘方向1m以上巨石 63
圖5.18開挖面潛盾機前方下側6點鐘方向發現1m以上巨石 64
圖5.19潛盾機正前方下側6點鐘方向巨石想像圖 64
圖5.20開挖面巨石打除 65
圖5.21開發式潛盾機輸送帶因尖銳石材損毀 66
圖5.22開發式潛盾機輸送帶更換 66

表目錄 頁次
表1-1 研究流程及論文架構圖 3
表3.1 M2補充地質鑽探各階段之砂、卵石分佈情況表 19
表4-1 潛盾機種類(依工程現況) 24
表4-2 潛盾機種類(針對潛盾機型式對其現場狀況) 24
表4-3開放式潛盾機到達施工程序表 29
表5-1潛盾掘進時間工率分析表 49
參考文獻
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1. 【11】褚炳麟、潘進明、張國雄,「台灣西部卵礫石層現地之大地工程性質」,地工技術雜誌,第55期,第47-58頁,台灣,1996。
2. 【11】褚炳麟、潘進明、張國雄,「台灣西部卵礫石層現地之大地工程性質」,地工技術雜誌,第55期,第47-58頁,台灣,1996。
3. 【14】朱旭,「潛盾施工法與潛盾機選定條件之探討」,營建世界雜誌,台北,1984。
4. 【14】朱旭,「潛盾施工法與潛盾機選定條件之探討」,營建世界雜誌,台北,1984。
5. 【17】陳春盛、吳慶輝,「下水道潛盾施工遭遇礫石層案例探討與防災對策研究」,中華技術(4工程實務),頁86-101,新竹,2006。
6. 【17】陳春盛、吳慶輝,「下水道潛盾施工遭遇礫石層案例探討與防災對策研究」,中華技術(4工程實務),頁86-101,新竹,2006。
7. 【21】鄧屬予,「台灣卵礫石層的地質背景」,地工技術,第55期,5-24頁,1996。
8. 【21】鄧屬予,「台灣卵礫石層的地質背景」,地工技術,第55期,5-24頁,1996。
9. 【23】陳堯中,「卵礫石層隧道工程行為之研究」,土木水利,第二十八卷,第二期,5-19頁,2001。
10. 【23】陳堯中,「卵礫石層隧道工程行為之研究」,土木水利,第二十八卷,第二期,5-19頁,2001。
11. 【33】張瑞津、楊貴三,「臺灣中部活動斷層的分布與地形特徵」,國立臺灣師範大學地理研究報告,85-120頁,2001。
12. 【33】張瑞津、楊貴三,「臺灣中部活動斷層的分布與地形特徵」,國立臺灣師範大學地理研究報告,85-120頁,2001。