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研究生:謝榮真
論文名稱:污水管線小管推進工程在困難地質施工之探討
論文名稱(外文):A Study of Micro-tunneling Construction of the Sewerage System in the Difficult Geological Layers
指導教授:張景鐘張景鐘引用關係
指導教授(外文):Jing-Jong Jang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:污水下水道普及率推進工法卵礫石層
外文關鍵詞:popularization ratio of sewerage systempipejacking Constructiongravel formation
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污水下水道建設為都市健全發展重要公共建設,攸關一個國家的公共衛生品質甚鉅, 政府為改善都市生活環境衛生及品質,有效提昇污水下水道普及率,自民國90年起陸續推動「八一OO,台灣啟動」、「挑戰2008 國家重點發展計畫」及「擴大公共建設投資計畫-新十大建設」、「2015 年經濟發展願景-第一階段三年衝刺計畫(2007-2009年)」、「愛台12 建設」等重大施政計畫,均將污水下水道建設納列,顯見政府對污水下水道建設之重視; 98 至 103 年賡續推動污水下水道第四期建設計畫,共計6年預計六年內(98 至 103 年)將公共污水下水道用戶接管普及率提高至35.77%,污水處理率 64.47%。而為達到此目標,全面並透過民間參與公共建設方式,期能有效提升污水下水道用戶接 管普及率,而污水管線施工乃為污水下水道系統整體普及率提升與否之成敗關鍵。
本研究係針對污水下水道小管推進工法施工,有鑑於目前尚缺
少基隆地區卵礫石層污水管線推進方面之工程案例研究,因此作者針對目前施工中之基隆七堵百福地區卵礫石層之地質條件及工程特性作為研究主題。本研究在於探討卵礫石層地質環境下污水管線推進機組選用及施工效益分析與所遭遇困難問題,並透過實際施工案例提出有效解決對策及歸納出應注意事項,希望藉由本研究結果,對於在卵礫石層進行小管推進工程之實務有所助益,並作為工程界爾後規劃時之考量,以期能對後續基隆地區污水下水道工程實務有所助益,順利推動五年內提升污水下水道普及率之建設工作。

Sewage construction is an indispensable infrastructure for urbanization, in closely relevant to the quality of a country's public health. To better environmental sanitation and living standard in urban area and effectively increase the penetration rate of sewage, Taiwan government has launched a series of major schemes since year 2001, i.e., "Eighty-one of Estimates of Taiwan”, "Challenge 2008 National Key Development Program", “Expanding Public Construction Investment Projects - Ten New Major Constructions ", " The 2015 Year economic Development Vision - the first phase of three years of sprint Program (2007-2009 years ) " , and " i-Taiwan 12 Projects ". Sewage constructions were well accommodated in each development plan, demonstrating the great emphasis Taiwan government has placed on. Furthermore, from year 2009 to 2014, Taiwan government continued to promote the fourth construction project of sewage, in expectation to reach 35.77% of penetration rate and 64.47% of treatment rate over the period of six years. To achieve the goal, the private sector shall be comprehensively participating in these public constructions, in anticipation for the upgrade on the penetration rate of sewage users; whereas the sewage pipeline construction is the key to the success of the advance of penetration rate.
This research focuses on several micro-tunneling construction projects. Due to lack of case studies on the sewage formation on the gravel layer in Taiwan, this research will focus on the geologic conditions and construction characteristics of micro-tunneling construction projects in Keelung City area Bai-fu Community. This research is meant to study on the selection of machine set, construction beneficial result analysis, and the problems might be encountered, under geological environment of the gravel layer. Through the real construction cases, I would propose the workable solution plans and conclude caution notes to facilitate the practical application of micro-tunneling construction on gravel layer and the useful reference to the engineering field. Going forward, I look forward to assisting on the sewage construction application in Keelung City area, in order to smoothly promote the construction projects to advance the sewage penetration rate within five years.

目次

摘要 1
Abstract 2
目次 4
表目錄 7
圖目錄 8
照片目錄 10
第一章 緒論 11
1.1前言 11
1.2 研究動機 11
1.3研究範圍與目的 13
1.4研究方法 13
1.5論文內容 14
第二章 推進工法相關文獻回顧 19
2.1 緣起 19
2.2 推進工法概述 20
2.2.1 推進工法原理 20
2.2.2 推進工法之構成之主要項目 20
2.3 推進工法分類 23
2.4 小管徑推進工法探討 24
2.4.1 壓入方式 24
2.4.2 鑽掘(Auger)式: 25
2.4.3 泥水式: 26
2.5 推進工法之優點 27
2.6 推進障礙之處理 27
2.7 推進施工應注意事項分析 28
第三章 地質分類與卵礫石層特性探討 45
3.1前言 45
3.1.1統一土壤分類法 46
3.1.2內政部營建署就推進工程之地質分類 47
3.1.3臺北市政府工務局衛工處之簡易地質四分法分類 47
3.1.4日本下水道管渠推進技術協會分類法 48
3.2卵礫石層之性質 48
3.2.1卵礫 石層地質一般特性 48
3.2.2卵礫石層分布 49
3.3基隆七堵百福地理水文現況 51
3.3.1環境現況 51
3.3.2水文現況 51
3.3.3地質現況 52
3.3.4地下水位概況 52
3.4地質調查(卵礫石層)綜合分析檢討 52
3.4.1現地調查 53
3.4.2綜合分析 53
第四章小管推進設備推進機機組之研究 63
4.1前言 63
4.2國內短管推進常用之設備 63
4.3二次工法推進設備之適用性 66
4.4一次工法之分類與設備差異 67
4.4.1開挖面穩定管理與排土方式 67
4.4.2作業場地 69
4.4.4工法差異比較 70
第五章 七堵百福工程案例之研究分析與探討 79
5.1前言 79
5.2推進效益分析 80
5.3 遭遇問題與解決對策 80
5.4 綜合研判 81
5.5 結果與討論 84
第六章 結論與建議 91
6.1 結論 91
6.2建議 92
參考文獻 94


表目錄

表 1-1 台灣污水處理普及率相較整體國家競爭力排名 16
表 1-2 世界各國公共污水下水道普及率及排名 16
表 1-3 台灣地區污水下水道公共污水下水道普及率(98~101年) 17
表 1-4 台灣地區污水下水道用戶接管普及率及污水處理率統計一覽表 18
表 2-1 污水管線施工法比較表 32
表 2-2 下水道管線施工方法特性分析 33
表 2-3 污水管線施工法比較 34
表 3-1 土壤名詞摘要表 55
表 3-2 CNS 12387岩石顆粒用語釋義 55
表 3-3 美國統一土壤分類法 56
表 3-4工期推估建議準則 57
表 3-5臺北市政府工務局衛工處之之地質分類表 57
表 3-6 台灣地區推進時遭遇卵礫石的施工區堿 58
表 4-1台灣地區使用於短管推進機具一覽表 71
表 4-1 台灣地區使用於短管推進機具一覽表(續) 72
表 4-2 工法設備差異比較 72
表 5-1 地箭式工法推進工率統計表 85
表 5-2 遭遇障礙後採RASA DH-FS推進工率統計表 85
表 5-3推進異常狀況之分類列表 86


圖目錄

圖 2-1 推進工法的施工設備與機具配置示意圖 35
圖 2-2 中大管推進施工作業流程圖 36
圖2-3 推進工法分類 37
圖 2-4-1 高耐荷力方式‧壓入方式二次推進工法施工示意圖 38
圖 2-4-2 高耐荷力方式‧壓入方式二次推進工法施工示意圖 38
圖 2-4-3 高耐荷力方式‧鑽掘式一次推進工法施工示意圖 39
圖 2-4-4 高耐荷力方式‧泥水式一次推進工法施工示意圖 39
圖 2-4-5 高耐荷力方式‧泥水方式二次推進工法施工示意圖 40
圖 2-4-6 高耐荷力方式‧泥水方式二次推進工法施工示意圖 40
圖 2-5 推進工法作業流程示意圖(1) 41
圖 2-7推進工法作業流程示意圖(2) 42
圖 2-8 推進工法示意圖(推進施工中) 42
圖 2-9 推進工法作業流程示意圖(3) 43
圖 2-10 推進工法示意圖(出坑後) 43
圖 2-11 小管推進施工作業流程圖 44
圖 3-1 Casagrande塑性圖 59
圖 3-2臺灣卵礫石層分布圖 60
圖 3-3基隆河流域地質圖 61
圖 3-4基隆七堵百福地質圖 62
圖 4-1土壓平衡式推進設備示意圖 74
圖 4-1土壓平衡式推進設備示意圖 74
圖 4-2 泥水加壓平衡式推進設備示意圖 74
圖 4-2 為泥水加壓平衡式推進設備示意圖 74
圖 4-3滑材注入示意圖 75
圖 4-4泥濃式推進工法系統示意圖 75


照片目錄

照片 2-1 機頭入坑 41
照片2-2 推進施工中 42
照片2-3 推進出坑後 43
照片 4-1 前導管 76
照片 4-2 擴大切削頭擴孔 76
照片 4-3 HERRENKNECHT 機頭二次破碎裝置 77
照片 4-4 ISEKI TCS 機頭 77
照片 4-5 RASA DH-FS 機頭 78
照片 4-6 RASA DH 機頭 78
照片 4-7 HERRENKNECHT AVN 機頭 78
照片5-1卵礫石取樣及以RASA DH-FS中古機具推進 87
照片5-3 遭遇流木障礙處理 89
照片5-4 遭遇舊有古井灌溉渠道及壘石牆 90

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