臺灣博碩士論文加值系統

由於台灣地質情況複雜，隧道鑽炸工法仍為未來隧道主要開挖方式，而在採鑽炸施工的隧道工程中，除天然的地質因素深深影響隧道成敗甚鉅外，人為因素方面就屬隧道開炸技術影響施工品質最大，進而影響隧道之安全性和經濟性，然而國內隧道鑽炸實務作業之施工控制，大多仰賴現地人員師徒承襲之施工經驗，並未有顯著進展及缺乏科學理論支持，常造成不當超挖與後續頂拱襯砌不足現象，為達隧道永續經營之目的，本研究主要是藉由合約管理方式來管控超挖問題，亦即於隧道合約內訂定相關爆破檢測工程項目、合理開挖計價及改變襯砌澆置方式等控管規定，並將其執行結果來與以往案例做分析比較，以探討分析其成效。
經成果分析比較顯示（1）超挖量減少，平均超炸量均可達到10∼20公分內，較以往20∼90公分已大幅減少。（2）炸藥量減少，由東改時期之北迴鐵路藥石比為0.85∼1.12㎏/m3較早期北迴鐵路1.12∼1.781㎏/m3平均減少約25％∼38％。（3）佈孔方式由原來平均佈置於開挖面型式改變為鑽孔密度由中央向週邊逐漸增加，至於全部佈孔數則無明顯變化。（4）二次襯砌厚度，經電氣化頂拱鑽孔並未發現不足現象，顯示成效良好。（5）災害次數減少與作業安全性高。由以上研究成果了解，制定合適的開炸制度、規範與合約，除能有效抑制超挖外，無形中減少棄碴量、炸藥量及襯砌混凝土等施工成本，對提升鑽炸隧道施工品質及延長隧道使用年限，頗具成效，值得業界推廣引用，使鑽炸隧道朝永續經營之目標邁進。

Blasting in tunnel is still the major excavation method due to the complexity of Taiwan’s geology. To control the overbreak of blasting is the major task to insure the quality in a tunnel excavation. It also increases the operation safety and reduces the excavation cost. However, blasting control has not been focused in the past, and the blasting overbreak has caused probloms such as insufficient tunnel lining and ctc. To insure the construction quality of tunnel, this study is to find a new method of changing the content of a tunnel contract by adding a blasting control and monitoring items. Use the reasonable execavation quantity to pay contractors, and changc the tunnel lining method in the specification to control blasting overbreak. The results are listed in this study.
After comparison with the past tunnel blasting, it shows the following improvents:（1）reducing overbreak, the average overbreak is controlled within 10-20㎝ which is largely reduccd from the past, （2）reducing the consumption of explosives. The powder factor is reduced from the previous 1.12∼1.78㎏/m3 to 0.85∼1.12㎏/m3, a 25%∼38% explosive amount reduced,（3）changing the blasting pattern and obtain the better fragmentation, （4）the secondary lining thickness is sufficient, （5）increasing the operation safety and reducing the accident.The study shows by adding the blasting monitoring and controlling items in the tunnel construction contract,it can reduce the blasting overbreak, reduce explosive amounts, reduce secondary lining amount, increase fragmentation, and increase construction quality and operation safety.

摘要………………………………………………………………….…….iii
誌謝…………………………………………………………………..……..v
表…………………………………………………………………………....x
圖目……………………………………………………………………………xi
第一章 緒論…………………………………………………………………1
1.1 研究動機...................................................1
1.2 研究目的………………………….……………………………………..2
1.3 研究內容……………….……………………………….……………….3
1.4 研究方法……….………………………………………………………..3
第二章 文獻回顧 ……………………………………………………….5
2.1 隧道施工法…………….………………………………………………..5
2.1.1 水平管幕工法..........................................5
2.1.2 機械開挖工法…………..………………………………………..7
2.1.3 爆破開挖工法………………..…………………………………..7
2.2 隧道開炸作業流程………………….…………………………………..9
2.2.1 開挖面地質研判…………..……………………………………..9
2.2.2 佈孔與藥量修正………..……………………………………….10
2.2.3 放樣、定位與鑽孔……..……………………………………….12
2.2.4 清孔、裝藥與填塞……………..……………………………….12
2.2.5 結線………………..…………………………………………….13
2.2.6 引爆…………..………………………………………………….14
2.2.7 通風及出碴………..…………………………………………….15
2.2.8 開炸作業記錄與評估…………..……………………………….15
2.3 鑽炸隧道爆破設計…………….……………………………………….17
2.3.1 岩盤佈孔量…………..………………………………………….17
2.3.2 拔心孔藥石比………..………………………………………….17
2.3.3 開挖面孔藥石比…………..…………………………………….18
2.3.4 平滑孔間距、藥量、負擔距 …………..……………………..18
2.4 隧道開炸因子評估…….……………………………………………….20
2.4.1 岩壁爆炸後之形狀評估………..……………………………….20
2.4.2 岩塊粒徑評估…………..……………………………………….21
2.4.3 輪進深度評估………..………………………………………….22
2.4.4 爆破震動評估………..………………………………………….26
2.5 特殊地質之鑽炸技術….……………………………………………….27
2.5.1 層面節理發達時之鑽炸技術……………..…………………….27
2.5.2 遭遇小斷層時之鑽炸技術…………..………………………….29
2.5.3 軟硬岩交接之鑽炸技術………..……………………………….29
2.6 隧道開炸技術相關研究…………….………………………………….30
2.6.1 系統開發規劃…………..……………………………………….30
2.6.2 系統功能及特色…………..…………………………………….31
2.7 隧道超挖與襯砌混凝土問題研究……….…………………………….36
2.7.1 國內處理方式與施工規範…………..………………………….37
2.7.2 國外處理方式與施工規範……………..……………………...41
第三章 開炸規範與合約之制定………………………………………….44
3.1 規劃設計階段….……………………………………………………….45
3.1.1 編列爆破控制檢測及分析工作……..………………………….45
3.1.2 編列爆破技術顧問經費…..…………………………………….47
3.1.3 爆破工作計價方式……..……………………………………….47
3.1.4 合理開挖計價半徑之訂定………………..…………………….48
3.1.5 依岩體分類訂定超挖、多餘襯砌及超噴凝土厚度……..…….49
3.2 施工階段…….………………………………………………………..49
3.2.1 隧道內襯砌澆置之規定………..……………………………….50
3.2.2 Proflie 4000斷面收方儀使用…………..………………….…..50
3.3 開炸作業之預警制度………..….…………………………….…….51
3.3.1 檢測工作………..……………………………………………….….51
3.3.2 超挖控制值規定……………………………………………………51
3..3.3 發爆振動值規定………………………………..…………………52
第四章 執行成果統計與分析研究………………………………………..54
4.1 以往開炸及襯砌厚度案例……………………………………………..54
4.1.1 開炸佈孔與藥量……………………………………..……………..54
4.1.2 開炸超挖量………………..………………………………………..55
4.1.3 襯砌厚度…………………………………………………………….56
4.2 爆破檢測實施施工情況………………………………………………56
4.2.1執行工作流程…………..……………………………………………57
4.2.2佈孔設計………….…………………….……………………………57
4.2.3執行情形……………….…………….………………………………60
4.3 執行成果統計……………………………………………….…..….62
4.3.1超挖量統計 ……………………………………………………..…..63
4.3.2炸出不足統計……………………………………………………..…64
4.3.3藥石比統計 …………………………………………………………64
4.3.4襯砌厚度統計 ……………….……………………………..….... 65
4.4 成果分析研究………………………………………………….…….65
4..4.1 超挖量分析……………………………..………………….………65
4.4.2 炸出不足分析………………………………………………………66
4.4.3佈孔與藥量分析…………………………………………………….66
4.4.4 無可避免超挖量分析…………………..………………………….69
4.4.5 二次襯砌厚度分析……………………………………………….70
4..4..6工安事故分析…………….……………………………………….70
第五章 施工中遭遇問題探討………….………………………………….72
5.1 設計問題探……………………………………………………………..72
5.2 施工問題探……………………………………………………………..72
5.3 案例問題探……………………………………………………………..75
第六章 結論與建議………….…………………………………………78
6.1 結論…….……………………………………………………………….78
6.2 建議………………..………….…………………………………..….79

參考文獻…………………………………………………………………...81
附錄
A 新崇德隧道N53+460∼N54+600收方計錄表……………………………84
B 新和平隧道部份輪進之單位炸藥用量與超挖量記錄表……………….88
C 新武塔隧道部份輪進之單位炸藥用量與超挖量記錄表……………….94
D 新南澳隧道部份輪進之單位炸藥用量與超挖量記錄表………………100
E 新和平隧道部份輪進最大瞬間延遲炸藥量與振動速率表…………….106
F 新武塔道部份輪進最大瞬間延遲炸藥量與振動速率表……………….108