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實例探討

在文檔中 中 華 大 學 碩 士 論 文 (頁 69-119)

5-1 地質狀況概述

本研究選擇蘆洲市區作為實際施測的地點,有關蘆洲市區的地層狀況可以參 考第一章內容與台北捷運蘆洲線潛盾工程資料【3】,該工程標案總計長度 4260.5 公尺。因開挖曾做過蘆洲地區的地質概況,概述如下:

(1)在地表下 30 公尺以內之地層分佈,由上而下依次為回填土層、粉質粘土層、

粉質黏土層偶夾粉砂、粉質細砂等四層。

(2)地下水位約位於地表下 2.0 公尺至 2.9 公尺(高程 EL.+99.1~99.6 公尺)之間,

地下水壓大致呈靜態水壓分佈。

(3)透水係數 K 值介於1 . 8 4 1 0 4㎝/sec 至5 . 1 2 1 0 5㎝/sec 之間。地下水位 G L 2 . 0 ~G L 2 . 9 公尺。

因為蘆洲市面積較小,且全區沖積成陸的時間較一致,因此上述的地質調查 成果幾乎可以套用在全蘆洲市區,此一報告成果對於本文進行現地探測是極有幫 助的。

5-2 由透地雷達訊號判讀地下管線

如前文所述,透地雷達是利用高頻電磁波能量傳送到地表下,因電磁波在不 同材料性質中有不同電介質變化,進而產生各方向的電磁波能量反射波原則下,

將所得到的電磁波信號(波譜軌跡圖的改變)來探討均質土層與非均質埋設物存 在之現象,也可以掃瞄出土壤受擾動、開挖回填後的層次狀況。

一般而言,若土層下方的埋設物管徑夠大,且非連續分佈,透過 RAMAC Ground Vision 程式初步就可判別出有管線或是無管線,從而判別埋設物的存在。(如圖 5-1 所示)

但要進一步得知埋設物的尺寸與埋設深度,則可以透過數位處理程序,擷取 各點訊號,先找出反應最大的點與其周邊的點繪圖比較,如圖 5-2 所示,是一個

典型透地雷達的施測成果,在距離施測原點 1.5-1.8 公尺處擷取前中後 3 點的訊 號進行分析,經過波譜的合成,可以看出在地下 0.4 公尺附近疑似有地下埋設物 存在。

5-3 案例探討 1. 施測地點

於蘆洲市中山一路 120 巷口、中興街 66 號前、集賢路 221 巷口(如圖 5-3 鳥 瞰圖所示)、水湳街 73-1 號、89 巷、105 號、113 號前(如圖 5-4 鳥瞰圖所示)與 中山一路與永安北路交叉口捷運工地旁(如圖 5-5 鳥瞰圖所示)進行透地雷達探 測試驗。

2. 施測目的

利用透地雷達研判地下管線、孔洞、箱涵及其他地下埋置物的分佈位置、深 度與密集度。

3. 施測儀器

使用 RAMAC/GPR 全罩式天線探測系統,並採用 500MHz 的遮罩式天線探頭。相 關施測參數如表 5-1 所示。

4. 透地雷達檢測流程概述

本次試驗安排測線數目共 13 條,圖 5-6 到圖 5-15 則是各測線示意圖與現場 照片比對。

5. 試挖安排:1 處,安排測線 12 末端測量出疑似有管線處進行試挖,比對施測成 果是否正確。

6. 施測成果

透過 5-2 節的方式,如圖 5-16 到圖 5-28 是各測線施測成果。

7. 管線的定位

以測線一為例,若吾人想知道距離施測原點 6 公尺到 7 公尺處,其地下管線 的分佈情形,擷取此段的訊號進行分析,經過數學軟體進行波譜的合成(如圖

5-29(a)、(b)所示),此時可以約略可以看出波譜中訊號最大的幾個點(圖中紅色 所指處),代表可能埋設物存在,判斷從測線一原點起算的第 1127 個(如圖 5-29(a)

所示)、第 1214 個、第 1241 個訊號點(如圖 5-29 (b)所示)可能有埋設地下管線,

將上述訊號點及其對應的資料點數帶回 RAMAC Ground Vision 程式,就可以進行 管線定位。如圖 5-30(a)所示,可定位在距離原點 6.33 公尺、距離地面 0.41 公 尺深的地方有埋設單管線。如圖 5-30(b)所示,可定位在距離原點 6.81 公尺與 6.97 公尺處,距離地面 0.44 公尺與 0.48 公尺深的地方有埋設一雙管線。

以測線四為例,若吾人想知道距離施測原點 0 公尺到 1 公尺處,其地下管線 的分佈情形,擷取此段的訊號進行分析,經過數學軟體進行波譜的合成(如圖 5-31 所示),此時可以約略可以看出波譜中訊號最大的點(圖中紅色所指處),代表可 能埋設物存在,判斷從測線四原點起算的第 84 個訊號點可能有埋設地下管線,將 上述訊號點及其對應的資料點數帶回 RAMAC Ground Vision 程式,就可以進行管 線定位。如圖 5-32 所示,可定位在距離原點 0.47 公尺處,分別距離地面 0.28 公 尺深的地方有埋設管線。

以測線五為例,若吾人想知道距離施測原點 5 公尺到 6 公尺處,其地下管線 的分佈情形,擷取此段的訊號進行分析,經過數學軟體進行波譜的合成(如圖 5-33 所示),此時可以約略可以看出波譜中訊號最大的幾個點(圖中紅色所指處),代 表可能埋設物存在,判斷從測線一原點起算的第 930 個、第 1048 個訊號點可能有 埋設地下管線,將上述訊號點及其對應的資料點數帶回 RAMAC Ground Vision 程 式,就可以進行管線定位。如圖 5-34 所示,可定位在距離原點 5.22 公尺與 5.88 公尺處,分別距離地面 0.28 公尺與 0.32 公尺深的地方有埋設一雙管線。

以測線六為例,若吾人想知道距離施測原點 2 公尺到 3 公尺處,其地下管線 的分佈情形,擷取此段的訊號進行分析,經過數學軟體進行波譜的合成(如圖 5-35 所示),此時可以看出自 Trace358 到 Trace497 的波譜訊號幾乎相同(圖中紅色所 指處),與沒有管線的訊號相比相當明顯,代表此處有連續埋設物存在,故判斷從 測線六原點起算的第 358 個到第 497 個訊號點下可能有埋設地下箱涵,將上述訊

號點及其對應的資料點數帶回 RAMAC Ground Vision 程式,就可以進行箱涵定位。

如圖 5-36 所示,可定位在距離原點 2.01 公尺與 2.78 公尺處,分別距離地面 0.3 公尺到 0.42 公尺深的地方有埋設箱涵。

以測線八為例,若吾人想知道距離施測原點 0.4 公尺到 1.2 公尺處,其地下 管線的分佈情形,擷取此段的訊號進行分析,經過數學軟體進行波譜的合成(如 圖 5-37 所示),此時可以約略可以看出波譜中訊號最大的幾個點(圖中紅色所指 處),代表可能埋設物存在,判斷從測線八原點起算的第 95 個、第 128 個、第 140 個、第 156 個、第 173 個與第 209 個訊號點可能有埋設地下管線群,將上述訊號 點及其對應的資料點數帶回 RAMAC Ground Vision 程式,就可以進行管線定位。

如圖 5-38 所示,可定位在距離原點 0.53 公尺、0.72 公尺、0.79 公尺、0.88 公尺、

0.97 公尺與 1.17 公尺處,分別距離地面 0.80 公尺、0.31 公尺、0.40 公尺、0.35 公尺、0.43 公尺與 0.27 公尺深的地方有埋設管線,為一個密集的管線群。

以測線九為例,若吾人想知道距離施測原點 5.5 公尺到 6.5 公尺處,其地下 管線的分佈情形,擷取此段的訊號進行分析,經過數學軟體進行波譜的合成(如 圖 5-39 所示),此時可以看出波譜中訊號最大的點(圖中紅色所指處),也可以看 出自 Trace1075 到 Trace1142 的波譜訊號幾乎相同(圖中紅色所指處),與管線的 訊號相比相當明顯,代表此處有連續埋設物存在,故判斷從測線九原點起算的第 1010 個訊號點下可能有埋設地下管線,自原點起算第 1075 個到第 1142 個訊號點 下可能有埋設地下箱涵,將上述訊號點及其對應的資料點數帶回 RAMAC Ground Vision 程式,就可以進行箱涵定位。如圖 5-40 所示,可定位在距離原點 5.67 公 尺處,距離地面 0.39 公尺深的地方有埋設管線。並可定位在距離原點 5.94 公尺 與 6.42 公尺處,分別距離地面 0.34 公尺到 0.7 公尺深的地方有埋設箱涵。

以測線十一為例,若吾人想知道距離施測原點 5 公尺到 6 公尺處,其地下管 線的分佈情形,擷取此段的訊號進行分析,經過數學軟體進行波譜的合成(如圖 5-41 所示),此時可以約略可以看出波譜中訊號最大的幾個點(圖中紅色所指處),

代表可能埋設物存在,判斷從測線十一原點起算的第 959 個與第 1010 個訊號點可

能有埋設地下管線,將上述訊號點及其對應的資料點數帶回 RAMAC Ground Vision 程式,就可以進行管線定位。如圖 5-42 所示,可定位在距離原點 5.38 公尺與 5.67 公尺處,距離地面 0.36 深的地方有埋設管線,為一雙相鄰管線。

8. 施測成果

而管線的埋置深度多在地下 0.2 公尺到地下 1.6 公尺附近,但測線 9 從原點 起算 3 公尺到 4 公尺處沒有測出地下管線,測線 10 從原點起算 8.5 公尺到 9.5 公 尺處沒有測出地下管線,共兩處位置較適合埋設新管線,測線 12:測線全長為 25.4 公尺,在距離施測原點 2.5 到 3.5 公尺處、4.3 到 5.3 公尺處、15 到 17.8 公尺處、

從 21.5 到 23.5 公尺處疑似有 4 處管線群存在。從 10.8 到 12.3 公尺處疑似有 1 處箱涵存在。管涵平均埋設深度約在地下 0.2 公尺到 1.2 公尺間。此外,在距離 原點 25.2 公尺處疑似有管線 1 處,安排在此處進行試挖。

安排測線 12 末端測量出疑似有管線處(距離原點 25.2 公尺處,判斷有管線 之深度約為 30-40 公分之間)進行試挖,如圖 5-43 所示管線,埋設深度約為距離 地面 35 公分,驗證結果透地雷達檢測深度與開挖深度相當吻合。可知透地雷達的 施測堪稱準確,以上統計資料可做為現場施工的依據。

5-4 案例總結

測線 1 到測線 7 之平均管線涵蓋率為 2.6 支/公尺,測線 8 到測線 11 之平均 管線涵蓋率為 2.4 支/公尺,都很密集。而測線 12 到測線 14 施測點在捷運工程附 近,有數量極多的管線群,這與捷運蘆洲線 CL700B 區段標工程記載【3】非常相 符:「(前略)..B區段標全長 4.1 公里,包含徐匯中學、三民高中、蘆洲三座車 站及其間的三段六條潛盾隧道,以及蘆洲機廠。但該標途經交通要道,車流頻繁,

且地下管線密集『幾乎毫無空地移置,很多粗大管線亦需吊掛方式解決,施工艱 難。』」。文獻與施測成果一致,顯見利用透地雷達來探測都會區地下管線是相當 準確且可即時判讀資訊的優良工法,值得推廣為管線工程前置作業的標準工法。

取點數 頻率設定 疊代次數 時間視窗 測點間距 512 8555MHz 8 60ns 0.006m

測線 編號

測線長

(m)

平均埋 設深度

(m)

小型管 線

中、大型 管線

較難分 析之管 線群

箱涵

1 9.1 0.25~1.8 27 5 0 0 2 10.5 0.2~1.4 11 15 0 0 3 9.5 0.22~0.8 28 0 0 1 4 7.1 0.22~1.0 8 9 0 0 5 8.5 0.25~1.6 2 14 0 0 6 9.7 0.23~1.5 4 22 0 1 7 7.8 0.24~0.8 7 9 0 1 8 10.5 0.9~1.8 17 14 0 1 9 10.1 0.22~1.1 30 0 0 2 10 11.8 0.2~1.2 7 12 2 0 11 9.9 0.2~1.0 17 1 1 2 12 25.4 0.3~1.0 15 1 6 2 13 18.6 0.25~0.8 0 1 4 1 總計 173 103 13 11

表5-2 案例探測結果 表5-1 透地雷達探測參數設定

圖 5-1 從波譜軌跡圖初步判斷是否有埋設物存在 透地雷達波譜軌跡圖(無管線)

透地雷達波譜軌跡圖(有管線)

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