第八章 結論與建議
8.2 建議
Loganathan and Poulos（1998）利用等值地盤漏失（Equivalent ground loss）
的觀念，以解析方法求得（i/2R）與（Z0/2R）之關係如下：
式(2.16)所估得之 i 值，較 Clough and Schmidt（1981）建議(2.9)式所求得之 i 值 稍大。
Wu and Lee（2003）透過離心機模型詴驗，模擬隧道在黏土層中隧道施工，
得（i/2R）與（Z0/2R）之關係如下：
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Fujita（1982）收集日本國內自 1965 年以降，共 94 筆潛盾隧道施工案例之 現地監測資料，依潛盾機型式、土層狀況及輔助工法採用與否，建議施工造成之 地表最大沉陷量值，如表 1-1 所示，為預估潛盾隧道施工引致之地表最大沉陷量 的依據。
Mair et al.（1993）透過離心機模型詴驗，模擬若在黏土層隧道施工，於地 表下深度 z 處之沉陷槽最大沉陷量 Smax如下： 0.175 0.325 1
Gl R
Wu and Lee（2003）透過離心機模型詴驗，模擬隧道在黏土層中隧道施工，
得地表之最大沉陷量 Smax為：
0.43 0
max 0.00327 2
2 l
18
(Smax/D) × 100 = 0.62-0.12 × (Z/D) (2.25)
2.7.3 預估沉陷槽
Fang et al.（1994）提出 Peck-Fujita 經驗方法，用以估算於不同機型、地質 條件、隧道深度及隧道直徑下施工引致之地表沉陷曲線。此方法為引用 Peck（1969）
所建議之（i/2R）與（Z/2R）關係，並在其極右側函上一邊界曲線，如圖 2-17 所 示，再依隧道中心線深度（Z）、隧道半徑（R）與土壤種類，即可由圖 2-17 得沉 面）（Lee et al.，1999）為例，逐步說明 Peck-Fujita 經驗方法之分析步驟。
《分析範例》
19
79 .
2 R i
high）。再由已知之隧道半徑（R = 3.1 m），進而求得該土層狀況之沉 陷槽寬度參數 i 值：ilow
5.64 m、iavg
6.85 m 及ihigh
8.65 m。三、根據所採用之潛盾機型式（土壓帄衡式）、土層狀況（黏土層），由 Fujita（1982）， 所 歸 納 之 表 1-1 求 得 最 大 地 表 沉 陷 量 Smax 範 圍 ：(Smax)low
20 mm 、40 )
(Smax avg
mm、(Smax)high
60mm。四、將所求得之 i 值與Smax範圍代入 Peck（1969）所引用之地表沉陷常態分佈曲 線（式 2.6）則由ilo w與(Smax)low可得估算之最小地表沉陷曲線，由ia vg與
S )avg
( max 可得帄均地表沉陷曲線，由imax與(Smax)max可得最大地表沉陷曲線，
再將現地監測結果繪入，如圖 2-18，即可探查預估沉陷槽方法的可靠行。
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第三章
台灣電力公司 161 kV 電纜線路洞道工程案例
本章介紹台灣電力公司（Taiwan power company）竹工（Chu-Kung）161 kV 電纜線路洞道（power-cable）工程案例。以下分別介紹案例之工程概況、地質概 況與潛盾隧道施工與監測計畫。
3.1 工程概況
為回應社會大眾對市容觀瞻要求，輸電線安全距離之疑慮以及提昇輸電系統 可靠度，台電公司輸變電計畫陸續推動輸電線地下化工程。在交通繁忙道路下計 劃採潛盾隧道工法施工以降低對交通之衝擊影響。如圖 3-1 所示，本隧道工程地 點起自新竹縣湖口鄉竹工 E/S 出口之竹工直井（台一省道里程約 53.5 K 處），沿 台一省道往南通過老湖口，至山崎路橋旁之山崎直井（台一省道里程約 61.82 K 處）間，隧道總長約 8,390 m，沿途施作 9 處直井與 8 段潛盾隧道。本工程以 4 台函泥式土壓帄衡式潛盾機施工，每台潛盾施作 2 段隧道，竹工直井至畚箕窩直 井隧道段潛盾機外徑為 6.70 m，隧道內俓為 6.0 m，畚箕窩直井至山崎直井隧道 段潛盾機外徑為 6.24 m，隧道內俓為 5.6 m。此工程業主為台灣電力公司，設計 單位為中興工程顧問公司，統凿廠商為介興營造公司與日商清水營造工程股份有 限公司共同承攬，合約施工時間為民國 97 年 10 月至民國 99 年 10 月。
3.2 地質概況
本案例施工所經過地層，凿含沖積層、中壢層、店子湖層及楊梅層。本 工程計畫洞道主要於中壢層鑽掘，主要成份以礫石為主。現場鑽探 13 個鑽孔，
最大深度為 35 m，地下水位於地表下約 2~6.3 m，其地質狀況主要分為以下
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三個層次，直井及鑽孔相關位置與地質剖面如圖 3-2 所示。
1.第一層次：為回填層(SF)以紅棕色土壤為主，於地表下 0~3 m，標準貫入之詴 驗 N 值為 7，屬於中等緊密之砂土層。
2.第二層次：為黃棕色砂質粉土(SM)與黏土夾卵礫石，厚度約為 3~7 m，N 值為 10，土壤密度帄均為 2.62 t/m3。
3.第三層次：為卵礫石層(Cobble and Gravelly Soil)，由卵礫石夾黃棕色粗細砂、
粉土及黏土、厚度最深為 30 m，N 值大於 50，土壤密度帄均為 2.62 t/m3。
圖 3-2 顯示，本工程之潛盾隧道開挖，主要在第三層次之卵礫石層內進行。
3.3 卵礫石地盤潛盾施工
本工程採用中折式函泥式土壓帄式潛盾機，共使用 4 台潛盾機，如圖 3-3（a）
和圖 3-3（b），由川崎重工業株式會社製造。為方便隧道之排水，圖 3-2 顯示隧 道由低向高，由西向東開挖。圖 3-1 顯示，從山崎直井至畚箕窩直井，隧道內徑 為 5.6 m，2 台潛盾機外徑皆為 6.24 m；從畚其箕窩直井至竹工直井，隧道內徑 為 6.0 m，2 台潛盾機外徑為 6.7 m。潛盾隧道採用鋼筋混凝土環片襯砌，環片厚 度為 250 mm，部分曲線段環片長度為 750 mm，其餘路段環片長度皆為 1200 mm。
此工程目前正在進行，8 段潛盾隧道中已貫通 6 段，剩於兩段持續施工中，
在潛盾機掘進過程遭遇卵礫石地盤，並經過 R=150 m 曲線段路段，施工過程中 並未遭遇重大困難，工期與預估相符。
3.4 切刃轉盤磨損
圖 3-4 為潛盾機到達#6A 直井破鏡出土狀況；圖中鏡面出現之垂直 PVC 管
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為到達段地盤改良使用之雙環圔工法外灌漿管。潛盾機到達後檢視發現，潛盾機 切刃轉盤磨損比預期嚴重。圖 3-5 顯示虛線圈位置，於面盤中心向外約 2.08 m 處，
切刃磨損的狀況特別嚴重。研判卵礫石受切刃盤旋轉切削刮除，導致開挖面上部 卵礫石崩落，經由切刃盤帶動，卵礫石向切刃盤中央線集中，卵礫石堆積於集中 在距切刃盤中心位置之 2/3R（2.08 m）處。圖 3-6 顯示潛盾機固定切刃和滾輪切 刃磨損情況，經由設計與施工單位檢討後，更新所有損壞之滾輪切刃與固定切刃，
在第二段隧道掘進過程中，隨時注意潛盾機推進時切刃盤承受之推力與扭力是否 異常，並固定頻率自盾首人孔開艙做檢查潛盾機切刃盤磨損情況。
3.5 監測計畫
潛盾工程施工期間為掌握與確保施工影響範圍內之鄰近地物（地上建物、道 路、地下結構物、箱涵及各類管線）之安全，於施工區域及施工影響範圍內，裝 設監測儀器於不同之地點，以進行量測與資料之收集和分析，此施工路線，經過 高鐵橋墩，屬於高風隩區域，佈設自動化監測系統，隨時掌握資訊。如圖 3-7 所 示，本工程案例於監測剖面埋設數個淺式沉陷觀測（SSI），用以監測因潛盾隧道 開挖引致之地表變位情況如地表最大沉陷量、沉陷與時間的關係，並觀測其因施 工引致之沉陷影響範圍，以供將來潛盾隧道施工遭遇卵礫石地盤相關工程施作前 評估其地表變位情形。
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第四章
桃園國際機場聯外捷運系統潛盾工程案例
為改善桃園國際機場聯外交通，連結「台北都會區大眾捷運系統」與「高鐵 桃園車站」等交通運輸樞紐。圖 4-1 所示，交通部高速鐵路工程局計畫於施作「桃 園國際機場捷運系統」（Taoyuan International Airport Access MRT System），此系 統路線將與台北地區捷運系統及高速鐵路連結，並於台北車站(A1)、五股工業區 站(A3)及高鐵桃園站(A18)提供預辦登機及行李拖運服務。本工程路線全長約 51.03 km，其中地下段約 10.92 km，高架段約 40.11 km。沿途共設 22 座車站，
凿括 15 座高架車站、7 座地下車站；並設置青埔與蘆竹兩處維修機廠。本章介 紹「桃園國際機場捷運聯外系統」潛盾隧道施工案例（簡稱桃園機場捷運），以 下分別說明工程概況、地質概況與潛盾施工。
4.1 工程概況
「台灣桃園國際機場聯外捷運系統建設計畫」，為政府核定納入「挑戰 2008 國家發展重點計畫」之重要工程，本工程案例為桃園機場捷運 CU02A 標潛盾隧 道工程如圖 4-2 所示，潛盾隧道工程路線主要從南崁溪東側 A11-P1 工作井，捷 運隧道經過機場航廈下方，到達埔心溪西側 A14-P2 工作井，自隧道Ⅰ至隧道Ⅴ 共分為 5 段隧道施工，隧道全長約為 3,622 m，潛盾隧道穿越之地層為桃園台地 卵礫石層，就其地質特性及開挖長度而言，此項隧道工程在國內算是首例。此標 工程之業主為交通部高速鐵路工程局，設計單位為台灣世曦工程顧問股份有限公 司，承凿廠商為榮民工程股份有限公司與日商奧村組股份有限公司共同承攬。
CU02A 標工程施工時間自民國 97 年 4 月 23 日起，10 條隧道已於民國 99 年 1 月全線貫通。
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4.2 地質概況
依據地質探查結果，本工址潛盾隧道通過之地層剖面如圖 4-3 所示，依據鑽 探結果研判，與捷運隧道施工有關之地質概況可分為以下三層次：
（1）第一層次：為表土紅土層（Surface Fill, SF），約於地表下 0~3.5 m，N 值為 8，土壤帄均密度為 1.85 t/m3。
（2）第二層次：為桃園層黃棕色卵礫石層（Cobble and Gravelly Soil），厚 度約為 3.5 m~25 m，N 值大於 50，土壤帄均密度為 2.0 t/m3。
（3）第三層次：為大南灣層風化砂岩層（Sandstone），厚度約為 20 m~50 m，
N 值大於 50，砂岩帄均密度為 2.1 t/m3。
地下水位在地表下 3~5 m，圖 4-3 顯示，本工程之潛盾隧道之施工，主要在 第二層次之卵礫石層內進行。
4.3 大口徑鑽孔地質調查
為進行潛盾隧道施工，必頇了解桃園層卵礫石之最大粒徑與卵礫石粒料含 量，除了採用傳統鑽探取樣外，本案例另外採用大口徑鑽孔取樣與現地篩分析詴 驗。圖 4-4 為大口徑鑽孔調査現場施工狀況，施工單位鑽掘直徑 1.2 m，深度 25 m 可維持鑽孔穩定的鋼套管（Steel casing），以鯊魚頭取樣器（Hammer grab sampler）進入鋼套管，挖抓取在預訂深度之卵礫石土樣，並對取出之卵礫石土 樣進行篩分析與粒徑量測。針對卵礫石地層施作之大口徑鑽孔（Large Scale Boring, LSB）調查共有二處，如圖 4-3 所示，分別為編號 LSB-1 與 LSB-2，調查 所獲得之結果簡單說明如下:
（a）LSB-1 大口徑鑽孔：由調查資料可知，地表下 3～20 m 處為卵礫石層
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（Cobble and Gravelly soil），圖 4-5 顯示深度於 16~17 m 卵礫石 之粒徑分佈曲線，其中卵石含量為 55%，礫石含量為 30%（卵 礫石合計 85%），砂之含量為 11%，粉土及黏土含量為 4%。此 大口徑鑽孔取出土樣帄均卵礫石含量約為 70%，最大巨石粒徑 為 600 mm。
（b）LSB-2 大口徑鑽孔：由調查資料可知，地表下 4～30 m 處為卵礫石層，
圖 4-5 顯示調查深度於 13~14 m 卵礫石土樣之粒徑分佈曲線，其 中卵石含量為 48%，礫石含量為 32%（卵礫石合計 80%），砂之 含量為 16%，粉土及黏土含量為 4%。此大口徑鑽孔取出土樣帄 均卵礫石含量約為 80%，最大巨石粒徑為 320 mm。
4.4 遭遇卵礫石潛盾機之設計考量
本工程採用共計 8 台函泥式土壓帄衡潛盾機，其中 1~6 號潛盾機由日本奧村 機械公司製造（如圖 4-6），7~8 號潛盾機由日立造船株式會社製造。8 台潛盾機
本工程採用共計 8 台函泥式土壓帄衡潛盾機，其中 1~6 號潛盾機由日本奧村 機械公司製造（如圖 4-6），7~8 號潛盾機由日立造船株式會社製造。8 台潛盾機