第七章 結論與建議
7.2 建議
1. 探討潛盾隧道施工造成沉陷之方法包括：理論解分析、數值模擬、經驗方法、
及離心機試驗法等，本論文僅採用經驗方法評估沉陷槽，建議未來可以採數 值模擬等研究方法來評估 DOT 造成之地表沉陷。
2. 本研究僅蒐集到 6 個 DOT 潛盾隧道施工造成之沉陷槽數據，資料較少，建 議未來研究可蒐集更多資料比對，增加研究結果之可靠性。
43
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表 2-1 潛盾隧道工法比較表(摘自日本隧道協會, 2004)
No
Item Single-tube Double-track Tunnel (For R = 11.62 m)
Single-tube Single-truck Tunnel (For R = 6.42 m)
DOT shield tunnel (For 6.42 m*11.62 m) Shape
of Tunnel
1 Area of Excavation
Upper and lower space unused Area = 105.99 m2
Medium Area = 64.7 m2
Least unused area Area = 61.617m2
2 Width of Excavation
For R = 11.62 m Width=11.62 m
For R=6.42 m and dearance=2R Width=23.24 m
Space between tunnels disturbed but unused
For 6.42 m*11.62 m Width=11.62 m
3 Depth of Shaft
Deep shaft needed for large circular excavation
Work Shaft shallower (2.60 m shallower)
Work Shaft shallower (2.60 m shallower)
4 Cost
Evaluation： ：Fair ； ：Better ； ：Best
49
表 2-2 單圓與 DOT 潛盾隧道環片比較表
Segment Single-Tube Single-track Tunnel DOT Shield Tunnel
Type and Number
A*several
Arc shaped bolts
( Diameter is generally between 16 ~ 36 mm)
Short bolts and Cast-iron Bolt Hole
Embedded Component
Thickness (mm) 250 300
Width (m) 1.0 1.2
表 2-3 沉陷槽寬度（i/R）與隧道中心軸深度（Z/2R）關係式之 k、n 值 (After Attewell, 1981）
Soil classification Soil volume loss
ratio ,Vs/Vt k n remark
below groundwater ignore groundwater
Vs：surface settlement troughs volume Vt：tunnel excavated volume
表 3-1 DOT 潛盾隧道工法案例表
51
表 3-1 DOT 潛盾隧道工法案例表(續)
53
Unit Weight (kN/m3)
Coefficient of Compressibility
Coefficient of Earth Pressure at
rest, Ko
Soil density ρ
Partical distribution Clay
Max Particle diameter
表 6-1 捷運單圓潛盾隧道平均掘進施工速率
55
表 6-3 DOT 潛盾隧道工法於曲線段之工率修正係數 (摘自日本隧道協會, 2004) 曲率半徑
r (m) r<60 60<r<100 100<r<150 150<r<200 200<r<300 r>300 修正係數
表 6-5 單圓雙孔及 DOT 潛盾隧道進尺費估價比較 DOT 潛盾機 30,000 45,547.6 31,340 30,800 30,000 30,713 反力座/環片組立 309.0 546 311.4 276 300 296 鑽掘工資 4,345.6 3,631.7 6,514.2 6,145.9 5,897.6 6,186 發進支架 142 90 225.8 216 200 214 潛盾機/附屬組立 12,767.2 520 1,320 1,080 1,000 1,133 背填灌漿 2,933.3 1,496.1 2,560.8 2,328 3,880 2,923 建物保護 900 - 1,200 1,200 2,000 1,467 潛盾機/附屬拆除 576 280 980 756 500 745 門型吊車 570 954 450 400 300 383
工作平台 80 100 44 43.5 50 46
襯砌環片 28,479.2 133,206.7 78,376 74,496 69,840 74,237 皂土漿材料 384.9 3,720.1 776 776 776 776 隧道清理 186.2 186.2 589.8 620.8 465.6 559 運輸設備 4,400 3,543.5 4,795 4,567.5 4,000 4,454 袪水系統 450 561.1 155 75 100 110 餘土處理 4,636.9 5,342.5 7,056.1 6,964.6 7,560.2 7,194 雜項費用 2,734.8 3,974 413.2 298.3 394.7 369 DOT 平均進尺費
(萬元/m) 60.50 131.25 88.34 84.44 82.00 84.93 單圓單孔隧道平均
進尺費(萬元/m) 22.8 23.7 31.2 32.7 36.0 29.28 單圓雙孔隧道平均
進尺費(萬元/m) 45.6 47.4 62.4 65.4 72.0 58.56
57
連續壁 t=0.6m，depth=14~28 m
8,510 2 隧道段 小計 1521.3m+1523.7m=3045m
斷面外徑 6.1m，環片厚 25 cm 採用二部潛盾機
89,316 共計 1552m
斷面 W*H=11.64m*6.4m；
環片厚 30cm，採用一部 DOT 潛盾機
連續壁(含地中壁) t=1.5m，depth=56 m
26,708 4 鏡面地盤
改良
共四處，兩處採用 CJG(or Super-Jet)，
另兩處採用 JSG
每處之厚 x 寬 x 高=2*(7m*11m*12m)
5,612 共四處，兩處採用 CJG(or Super-Jet)，
另兩處採用 JSG
每處之厚 x 寬 x 高=7m*17.5m*14m
4,432
5 連絡通道 連絡通道三處，採用冰凍工法
每處需用鋼環片 10 片，臨時安全門、
NATM 施工、4 道隔壁(Bulkhead)
33,379 3 處 350
Single-Tube Double-track Tunnel
DOT shield tunnel Single-Tube Single-track Tunnel
圖 2-1 DOT 潛盾隧道與單圓單線及單圓雙線潛盾隧道示意圖 (摘自日本隧道技術協會, 2007)
Cutter Spoke
Fish Tail Cutter Cutter Head
圖 2-2 DOT 潛盾機切刃盤配置示意圖
59
圖 2-3 Schematic diagram of shield. 1. Shield shell；2. Cutter head；3. Copy cutter；4. Replaceable earth pressure gauge；5. Fixed earth pressure gauge；6. Observation hole；7. Man lock；8. Globular injector；9. Central cutter；10. Thrust cylinder；11. Top segment support；12. Real circle retainer；13. Cutter head drive unit；14. Erector；15. Tail seal；16. No. 1 Screw conveyor；17. No. 2 Screw conveyor.
(after Chow, B., 2006)
圖 2-4 (a)為 X 型中折裝置示意圖 (b)為 V 型中折裝置示意圖 (摘自台灣世曦工程顧問公司, 2008）
圖 2-5 DOT 潛盾機之環片組立設備(摘自台灣世曦工程顧問有限公司, 2009) door type
erector cantilevered
erector
61
圖 2-6 DOT 潛盾機之切刃盤(摘自台灣世曦工程顧問有限公司, 2009)
圖 2-7 DOT 潛盾機之螺運機設備
圖 2-8 DOT 潛盾機之真圓保持器設備
圖 2-9 DOT 潛盾機千斤頂 Shield jacks
Correction jacks
63
圖 2-10 DOT 潛盾隧道使用之襯砌環片：(a)C 型環片、(b)B 型環片、(c)A 型環 片、(d)D 型環片
圖 2-11 DOT 潛盾隧道環片錯縫拼裝圖
(a) (b)
(c) (d)
C
D
B A
(a) 環間(一孔)預埋構件及螺栓 (b)片間(三孔)預埋構件及螺栓 圖 2-12 DOT 潛盾隧道環片銜接之短直螺栓和預埋構件 (摘自易永輝與林建華, 2008)
圖 2-13 DOT 潛盾隧道環片與預埋構件安裝示意圖
(after Yukinori Koyama, 2003)
65
圖 2-14 DOT 潛盾隧道環片組裝順序圖(摘自中嵨大與三木孝信, 2004）
單臂旋回式組立機
門型式組立機
C 型環片組裝 A 型環片組裝
A 型環片組裝 B 型環片組裝
D 型環片組裝
Rolling path
圖 2-15 DOT 潛盾隧道滾轉造成之軸線偏差示意圖
Correction Jack Shield Jack
圖 2-16 DOT 潛盾隧道修正千斤頂圖示 (摘自達欣/清水營造股份有限公司, 2008）
67
圖 2-17 DOT 潛盾隧道以修正千斤頂及單側加載環片修正 DOT 潛盾機滾轉
圖 2-18 DOT 潛盾隧道以超挖刀修正滾轉 Over-excavation by copy cutter
Over-excavation by copy cutter rolling
rolling rolling
correction jacks
rolling
圖 2-19 DOT 潛盾隧道以盾撬修正滾轉
Grouting
Grouting
rolling rolling
圖 2-20 DOT 潛盾隧道以環片灌漿修正滾轉 Shield pry
rolling rolling
69
Ground Surface
i 2i
-i -2i
Settlement,s
0
0
Smax
Centerline
Tunnel Diameter 2R Z
Point of Inflection (0.61Smax)
Volume of trough = 2.5i×Smax
圖 2-21 以誤差函數（常態分佈曲線）模擬地表沉陷槽（after Peck, 1969）
圖 2-22 不同土層下沉陷槽寬徑比（i/R）與隧道深徑比（Z/2R）關係圖 （after Peck, 1969）
圖 2-23 地下水以下砂質地盤潛盾施工引致之地表沉陷槽 (after Peck, 1969)
圖 2-24 軟弱土層隧道施工後所引致之土壤塑性範圍 (after Hoyaux and Ladanyi, 1970)
(a)第一條隧道施工引致之沉陷槽
(b)雙隧道施工引致之總沉陷槽
71
圖 2-25 隧道周圍土壤塑性區最大水平寬度對隧道直徑比(b/2R)與深度半徑比 (z/2R)之關係(after Hoyaux and Ladanyi, 1970)
圖 2-26 兩單圓潛盾隧道獨立引致之沉陷槽
0
2R Z
G.L. 0
Tunnel 1
Tunnel 2
Smax Smax
i 2.5i
0
2R z
G.L.
Tunnel 1
Tunnel 2
圖 2-27 以兩個相交之單圓潛盾隧道疊加模擬 DOT 隧道引致之地表沉陷槽
圖 2-28 以等面積單圓潛盾隧道模擬 DOT 隧道造成之地表沉陷槽
0
2.5i i
Z
2R G.L.
2R,equal area
Smax
73
圖 3-1 東京都有明北地區供給管共同管道建設工程使用之大直徑 DOT 潛盾機 (摘自日本潛盾工法技術協會,2004)
Arrival shaft
Shinonome multi-service tunnel National highway 357
National highway 357
Waterfront highspeed railway Shield center line
Departure shaft
Manhole
(the Tokyo Electric Power Compony) the Tokyo Electric Power
NTT tunneling 249.0m
圖 3-2 東京都有明北地區供給管共同管道建設工程 DOT 潛盾隧道路線圖 (摘自尾田俊雄及米井勇雄, 1993)
btp btc
btg btc btc
btg
No.2 No.6 No.5 No.4 No.3 No.1
Departure
75
0 100 200 300 400 500 600
Ring Number
-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6
R o ll in g A n g le ( d eg )
8th line, Shanghai Metro
Xiangyin station to Huang Xing verde station
圖 3-5 上海軌道交通八號線翔殷路站至黃興綠地站 DOT 潛盾機滾轉角度 (摘自張矚, 2004)
圖 4-1 桃園國際機場聯外捷運系統路線圖(摘自台灣世曦顧問公司, 2008)
圖 4-2 桃園機場聯外捷運 CA450A 標 DOT 潛盾隧道出發端隧道口
77
圖 4-3 桃園機場聯外捷運 CA450A 標 DOT 潛盾隧道
圖 4-4 桃園機場聯外捷運 CA450A 標三重台北段路線圖
圖 4-4 桃園機場聯外捷運 CA450A 標三重台北段路線圖