建議

（1）對於潛盾機於卵礫石地盤施工導致之最大地表沉陷 Smax之預估範圍，本研 究僅對被蒐集到之監測資料進行分析。因此，若施工遭遇之特殊狀況列如 隧道施工造成大型坍孔，沉陷行為和收集案例差異甚大時，即無法資據經 驗公式來評估最大地表沉陷量。

（2）本論文僅探討國內地表沉陷歷時監測資料與雙曲線模式關係，未來可蒐集 更多國外施工沉陷歷時資料進行模擬，以增加案例樣本之多元性。

（3）本論文依據現地沉陷監測結果建立經驗方法，未來研究可考慮利用數值分 析方法加以討論，以進行更全面性之研究。

參考文獻

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表1-1 地表最大沉陷量之預測值（after Fujita, 1982）

（黏土層中之實測值又依沉陷量之大小分成兩類，“ * ”為 Diluvial clays）

Predicted Surface Maximum Settlement and Errors（mm）

Additional

Measures Type of Soil

Open Shield Blind Shield Slurry Shield EPB Shield

Clay 100±30 40±20 40±10 60±25

Clay（*） 200±20 100±25 - 150±35

Clay and Sand 100±30 - 90±30 20±10 Not

Adopted

Sand - - - -

Clay - 30±20 - -

Sand 40±30 - - -

Adopted

Sand（*） 200±50 - - -

表2-1 潛盾機之分類與特性（蔡茂生, 1985）

表2-2 土壤粒徑分佈與潛盾機適用範圍（朱旭, 1984）

密閉式潛盾機

壓　氣 降低水位 壓　氣 灌　漿

Ａ　領 域 ◎ N<5 ◎ △ ○

B　領 域 ◎ △ ○

C　領 域 ○ ○ ○ ◎

D　領 域 ○ ○ △ ◎ ◎

E　領 域 △ ○ ○

F　領 域 △

手挖式、半機械式、機械式潛盾機

泥水加壓式 潛盾機

土壓平衡 式潛盾機

註：◎表示最適用。　○表示適用。　△表示適用但不經濟

型 式

輔助 工法 粒徑分佈

領 域

卵礫石

單位：mm

表2-3 潛盾機型式與適用土質、輔助工法之關係（日本土木學會, 1987）

表2-5 雙曲線參數 a 值建議表（吳俊德, 2008）

Recommended parameter a (day/mm)

Type of shield machine Additional

methods Type of soil Open shield Slurry shield EPB shield

Sand

^_

0.06 (2 cases) 0.08 ± 0.04 (13 cases)

Clay

^_

0.70 ± 0.08 (2 cases) 0.16 ± 0.07 (16 cases) Not

adopted

Soft clay

^_

0.23 ± 0.15 (4 cases) 0.09 ± 0.06 (18 cases) Sand 0.17 ± 0.12 (2 cases) 0.61 ± 0.18 (2 cases) 0.12 ± 0.08 (9 cases)

Clay

^{_ _}

0.58 ± 0.29 (5 cases)

Adopted

Soft clay 0.16 ± 0.03 (2 cases)

^{_ _}

P.S.: Additional methods: including Grouting method; Compressed-Air method and Dewatering method

。

Soft clay: N< 4 for SPT; Marine clay and Sensitive clay

。

表2-6 雙曲線參數 b 值建議表（吳俊德, 2008）

Recommended parameter b (1/mm)

Type of shield machine Additional

methods Type of soil Open shield Slurry shield EPB shield Sand - 0.10 ± 0.05 (14 cases) 0.06 ± 0.04 (29 cases) Clay 0.06 ± 0.03 (9 cases) 0.18 ± 0.08 (20 cases) 0.05 ± 0.02 (27 cases) Not

adopted

Soft clay - - 0.03 ± 0.01 (25 cases)

Sand 0.06 ± 0.03 (7 cases) - 0.03 ± 0.01 (12 cases) Clay 0.04 ± 0.02 (10 cases) - 0.03 ± 0.003 (5 cases) Adopted

Soft clay 0.01 ± 0.004 (9 cases) - -

P.S.: Additional methods: including Grouting method; Compressed-Air method and Dewatering method

。

Soft clay: N< 4 for SPT; Marine clay and Sensitive clay

。

表3-1 國外卵礫石地盤開放式潛盾機施工案例

Case NO.

工程名稱 工法 D (m) Z (m) L (m) 地質狀況 地表沉陷 (mm) 卵礫石含量 (%)

最大粒徑 (mm)

備註 參考文獻

O1 Tenohji-Benten Giant Sewer

Block 2(Division D), Osaka 手挖式 7.25 16.6~

21.6 35 gravel, sand,clay N.A. 60 N.A. 壓氣、灌漿、

冰凍工法

Kitamura and Ohbayashi

(1981)

O2 Rapid transit tunnels in

Cambridge, Massachusetts 半機械式 7.1 30 4,960 glacial till (boulder,cobble, gravel,dense sand,clay)

1 st < 10.7mm,

2 nd < 15.8 mm 60 N.A. Edgers et al.

(1984)

表3-2 國外卵礫石地盤泥水式潛盾機施工案例

gravel,sand 12 74~87 600

出現浮木、全

Southern trunk scheme, reservoir, Osaka

slurry 10 23 1,900 gravel,sandy soil,stiff clay

< 20 mm

表3-3 國外卵礫石地盤土壓平衡式潛盾機施工案例

boulder,cobble,gravel 10.5 88 400 藥劑灌漿、

機內灌漿設備

秋山中禧及 宮本和也

(1987)

E8 東豐線高速鐵路 EPB 6.56 N.A. ⁹⁴⁰ boulder,cobble,gravel ,sand

N.A. 62 500 無軸式螺運機 大森喜三雄 (1992)

表3-3 國外卵礫石地盤土壓平衡式潛盾機施工案例(續)

San Diego south bay ocean

outfall

EPB 3.65 50 5,790 San Diego formation

( boulders,cobbles,gravel,little fines ) N.A. 70 910

泡沫、切削齒

表5-1 新工超高壓變電所隧道工程使用潛盾機規格

表6-1 桃園國際機場捷運 1 號潛盾機切刃轉盤磨損統計表

（台灣世曦顧問2009）

切刃磨耗量（ｍｍ） 掘進速度及磨耗係數

棍子式

切刃齒

先行

切刃齒 刮削切刃

平均掘進 速度 (mm/min)

棍子式切刃 磨耗係數

（mm/Km）

總磨耗量（ｍｍ）計劃 40.06 17.7 17.7 2.4 0.052 總磨耗量（ｍｍ）實際 51.67 5.67 3.5 1.7 0.048

容許磨耗量（ｍｍ） 50 40 30

表7-1 國內外遭遇卵礫石潛盾施工案例

O1 Tenohji-Benten Giant Sewer

Block 2(Division D), Osaka 7.25 16.6~21.6 N.A. N.A. 60 N.A. N.A. 壓氣、灌漿、

冰凍工法

Kitamura and Ohbayashi (1981)

O2 Rapid transit tunnels in

Cambridge, Massachusetts 7.1 30 N.A. 15.8 45~65 N.A. N.A. Edgers et al. (1984)

S3 Southern trunk scheme,

England 2.15 18 N.A. N.A. 55 300 N.A. Lock (1988)

S4 大阪地下鐵7 號線 5.43 10.1~16 N.A. N.A. 90~92 300 N.A. 冰凍工法 二 重管灌漿工法

大倉利武

（1989）

S5 Hiranogawa underground

reservoir, Osaka 10 23 N.A. < 20 (出發

井附近) 60 100 N.A. 藥液灌漿、

切削齒更換 Hashimoto (1989)

表7-1 國內外遭遇卵礫石潛盾施工案例（續）

表7-1 國內外遭遇卵礫石潛盾施工案例（續）

表7-2 泥水加壓式(排泥管內排除方式)潛盾機之可排除最大粒徑

（摘自 陳福盛 et al.,1996）

潛盾直徑（m） 排泥(礫)管直徑(mm) 可排除最大粒徑(mm)

2.0～2.7 150 φ100×150l

2.7～3.5 200 φ150×250l

3.5～5.0 200~250 φ150×250l

5.0～6.0 250~300 φ200×300l

6.0以上 250~300 φ200×300l

註：φ 為短邊，l 為長邊

表7-3 土壓式潛盾機（帶式螺運機）之可排除最大粒徑

（摘自 陳福盛 et al.,1996）

潛盾直徑（m） 螺運機直徑

(mm)

可排除最大粒徑

(mm) 備 註

2.0～2.7 500 φ350×350l -

2.7～3.5 700 φ450×450l -

3.5～5.0 900 φ600×600l （有止水問題）

5.0～6.0 1000 φ700×700l （有止水問題）

6.0以上 1000 φ700×700l （有止水問題）

註：φ 為短邊，l 為長邊，為帶式螺運機

表8-1 開放式潛盾機遭遇卵礫石施工案例

O1 Rapid transit tunnels in

Cambridge, Massachusetts 7.1 30 15.8 4.23 0.22 45~65 Edgers et al.

S3 Hiranogawa underground

reservoir, Osaka 10 23 20 2.30 0.20 60 Hashimoto (1989)

表8-3 土壓平衡式潛盾機遭遇卵礫石施工案例

表8-3 土壓平衡式潛盾機遭遇卵礫石施工案例（續）

Case NO.

工程名稱 D (m) Z (m) Smax

(mm) Z/D Smax/D(%)

卵礫石含量 (%)

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E9 新竹竹科3 期之 3 污水下水道 2.48 4.5 18 1.81 0.73 55~80 中華顧問 (2001)

E10 新竹湖口工業區電纜線洞道工程 4.54 10.3 11 2.27 0.24 60~90 中華顧問 (2007)

E11 新竹新工超高壓變電所洞道工程 6.24 13.8 12 2.21 0.19 60~80 介興/清水營 造 (2009)

E12 桃園國際機場捷運CU02A 標 6.24 14.6 11 2.34 0.18 80~85 台灣世曦顧 問(2009)

表8-4 卵礫石地盤地表最大沉陷量建議表

Predicted Surface Maximum Settlement and Errors（mm）

Additional

Measures Type of Soil

Open Shield Slurry Shield EPB Shield Not

Adopted Geavel Soils

22±6(2 cases) 13(1 case) 17±6(4 cases)

Adopted Gravel Soils

20±8(2 cases) 16±6(8 cases)

P.S.: Additional methods: including Grouting method; Chemical grouting method;

Ground freezing method

。

Gravel Soils: Gravel content > 50%

。

表9-1 潛盾隧道於卵礫石層開挖引致地表沉陷歷時曲線之案例

Case Diameter Depth

S

_max

1/a a b

No. Project Title Monitored

Section D (m) Z (m) (mm) (mm/day) (day/mm) (1/mm) Reference SM101 2.48 4.30 25 10.85 0.0922 0.0394 中華顧問(2004) SM104 2.48 4.70 24 14.37 0.0696 0.0412 中華顧問(2004) SM107 2.48 4.75 26 13.68 0.0731 0.0382 中華顧問(2004) SM110 2.48 4.90 19 8.79 0.1138 0.0517 中華顧問(2004) SM113 2.48 4.90 24 9.69 0.1032 0.041 中華顧問(2004) SM116 2.48 5.15 13 23.87 0.0419 0.0765 中華顧問(2004) SM119 2.48 5.26 12 53.48 0.0187 0.0832 中華顧問(2004) SM122 2.48 5.30 14 12.33 0.0811 0.0706 中華顧問(2004) SM125 2.48 5.57 11 15.43 0.0648 0.0904 中華顧問(2004) E1 新竹竹科3 期之 2 污水下水道

SM128 2.48 5.64 12 19.08 0.0524 0.0904 中華顧問(2004)

表9-1 潛盾隧道於卵礫石層開挖引致地表沉陷歷時曲線之案例（續）

Case Diameter Depth

S

_max

1/a a b

No. Project Title Monitored

Section D (m) Z (m) (mm) (mm/day) (day/mm) (1/mm) Reference SG13 4.54 9.51 7.8 8.21 0.1218 0.1278 中華顧問(2007) SG15 4.54 9.86 8.6 15.06 0.0664 0.1157 中華顧問(2007) SG19 4.54 8.68 10.2 9.99 0.1001 0.098 中華顧問(2007) SG21 4.54 8.24 11.2 11.26 0.0888 0.0887 中華顧問(2007) E2 新竹湖口工業區電纜線洞道工程

SG27 4.54 9.20 6.8 67.57 0.0148 0.1473 中華顧問(2007) SM03 6.24 12.40 9.2 17.24 0.058 0.1073 介興/清水營造(2009) E3 新竹新工超高壓變電所洞道工程

SM04 6.24 16.32 6.3 5.43 0.184 0.1544 介興/清水營造(2009) SSL1008 6.24 7.72 11.3 18.45 0.0542 0.0887 台灣世曦顧問(2009) SSL1021 6.24 16.34 7.6 7.03 0.1423 0.1335 台灣世曦顧問(2009) E4 桃園國際機場捷運工程 CU02A 標

SSL1092 6.24 14.80 5.6 3.74 0.2673 0.1826 台灣世曦顧問(2009)

第一階段 第二階段 第三階段 第四階段 第五階段

(1)先行沉陷

開挖面前沉陷

(3)潛盾機通過時盾身摩擦造成之沉陷

(5)後續壓密沉陷 (4)盾尾空隙閉合所造成之沉陷

最 終 沉 陷

開挖面

盾尾 環片

(2)開挖面前隆起

G.L.

潛盾機

圖1-1 潛盾機掘進所引致地盤變位之分類（after Japan Society of Civil Engineers, 1996）

Shield Front Shield Body Shield Rear t

t

Pressure Ring Jack

Lining Segment

x

t：Lining Width x：Lap Length

△：Shield Thickness δ：Clearance

△＋δ：Tail Void

Ds：Outer Diameter of Shield Dr：Outer Diameter of Lining

t + x

△

Dr Ds

Newly Installed Lining Segment a. Excavation and Preceeding

b. After Excavation

b. After Excavation

在文檔中 潛盾隧道施工遭遇卵礫石地盤引致之地盤沉陷案例研究 (頁 77-188)