第四章 捷運車站深開挖鄰產保護案例探討
第四節 捷運新店線中正紀念堂站
台北捷運新店線中正紀念堂站(G11)工程屬 CH219 標之一 部份,其細部設計顧問為帝力凱撒/中興工程顧問社,施工承商 為九泰營造股份有限公司。本節內容亦一併包含緊接中正紀念堂 站之明挖覆蓋隧道工程。
一 、 中正紀念堂站 基 地 位 置 與 地 層 概 況
中正紀念堂站係位於台北市羅斯福路一段,約介愛國西路與 金華街間,如圖 4-4-1,站體全長約 350 公尺、寬約 25 公尺、開 挖深度約 24 公尺;站體南端接續之明挖覆蓋隧道(轉轍段),長 約 100 公尺、寬約 25/11 公尺、開挖深度約 24 公尺。
本站工址位於台北市區工程地質分區之淡水河二區(T2),為 典型之松山層,計有六個次層,由粉土質黏土層與粉土質細砂層 交互組合而成,如表 4-4-1。地下水位約位地表下 4 公尺左右。
圖 4-4-1 中正紀念堂站及明挖覆蓋隧道位置圖 (亞新工程顧問股份有限公司,1995)
表 4-4-1 中正紀念堂站簡化地層與地層參數一覽 (亞新工程顧問股份有限公司,1995)
層次 深度 m
土壤 分類
SPT N 值
γt
t/m3
c’
t/m2
φ’
deg.
su
t/m2 6 0~6.5 CL 5 1.90 0 32 1.0 5 6.5~16 SM 15 2.00 0 30 -- 4 16~21.5 CL 10 1.95 0 30 7.5 3 21.5~30 SM 18 2.00 0 32 -- 2 30~34 CL 21 1.95 0 32 17.0
二 、 中 正 紀 念 堂 站 深 開 挖 工 程 概 要
中正紀念堂站及明挖覆蓋隧道(轉轍段)之開挖施工係採半 逆打工法,亦即明挖覆蓋及開挖支撐至結構頂版位置後,先完成 頂版結構,再續用開挖支撐工法進行至最終開挖深度,由下而上 完成底版及中間樓版,如圖 4-4-2所示。站體及轉轍站之擋土連續 壁厚度皆為 120 公分,深度 41 公尺;除頂版結構亦兼支撐外,餘 使用之 H 型鋼內支撐均為七層。相關之擋土結構型式及施工時程 詳表 4-4-2;至於開挖支撐分區及各分區施工時程分別詳圖 4-4-3 及表 4-4-3。
表 4-4-2 中正紀念堂站擋土結構型式及施工時程 (亞新工程顧問股份有限公司,1995)
工區 擋土結 構型式
厚度 m
深度 m
開始日期 (年/月/日)
結束日期 (年/月/日) 站體 連續壁 1.2 41 81/01/04 83/02/01 出入口 A 連續壁 0.55 19 82/07/28 82/10/25 出入口 B 連續壁 0.55 19 81/12/17 82/04/02
鋼版樁 YSP III 13 84/05/05 84/05/18 連續壁 0.5 18 83/08/11 84/03/08 出入口 C 連續壁 0.55 21 81/05/08 83/10/20
場鑄樁 φ 0.8 20 83/08/19 83/12/25 出入口 D 連續壁 0.55 21 82/07/09 83/12/12 通風井 X 連續壁 0.55 24 84/03/25 84/04/20 通風井 Y 連續壁 0.55 21 82/12/21 83/06/07 轉轍段北側工區 連續壁 1.2 41 81/07/09 82/06/27 轉轍段南側工區 連續壁 1.2 41 81/10/07 81/12/02 轉轍段南北工區
間 連續壁 0.8 35.2 81/12/05 81/12/06
圖 4-4-2 中正紀念堂站施工剖面 (亞新工程顧問股份有限公司,1995)
圖4-4-3 中正紀念堂站開挖分區
表 4-4-3 中正紀念堂站分區開挖時程 (亞新工程顧問股份有限公司,1995)
施工 施工 施工起迄日期 (年/月/日)
順序 項目 U19~U15 U15~U9 U9~U4 U4~D2 D2~D8 D8~D12 D12~D18 1 第一階開挖 83/04/06
83/04/08
82/09/12
82/09/12 82/09/16
82/09/12 82/09/16
2 第一層支撐
架設
83/04/09 83/04/14
82/09/19
82/12/26 82/12/29
82/12/18 82/12/22
3 第二階頂版
開挖
83/04/08 83/04/11
82/09/26
83/01/13 83/01/20
83/01/10 83/01/15 4 頂版施作 83/07/16
83/09/10
83/07/21
83/04/02 83/04/23
83/04/01 83/04/26
5 第一層支撐
拆除
83/09/14 83/09/14
83/09/07
83/05/05 83/05/05
83/05/09 83/05/09 6 第三階開挖 83/09/15
83/09/21
83/09/08
83/05/06 83/05/08
83/05/10 83/05/12
7 第二層支撐
架設
83/09/21 83/10/04
83/09/15
83/05/08 83/05/09
83/05/12 83/05/15 8 第四階開挖 83/10/05
83/10/11
83/09/25
83/05/12 83/05/14
83/05/17 83/05/23
9 第三層支撐
架設
83/10/14 83/10/22
83/09/29
83/05/14 83/05/23
83/05/23 83/05/28 10 第五階開挖 83/10/24
83/10/29
83/09/30
83/05/25 83/06/06
83/06/03 83/06/07 11 第四層支撐
架設
83/10/30 83/11/12
93/10/16
83/06/06 83/06/14
83/06/07 83/06/16 12 第六階開挖 83/11/20
83/11/24
83/10/20
83/06/14 83/06/16
83/06/16 83/06/18 13 第五層支撐
架設
83/11/30 83/12/15
83/11/07
83/06/16 83/06/24
83/06/18 83/06/28 14 第七階開挖 83/12/17
83/12/22
83/11/30
83/06/24 83/06/28
83/06/28 83/07/02 15 第六層支撐
架設
83/12/23 84/01/04
83/12/07
83/06/30 83/07/06
83/07/02 83/07/08 16 第八階開挖 84/01/05
84/01/11
83/12/22
83/07/06 83/07/08
83/07/08 83/07/10 17 第七層支撐
架設
84/01/11 84/01/21
83/12/31
83/07/09 83/07/14
83/07/11 83/07/19 18 第九階底版
開挖
84/02/08 84/02/20
84/01/09
83/07/26 83/07/30
83/07/30 83/08/02 19 底版軌道版
施作
84/02/05 84/06/23
84/04/01
83/12/28 84/01/25
84/02/26 84/03/18 最終開挖
深度 23.4m 23.4m 23.4m 23.4m 23.4m 23.4m 23.4m
表 4-4-3 中正紀念堂站分區開/時程(續)
(亞新工程顧問股份有限公司,1995)
施工
順序 施工項目 明挖覆蓋隧道北側工區
施工起迄日期(年/月/日) 施工項目 明挖覆蓋隧道南側工區
施工起迄日期(年/月/日) 1 第一階開挖 82/09/12 ~ 82/09/16 第一階開挖 81/08/12 ~ 81/11/16 2 第一層支撐架設 82/09/16 ~ 82/09/19 第一層支撐架設 81/12/12 ~ 81/12/24 3 第二階開挖 83/01/15 ~ 83/01/18 第二階開挖 81/12/26 ~ 81/12/27 4 第二層支撐架設 83/01/18 ~ 83/01/20 第二層支撐架設 81/12/28 ~ 82/01/02 5 第三階開挖 83/04/06 ~ 83/04/16 第三階開挖 82/01/02 ~ 82/01//03 6 第三層支撐架設 83/04/16 ~ 83/04/19 第三層支撐架設 82/01/04 ~ 82/01/11 7 第四階頂版開挖 83/04/20 ~ 83/04/25 第四階開挖 82/01/28 ~ 82/01/31 8 頂版施作 83/05/27 ~ 83/07/13 第四層支撐架設 82/02/01 ~ 82/02/07 9 第五階開挖 83/07/21 ~ 83/07/26 第五階開挖 82/02/14 ~ 82/02/16 10 第四層支撐架設 83/07/26 ~ 83/08/09 第五層支撐架設 82/02/22 ~ 82/03/01
11 第六階第一區開
挖 83/08/14 ~ 83/08/20 第六階開挖 82/03/04 ~ 82/03/05
12 第五層第一區支
撐架設 83/08/21 ~ 83/08/27 第六層支撐架設 82/03/06 ~ 82/03/10
13 第六階第二區開
挖 83/08/27 ~ 83/08/29 第七階開挖 82/03/15 ~ 82/03/17
14 第五層第二區支
撐架設 83/09/04 ~ 83/09/12 第七層支撐架設 82/03/19 ~ 82/03/31
15 第七階第一區開
挖 83/09/14 ~ 83/09/17 第八階開挖 82/03/31 ~ 82/04/02
16 第六層第一區支
撐架設 83/09/18 ~ 83/09/30 下層軌道版施作 82/04/12 ~ 82/05/08
17 第七階第二區開
挖 83/10/02 ~ 83/10/06
18 第六層第二區支
撐架設 83/10/07 ~ 83/10/12
19 第八階第一區開
挖 83/10/16 ~ 83/10/20
20 第七層第一區支
撐架設 83/10/21 ~ 83/10/26
21 第八階第二區開
挖 83/11/05 ~ 83/11/07
22 第七層第二區支
撐架設 83/11/11 ~ 83/11/21 23 第九階底版開挖 83/11/26 ~ 83/11/29 24 底版軌道版施作 84/01/07 ~ 84/02/24
最終開挖深度 24.0m 最終開挖深度 24.3m
三 、 中 正 紀 念 堂 站 鄰 產 保 護 工 法
中正紀念堂站鄰近建物保護工程之主要標的物為緊鄰站體兩 側建物,如表 4-4-5 或圖 4-4-4 所示。圖 4-4-5 為施工承商採用擠 壓灌漿工法實施建物保護之平面配置圖。擠壓灌漿係由地面埋設 灌漿管於建物下方,埋設角度約與鉛垂線夾角 15~35 度,間距 3 公尺左右,再按表 4-4-4所示之灌漿配比,由下而上方式將灌漿材 料施灌至地層中,藉以頂起或增加地層密度,以減少建物後續之 沉陷。灌漿管埋設時機為建物沉陷達 15 公厘時進行,待建物沉陷 達 18 公厘時即進行擠壓灌漿。
建物保護準則主要遵循捷運局所訂定之「土木工程設計規範」
對於建物保護之規定:
(1) 建物總沉陷量不超過 25mm。
(2) 差異沉陷量若大於 15mm,其傾斜角須小於 1/500。
表 4-4-4 中正紀念堂站建物保護擠壓灌漿配比
(亞新工程顧問股份有限公司,1995)
材料 規格 配比(重量)
砂+沉泥 通過#4 且 15%~30%通過#200 30
飛灰 10
水泥 標準波特蘭水泥 3
水 以坍度為 4” 作控制
表 4-4-5 中正紀念堂站指定保護建物一覽表
(亞新工程顧問股份有限公司,1995)
建物名稱 建物編號 建物型式 基礎型式 基礎深度 東益南門大廈 A0872 RC (12F) 筏式基礎 6.5 m
南門大廈 A0877 RC (11F) 筏式基礎 5.7 m 金南門商業大樓 A0887 RC (12F) 筏式基礎 5.85 m 南門市場 A0888 RC (10F) 筏式基礎 8.9 m 喜美修車場 A0903-A0906 磚造 (2F) 獨立基腳 0.8 m 金華街民宅 A A0919-A0920 RC (3F) 聯合基腳 1.0 m 金華街民宅 B A0921-A0924 RC (5F) 聯合基腳 4.5 m 亞太銀行 A0925 RC (11F) 筏式基礎 5.65 m 勞保局 A0953-A0954 RC (13F) 筏式基礎 5.4 m 中央銀行 A0961 RC (10F) 筏式基礎 5.65 m 中正麗園大廈 A0966-A0968 RC (12F) 筏式基礎 5.6 m 裕民大樓 A0989 RC (11F) 筏式基礎 5.95 m 紡拓大樓 A0998 RC (17F) 筏式基礎 11.43 m 金門特產店 A0999 RC (4F) 聯合基腳 1.0 m 中華電腦公司 A1003 RC (4F) 聯合基腳 2.5 m
圖4-4-4 中正紀念堂站指定保護建物位置圖
圖4-4-5 中正紀念堂站建物保護擠壓灌漿施工位置圖 (亞新工程顧問股份有限公司,1995)