新工超高壓變電所電纜線路洞道工程案例

5.2.1 工程概述

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5-7 所示，本工程地點 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62.2 K 處）

間，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 台加泥式 土壓平衡式潛盾機施工，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，統包廠商為介 興營造公司與日商清水營造工程股份有限公司共同承攬，設計單位為中興工程顧 問公司，施工時間為民國97 年 10 月至論文完成尚在施工進行中。

5.2.2 地質概況

本案例施工所經過地層，包含楊梅層、店子湖層、中壢層及現代沖積層。

現場鑽探13 個鑽孔最大深度為 35 m，地下水位於地表下約 0~6.3 m，其地質狀 況主要分為以下三個層次，直井及鑽孔相關位置與地質剖面如圖5-8 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 入試驗之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）與粘土夾卵礫石，厚度約為 3~7 m，

N 值為 10，土壤密度平均為 2.62 t/m³。

3.第三層次: 為卵礫石層（GP），由卵礫石夾黃棕色粗細砂、粉土及粘土，

厚度最深為30 m，N 值大於 100，土壤密度平均為 2.62 t/m³。 圖5-11 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。

5.2.3 卵礫石地盤潛盾施工

本工程採用中折式加泥式土壓平式潛盾機，共使用4 台潛盾機，如圖 5-9（a）

和圖 5-9（b），由川崎重工業株式會社製造。為方便隧道之排水，圖 5-8 顯示隧 道由低向高，由西向東開挖。圖5-7 顯示，從山崎直井至畚其箕窩直井，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。表 5-1 說明 2 種潛盾機之相關設計與規格。

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。圖 5-10 為潛盾機採用無軸式螺運 機之土艙進土口。

此工程目前正在進行，其中從山崎直井至#6 A 直井之潛盾隧道已貫通，全 程長約341 m，此段隧道於民國 97 年 11 月開挖至民國 98 年 3 月 27 日到達，歷 時約4 個月，此段潛盾機上方覆土深約為 10 m，隧道開挖造成之最大地表沉陷 量約為10 mm。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。

5.2.4 切刃轉盤磨損

圖5-11 為潛盾機到達#6A 直井破鏡出土狀況；圓中鏡面出現之垂直 PVC 管 為到達段地盤改良使用之雙環塞工法外灌漿管。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5-12 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 5-13 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。

5.2.5 工作井施作

傳統工作井施工多以順打或逆打等工法，其施工時間相當長，影響工程施 工工期，經評估後決定採用新工法─沉箱工法施作。圖 5-14（a）與（b）顯示為 山崎直井、#4A、#5A 與#6A 直井之頂視圖和側視圖，中間為反力作之架設位置，

圓形工作井外側直徑為19.6 m，內側直徑為 1.7 m，沉箱厚度為 1.3 m。圖 5-15 顯示工作井施作初期怪手開挖情形，圖 5-16 顯示為沉箱壁體尚未澆置混凝土實 際狀況，圖 5-17 顯示沉箱主體（工作井）施作完成之情形。施做沉箱工法，預 期能降低工程成本、縮短工時，並且提升施工之能力，但可能遭遇箱體沉降力量 不均勻、沉箱垂直度偏移與扭曲難以修正，導致產生沉箱節塊接合處額外受力或 滲漏。本工程採用沉箱工法施作至完工進度與情況良好，可當作將來遭遇卵礫石 工作井工法採用之選擇。

5.2.6 氣泡加泥工法

加泥式土壓平衡潛盾工法，主要將加泥材加壓注入開挖面以提高開挖面土 層之止水性，並塑造開挖面土層之塑性及流動性。在同時維持開挖面壓力的狀態 下，一方面驅動潛盾機之切刃機頭進行隧道之鑽掘作業。加泥系統為加泥式土壓 平衡潛盾機之基本配置，根據過去施工經驗，在卵礫石層採用加泥的措施效果並 不佳，土艙內切削土體經常堵塞導致潛盾機無法正常掘進，若加泥量過大則導致 掘進速率降低，施工成本增加。有鑒於此，採用在加泥的基礎系統上增加泡沫系 統，利用加入泡沫改善土體粒狀構造，吸附在土體顆粒之間的氣泡可以減少土體 顆粒的摩擦，增加切削土體的黏聚力。圖5-18 顯示由實際試驗中，加泡沫 100%、

30%與未加泡沫土壤比較，發現加入泡沫後土壤坍度明顯增加。在實際施工時，

可依據地質的變化，加泥、加泡沫或同時加入，以求達到最佳之施工效果。

第 六 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6-1 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」，此系統將與台北地區捷運系統及高速鐵路連結。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 下分別說明工程概述、地質概況與潛盾機施工所遭遇之問題及解決方案。

6.1 工程概述

本工程為桃園機場捷運CU02A 標潛盾隧道工程，如圖 6-2 所示，潛盾隧道 工程路線主要從南崁溪東側工作井（A11-P1），沿途經過機場航廈下方，到達埔 心溪西側工作井（A14-P2），共分為 5 段隧道施工，隧道全長約為 3,605 m。此 標工程之業主為交通部高速鐵路工程局，承包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，設計單位為台灣世曦工程顧問股份有限公司。

CU02A 標工程施工時間自民國 97 年 4 月 23 日起，至論文完成時尚在施工進行 中。

6.2 地質概況

圖6-3 標示，本案例潛盾隧道施工所經過之地層，包含桃園層（礫石層）與 大南灣層（風化砂岩層），地下水位約位於地表下3~10 m。本工址潛盾隧道通過 之地層剖面如圖6-3，依據鑽探結果研判，地質概況可分為以下三層次：

（1）第一層次：為表土紅土層（SF），約於地表下 0~3.5 m，N 值為 8，土 壤平均密度為1.85 t/m³。

（2）第二層次：為黃棕色礫石層（GP）（桃園層），厚度約為3.5 m~25 m，

N 值大於 50，土壤平均密度為 2 t/m³。

（3）第三層次：為大南灣風化砂岩層（大南灣層），厚度約為 20 m~50 m，

N 值大於 50，砂岩平均密度為 2.1 t/m³。

圖6-3 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與第三 層次之風化砂岩層內進行。