本研究旨在探討震動夯實所引致之土體密度及應力變化。為了模擬現地回填土夯實過程，
利用國立交通大學模型擋土牆設備進行試驗。本研究以氣乾渥太華砂作為回填土，回填土
高1.5 m，量測鬆砂在初始相對密度 Dr = 34 %時地表震動夯實對砂土密度與土壓力之影
響。並針對歷時 7 秒、20 秒、46 秒及 123 秒之地表震動夯實造成之土壤密度及應力進行量 測分析。依據實驗結果，本研究獲得以下結論。(1) 於鬆砂回填土中，土體之垂直及水平 有效應力分別可以
σ
v =γ
z 與 Jaky 公式估算。(2) 非凝聚性土壤中，因地表夯實所引致之土 體受力情況可用方形鋼椿受震動打樁的模式加以模擬。夯實過程中，地表隨之沉陷，直至樁底極限承載力 qp與震動夯實應力
σ
cyc達到平衡。(3) 隨夯實時間增加，相對密度等高線Dr = 36 %漸往深處發展，且土壤之最大相對密度Dr,max亦隨夯實時間增加而提高。(4) 夯 實時間越長，土體中殘餘之最大垂直及最大水平應力變化越大。此乃因為隨夯實時間增加，
夯實能量亦持續傳遞至土體內部。(5) 夯實後移除夯實機，可量得土體內部因夯實所引致
之殘餘應力。夯實時間漸增，最大垂直應力
Δσ
v位置自深度250 mm 漸向下移動至 350 mm處。本研究內容與計劃書完全相符。
本研究獲得數項創新發現，且具實用價值，充分達成計劃目標。將於近期內投稿至國 際知名期刊。參與研究的碩士班研究生籍此機會，習得大型基礎模型實驗與資料擷取之操 作，以及嚴謹審慎之實驗方法與獨立思考的能力，獲益匪淺。
可供推廣之研發成果資料表
□ 可申請專利 □ 可技術移轉 日期：98 年 10 月 31 日
國科會補助計畫
計畫名稱：震動夯實造成之土壤應力及密度變化 計畫主持人：方永壽 教授
計畫編號：NSC 97－2221－E－009－124－
學門領域：土木水利工程
技術說明 英文： This report studied the change of soil density and earth pressures due to vibratory compaction. Air-dry Ottawa sand was used as the backfill material. The height of backfill of Dr = 34 % was 1.5 m. Based on the test results, the following conclusions were drawn. (1) For a loose backfill, the vertical and horizontal earth pressures in the soil mass can be properly estimated with the equation
σ
v =γ
z and Jaky’s equation, respectively. (2) The compaction of a cohesionless soil with a vibratory compactor can be simulated with the penetration of a square steel pile driven with a vibratory pile hammer. (3) The depth of the contour of Dr= 36 % and peak Dr increased with increasing compaction time. (4) The peak
Δσ
v andΔσ
h increased with increasing compaction time. This is because, with increasing compaction time, more compaction energy was transmitted to the soil. (5) The point of peakΔσ
v, as the compaction time increased, moved downward slightly from the depth of 250 mm to the depth of 350 mm.推廣及運用的價值 本研究屬於基礎學術性研究，一年計劃完成，所獲研究成果將有助 於國內外基礎工程設計規劃之參考。
※ 1.每項研發成果請填寫一式二份，一份隨成果報告送繳本會，一份送 貴單位
行政院國家科學委員會補助參與國際學術會議報告
專題研究計畫補助編號：NSC 97-2221-E-009-124- 報告人: 方永壽教授
服務機構: 國立交通大學土木工程系所 職稱: 教授
會議名稱: 海峽兩岸軌道交通建設與環境工程高級技術論壇 舉辦地點: 杭州、中國
舉辦時間: 2008 年 11 月 4 日~ 7 日
支持單位:
中國土木工程學會
香港工程師學會岩土分部
台灣財團法人地工技術研究發展基金會
主辦單位:
同濟大學土木工程學院 上海申通地鐵集團有限公司 上海隧道工程股份有限公司 上海市土木工程學會
上海市土木工程學會地下工程專業委員會 中國土木工程學會隧道與地下工程分會
中國土木工程學會城市軌道交通技術推廣委員會 北京交通大學土木建築工程學院
天津大學建築工程學院 東南大學岩土工程研究所 浙江省土木建築學會 浙江大學建築工程學院
浙江省建築業行業協會地下工程分會 杭州市地鐵集團有限公司
浙江科技學院建築工程學院
攜回資料: 研討會論文集 1 冊(論文集封面頁如下)
國科會專題研究計畫補助編號：NSC 97-2221-E-009-124-
一、參加會議經過
與世界各國相比，中國大陸城市軌道交通建設设起步較晚，但是發展 迅速。近年大陸各大城市相繼掀起興建捷運(地鐵)系統的高潮。據初步統 計，至 2010 年為止，大陸各城市軌道交通的建設規劃總長度已超過 1,400 公里。
1.1 研討會緣起
為了交流大陸、台灣及香港在軌道交通建設(包含捷運、高速鐵路及 磁浮交通建设）的規劃、設計及施工安全控制、營運與管理等方面所累積 的寶貴經驗、以及所遭遇的問題。上海同濟大學土木工程學院、浙江大學 城市學院等 12 個單位經共同研究，聯合發起主辦「城市軌道交通建设與 環境境工程」高级技術論壇。
本次論壇是繼 2002 年 11 月在杭州舉辦的首屆「城市地鐵建設和環境 岩土工程」高级技術論壇之後的第二屆盛會。上一屆論壇，曾邀请了海峽 兩岸的院士、學者、及著名資深大地/捷運工程專家，探討捷運工程的規 劃、設計、施工、營運與管理諸多面所累積的相關技術和理論成果，獲得 了豐碩的成果。2008 年的技術論壇是海峡兩岸眾多地工名家討論捷運(地 鐵)建設的第二次盛會。
1.2 研討會主題
本次論壇共分為下列 10 個討論議題，發表經審查、具重要性的論文，
以促進海峽兩岸軌道工程學術界與工業界的跨領域交流，分述如下:
1. 特邀報告 2. 專論
3. 軌道交通線網站點規劃設計研究
4. 軌道交通建設政策法規及技術標準研究 5. 軌道交通風險管控與工程安全
6. 隧道施工控制與變形分析 7. 深開挖設計與施工
8. 軌道交通沿線近接施工影響研究 9. 列車減振減噪技術
10. 相關討論及其他
1.3 台灣與會者名單:
姓 名 職 稱 莫若楫 亞新工程顧問公司 董事長 黃南輝 亞新工程顧問公司 顧問 歐晉德 台灣高鐵公司 執行長 謝致德 台灣高鐵公司 副總經理
李建中 台灣世曦工程顧問公司 董事長 楊漢生 台灣世曦工程顧問公司 資深協理 周功台 台灣世曦工程顧問公司 經理
胡邵敏 三力技術工程顧問公司 首席資深顧問 鍾毓東 地工技術研究發展基金會 董事長 方永壽 交通大學工學院 院長
俞清瀚 富國技術工程公司 董事長 蘇鼎鈞 亞新工程顧問公司 經理 康思敏 亞新工程顧問公司 正工程師 陳晉源 中華民國道路協會 常務理事
李碧霞 地工技術研究發展基金會 執行祕書 廖美嬌 地工技術研究發展基金會 助理祕書
下圖為台灣與會者與研討會主辦人史佩棟教授在會場的合影。
1.4 知名學者專題報告
主辦單位邀請海峽兩岸三地數位知名的大地工程學者發表專題演 講，例如於 2008 年 11 月 5 日上午邀請中國中科院資深院士孫鈞報告「地 下鐵道工程施工及營運中的安全管理及風險整治」 ，台灣高鐵公司執行長 歐晉德博士報告「台灣高速鐵路營運策略與目標」 ，香港岩土工程學會主 席何毅良先生報告「香港鐵路網路拓展的歷程與挑戰」。三位大師級學者 的報告果然內容精采，與會者收穫甚為豐富。
二、與會心得 2.1 主持會議
報告人方永壽教授很榮幸的被大會指定為 2008 年 11 月 6 日(星期三) 上午 08:30 ~ 10:10 第一場研討的主持人，共同主持人為上海同濟大學地下 建設與工程系的束昱主任，主持工作進行的非常順利，下圖為主持人與共 同主持人在會場的合照。
2.2 報告人發表論文
報告人於 2008 年 11 月 6 日(星期四)下午 1:30 發表論文，報告人發表 的論文題目是:「台北捷運板橋線通風井破鏡工程事故與復舊」。論文藉由 台北捷運板橋線 CP262 標通風井破鏡工程意外事故，說明於都市軟弱土 層中進行地下隧道施工，可能的意外發生原因及復舊方式。於軟弱地盤中 施作潛盾隧道，因施工前地質調查作業不詳實、地盤改良施工品質不佳，
或地盤改良體存在水路等均可能造成意外事故發生，特別是在高地下水壓
三、考察參觀活動
主辦單位安排與會者於 2008 年 11 月 7 日(星期五)工程參觀，參觀主 題為目前全世界最長的跨海大橋:「杭州灣大橋工程」。
如下圖所示，杭州灣跨海大橋北起嘉興市，跨越寬闊的杭州灣海域，
止於寧波市，大橋於 2003 年開工建設，2008 年奧運會前建成通車。大橋
建成後，可縮短寧波至上海間的陸路距離 120 餘公里。
如下圖所示，大橋全長 36 公里，是目前世界上最長的跨海大橋。若 以時速 90 公里駕車通過，過橋需時 24 分鐘。報告人當天僅乘車快速通過，
且天候雨霧濛濛，視線欠佳，但是大家仍然可以感覺受此跨海大橋的工程 浩大與雄偉。
可惜大橋中途的海中觀景平台尚未完工，無法停車一窺跨海大橋的全 貌，有些遺憾。
四、特別活動
可能是應大陸官方的要求，主辦單位安排全體台灣與會者於 2008 年
11 月 6 日上午 11:00，至會場新僑飯店 17 樓天風閣餐廳，接受杭州市人
大常委會副主任及民革杭州市委主任委員陳重華女士(名片如下)的午宴
招待。在場參加特別活動的人士還有杭州市台辦領導數人，都是認真的執
行他們的工作。
五、附錄: 會議議程
第一场 1：30~
4：10
锺毓东 冯爱军
方永寿：台北捷运板桥线通风井破镜工程事故与复旧 陈汉丰：香港岩土工程监测技术的发展
谢致德：台湾高速铁路营运阶段噪音防制管理研究 康思敏：冲击力传递装置在捷运工程上的应用 尹学军：钢弹簧深置板技术的应用及其最新发展
俞暄平：上海市轨道交通4 号线事故与修复
沈林冲：杭州地铁深基坑工程的实践与认识
金国龙：基于地铁隧道的列车振动荷载确定方法研究
（每人20 分钟）
下 午
闭幕式 4：25~
5：15
李良杰
傅德明 李建中（大会学术总结）、史佩栋（闭幕词）
议程如有变更，请注意大会通知。
2008 海峡两岸城市轨道交通建设与环境工程高级技术论坛 (Shield Tunnelling Method)为主，为因应明挖覆盖工法对施工环境的冲击，及潜盾隧道费 用昂贵的困扰，亦有设计者将原来以岩盘为对象的新奥隧道工法(New Austrian Tunnelling Method，简称NATM工法)应用在软弱地盘上。以台北都会区捷运系统隧道工程为例，考虑
通风井A距新店溪行水区约340 m，为长23.5 m，宽23 m的结构物，以厚度l.2 m，深度55 m，
方永壽等:台北捷运板桥线 CP262 标通风井破镜工程意外事故与复旧
To BL5 Station Down-track
Bored Tunnel
Up-track Bored Tunnel
To BL4 Station
Accident Ventilation Shaft A SM
Ching-mei Gravel Layer SM/ML
Pizometric level for sublayer 5
Pizometric level for sublayer 3
Pizometric level for Ching-mei Gravel Layer
图2 工址地质剖面
2.1 地层概况
2008 海峡两岸城市轨道交通建设与环境工程高级技术论坛
Soil Layer Soil Type and Classification Soil Properties Topsoil and Sublayer 6 Silty clay
(CL/ML) N = 1-6, w = 23-28%, e = 0.6-0.8 Sublayer 5 Silty sand
(SM)
N = 6-16, w = 18-30%,e = 0.5-0.8 Gs = 2.71-2.75,k = 5.0x10-4 cm/sec Sublayer 4 Silty clay
(CL)
N = 6-10, w = 18-45% ,e = 0.6-1.2, wL = 42-49 wp = 22-27, Gs = 2.74 , k = 1.0x10-6 cm/sec Sublayer 3 Silty sand or sandy silt
(SM)
N = 13-35,w = 15-28% , e = 0.4-0.8 Gs = 2.70-2.74 , k = 1.0x10-4 cm/sec Sublayer 2 Silty clay
(CL)
N = 20-22, w = 34% , e = 0.83, wL = 40-45 wp = 13-16, Gs = 2.71-2.74
Sublayer 1 Silty sand or sandy silt (SM/ML)
N = 22-46, w = 21-28% , e = 0.4-0.8 Gs = 2.70-2.74 k = 2.5x10-4 cm/sec Sublayer 1A Clayey silt
(CL) k =6.5x10-6 cm/sec Additional CW1 Grouting
Down -Track Tunnel
方永壽等:台北捷运板桥线 CP262 标通风井破镜工程意外事故与复旧 成一锥状形凹陷，至7月17日04:00时，最大沉陷量估计已达6 m。意外事故除造成周边建物 损坏外，原已完成的上、下行隧道，亦因土层淘空而局部下陷受损，其中上行线隧道的环片
2.利用原为进行开挖作业，降低地下水位的4部抽水机抽水，于5hr内将约42,000 m3的水
2008 海峡两岸城市轨道交通建设与环境工程高级技术论坛
S=0.202 S=0.750 S=1.456 S=0.967 S=0.041
方永壽等:台北捷运板桥线 CP262 标通风井破镜工程意外事故与复旧
CB Grout Pipes
Cement-Bentonite L.W. Grout Pipes
Shield
Hydrocrete Retaining Wall Ventliation Shaft A
Mud
2008 海峡两岸城市轨道交通建设与环境工程高级技术论坛 提高土层的自立性。承商分别施作192支有效直径2.3 m，及276支有效直径1.8 m的CJG桩。
除上行隧道内因有No.2潜盾机及后续台车，灌浆管无法贯穿而无法施作外，地盘改良施作深 度自隧道上方4.5 m至隧道下方6.5 m，改良范围则由原到达段的CJG改良区延伸约47 m，涵 盖整个受损隧道的CB浆填塞区。
方永壽等:台北捷运板桥线 CP262 标通风井破镜工程意外事故与复旧
Vertical Freezing Pipe Thermal Sensors Pipe 10.0
Extra Vertical Freezing Pipe
unit : m Ventilation Shaft A
Inner Wall
Horizontal Freezing Pipe
1 11 Horizontal Temperature
Measurment Pipe Vertical Measurment Pipe
Up-track Tunnel
EL. 78.87
EL. 72.64
EL. 67.07
2008 海峡两岸城市轨道交通建设与环境工程高级技术论坛 通风井时覆土深度已达27.3 m，若再加上潜盾机的外径6.24 m，隧道最深处已达地表下33.54 m，潜盾机所在的松三次层地下水压约200 kPa。通风井潜盾机到达段镜面破除作业，必须在 体无围压缩试验结果显示，试验所得最高强度为5,320 kPa，最低为1,860 kPa，两者强度相 差3,460 kPa，显示施工质量参差不齐，有相当的差异。
方永壽等:台北捷运板桥线 CP262 标通风井破镜工程意外事故与复旧
如透地雷达(Ground Penetrating Radar)、震测法等，广泛应用至软弱地盘的隧道工程上，
以辅助传统的钻探调查。
行政院國家科學委員會補助參與國際學術會議報告
專題研究計畫補助編號：NSC 97-2221-E-009-124- 報告人: 方永壽教授
服務機構: 國立交通大學土木工程系所 職稱: 教授
會議名稱: 海峽兩岸軌道交通建設與環境工程高級技術論壇 舉辦地點: 杭州、中國
舉辦時間: 2008 年 11 月 4 日~ 7 日
支持單位:
中國土木工程學會
香港工程師學會岩土分部
台灣財團法人地工技術研究發展基金會
主辦單位:
同濟大學土木工程學院 上海申通地鐵集團有限公司 上海隧道工程股份有限公司 上海市土木工程學會
上海市土木工程學會地下工程專業委員會 中國土木工程學會隧道與地下工程分會
中國土木工程學會城市軌道交通技術推廣委員會 北京交通大學土木建築工程學院
天津大學建築工程學院 東南大學岩土工程研究所 浙江省土木建築學會 浙江大學建築工程學院
浙江省建築業行業協會地下工程分會 杭州市地鐵集團有限公司
浙江科技學院建築工程學院
國科會專題研究計畫補助編號：NSC 97-2221-E-009-124-
一、參加會議經過
與世界各國相比，中國大陸城市軌道交通建設设起步較晚，但是發展 迅速。近年大陸各大城市相繼掀起興建捷運(地鐵)系統的高潮。據初步統 計，至 2010 年為止，大陸各城市軌道交通的建設規劃總長度已超過 1,400 公里。
1.1 研討會緣起
為了交流大陸、台灣及香港在軌道交通建設(包含捷運、高速鐵路及 磁浮交通建设）的規劃、設計及施工安全控制、營運與管理等方面所累積 的寶貴經驗、以及所遭遇的問題。上海同濟大學土木工程學院、浙江大學 城市學院等 12 個單位經共同研究，聯合發起主辦「城市軌道交通建设與 環境境工程」高级技術論壇。
本次論壇是繼 2002 年 11 月在杭州舉辦的首屆「城市地鐵建設和環境 岩土工程」高级技術論壇之後的第二屆盛會。上一屆論壇，曾邀请了海峽 兩岸的院士、學者、及著名資深大地/捷運工程專家，探討捷運工程的規 劃、設計、施工、營運與管理諸多面所累積的相關技術和理論成果，獲得 了豐碩的成果。2008 年的技術論壇是海峡兩岸眾多地工名家討論捷運(地 鐵)建設的第二次盛會。
1.2 研討會主題
本次論壇共分為下列 10 個討論議題，發表經審查、具重要性的論文，
以促進海峽兩岸軌道工程學術界與工業界的跨領域交流，分述如下:
1. 特邀報告 2. 專論
3. 軌道交通線網站點規劃設計研究
4. 軌道交通建設政策法規及技術標準研究 5. 軌道交通風險管控與工程安全
6. 隧道施工控制與變形分析 7. 深開挖設計與施工
8. 軌道交通沿線近接施工影響研究 9. 列車減振減噪技術
10. 相關討論及其他
1.3 台灣與會者名單:
姓 名 職 稱 莫若楫 亞新工程顧問公司 董事長 黃南輝 亞新工程顧問公司 顧問 歐晉德 台灣高鐵公司 執行長 謝致德 台灣高鐵公司 副總經理
李建中 台灣世曦工程顧問公司 董事長 楊漢生 台灣世曦工程顧問公司 資深協理 周功台 台灣世曦工程顧問公司 經理
胡邵敏 三力技術工程顧問公司 首席資深顧問 鍾毓東 地工技術研究發展基金會 董事長 方永壽 交通大學工學院 院長
俞清瀚 富國技術工程公司 董事長 蘇鼎鈞 亞新工程顧問公司 經理 康思敏 亞新工程顧問公司 正工程師 陳晉源 中華民國道路協會 常務理事
李碧霞 地工技術研究發展基金會 執行祕書 廖美嬌 地工技術研究發展基金會 助理祕書
下圖為台灣與會者與研討會主辦人史佩棟教授在會場的合影。
1.4 知名學者專題報告
主辦單位邀請海峽兩岸三地數位知名的大地工程學者發表專題演 講，例如於 2008 年 11 月 5 日上午邀請中國中科院資深院士孫鈞報告「地 下鐵道工程施工及營運中的安全管理及風險整治」，台灣高鐵公司執行長 歐晉德博士報告「台灣高速鐵路營運策略與目標」，香港岩土工程學會主 席何毅良先生報告「香港鐵路網路拓展的歷程與挑戰」。三位大師級學者 的報告果然內容精采，與會者收穫甚為豐富。
二、與會心得 2.1 主持會議
報告人方永壽教授很榮幸的被大會指定為 2008 年 11 月 6 日(星期三) 上午 08:30 ~ 10:10 第一場研討的主持人，共同主持人為上海同濟大學地下 建設與工程系的束昱主任，主持工作進行的非常順利，下圖為主持人與共 同主持人在會場的合照。
2.2 報告人發表論文
報告人於 2008 年 11 月 6 日(星期四)下午 1:30 發表論文，報告人發表 的論文題目是:「台北捷運板橋線通風井破鏡工程事故與復舊」。論文藉由 台北捷運板橋線 CP262 標通風井破鏡工程意外事故，說明於都市軟弱土 層中進行地下隧道施工，可能的意外發生原因及復舊方式。於軟弱地盤中 施作潛盾隧道，因施工前地質調查作業不詳實、地盤改良施工品質不佳，
或地盤改良體存在水路等均可能造成意外事故發生，特別是在高地下水壓
下，地盤改良作業及品質扮演重要角色，大地工程師應特別注意。報告引
起與會者的興趣，可惜受限於大會的時間安排，與會者無法直接與報告人
討論，下圖為計畫主持人在會場報告的狀況。
三、考察參觀活動
主辦單位安排與會者於 2008 年 11 月 7 日(星期五)工程參觀，參觀主 題為目前全世界最長的跨海大橋:「杭州灣大橋工程」。
如下圖所示，杭州灣跨海大橋北起嘉興市，跨越寬闊的杭州灣海域，
止於寧波市，大橋於 2003 年開工建設，2008 年奧運會前建成通車。大橋
建成後，可縮短寧波至上海間的陸路距離 120 餘公里。
如下圖所示，大橋全長 36 公里，是目前世界上最長的跨海大橋。若 以時速 90 公里駕車通過，過橋需時 24 分鐘。報告人當天僅乘車快速通過，
且天候雨霧濛濛，視線欠佳，但是大家仍然可以感覺受此跨海大橋的工程 浩大與雄偉。
可惜大橋中途的海中觀景平台尚未完工，無法停車一窺跨海大橋的全 貌，有些遺憾。
四、特別活動
可能是應大陸官方的要求，主辦單位安排全體台灣與會者於 2008 年
11 月 6 日上午 11:00，至會場新僑飯店 17 樓天風閣餐廳，接受杭州市人
大常委會副主任及民革杭州市委主任委員陳重華女士(名片如下)的午宴
招待。在場參加特別活動的人士還有杭州市台辦領導數人，都是認真的執
行他們的工作。
五、 攜回資料: 研討會論文集 1 冊(論文集封面頁如下)
六、附錄: 會議議程
第一场 1：30~
4：10
锺毓东 冯爱军
方永寿：台北捷运板桥线通风井破镜工程事故与复旧 陈汉丰：香港岩土工程监测技术的发展
谢致德：台湾高速铁路营运阶段噪音防制管理研究 康思敏：冲击力传递装置在捷运工程上的应用 尹学军：钢弹簧深置板技术的应用及其最新发展
俞暄平：上海市轨道交通4 号线事故与修复
沈林冲：杭州地铁深基坑工程的实践与认识
金国龙：基于地铁隧道的列车振动荷载确定方法研究
（每人20 分钟）
下 午
闭幕式 4：25~
5：15
李良杰
傅德明 李建中（大会学术总结）、史佩栋（闭幕词）
议程如有变更，请注意大会通知。