化學灌漿對深開挖引致工程行為之影響(II)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

化學灌漿對深開挖引致工程行為之影響(II)(第 2 年)

研究成果報告(完整版)

計 畫 類 別 ： 個別型

計 畫 編 號 ： NSC 95-2221-E-151-020-MY2

執 行 期 間 ： 96 年 08 月 01 日至 97 年 09 月 30 日

執 行 單 位 ： 國立高雄應用科技大學土木工程系

計 畫 主 持 人 ： 熊彬成

計畫參與人員： 助理教授-主持人(含共同主持人)：熊彬成

碩士-兼任助理人員：呂冠霖

碩士-兼任助理人員：陳立綱

報 告 附 件 ： 赴大陸地區研究心得報告

出席國際會議研究心得報告及發表論文

公 開 資 訊 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，1 年後可公開查詢

中 華 民 國 97 年 12 月 11 日

1

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫

■ 成 果 報 告

□期中進度報告

化學灌漿對深開挖引致工程行為之影響

(II)

Influence on engineering behaviours induced by deep

excavations from chemical grouting (II)

計畫類別：█ 個別型計畫 □ 整合型計畫

計畫編號：NSC95-2221-E-151-020-MY2

執行期間：2006 年 08 月 01 日至 2008 年 09 月 30 日

計畫主持人：熊彬成

共同主持人：

計畫參與人員：呂盛清、呂冠霖、陳立綱

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：█精簡報告 □完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、列

管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，█一年□二年後可公開查詢

執行單位：國立高雄應用科技大學 土木系

中 華 民 國 九十七 年 十二 月 十 日

2

一、中、英文摘要

(i) 計畫中文摘要（關鍵詞：地盤改良、抽水、地下水壓、側向變位、地表沈陷）

本研究就高雄捷運

CO2 區段標中，具地盤改良之 SUO08 車站通風井 X 之深開挖工程為

案例，根據現地觀測資料，針對其開挖行為，探討地盤改良的成效。由觀測結果顯示，於開挖

區下方施作封底灌漿，除可有效的降低回水速率及減少開挖區外側的地下水壓之變化外，亦可

降低擋土壁體側向變位與地表沉陷量。除此之外，支撐的即時架設，應該也是變位無大幅增加

的原因。

(ii) Abstract (Key words: Ground improvement, pumping, pore pressure, lateral deformation,

surface settlement)

Based on the study of a case history in deep excavations at shaft X of SUO08 station in Contract

CO2 of Kaohsiung metro, it is recommended that a soil plug formed by chemical grouting inside the

excavation can successfully reduce inflow quanity of groundwater as well as to reduce influence on

pore pressure outside the excavation. Both of lateral wall deformation and surface settlement are

reduced also. In addition, no further delay of installation of horizontal props is also tjought to be

one of important reasons for generating limited deformation of the excavation.

二、計畫目的

在進行深開挖工程時，在愈挖愈深的情況下，往往會引致壁體的側向變位以及開挖區外地

表沉陷的問題，進而對開挖區及鄰近建物造成若干的影響。然而，近年來，在具有深厚軟弱砂

層的高雄地區，常在深開挖工程中，利用化學灌漿的方法來進行地盤改良，藉此方式來降低對

開挖區及鄰近建物的影響及損害，以達到保護的作用。

三、化學灌漿成效探討

1.工程概況

研究案例接近高雄捷運

SUO08 車站，SUO08 車站位於中正一路與福德二路口，規劃為一

地下兩層，長約

208 公尺、寬約 21 公尺的島式月台車站，開挖深度約 22 公尺。車站共設有六

處出入口以及

X、Y 兩處通風井。

研究案例為站體及

B 處出入口旁之通風井 X，依開挖深度的不同，又將通風井 X 分為 X1

及

X2 兩區，然而 X1 區又依設置地中壁之位置，被劃分為 X1-1 至 X1-5 等五個分區。開挖方

式採取順打式明挖覆蓋工法，最大開挖深度為

26.2 公尺，開挖擋土設施採厚 0.8 公尺、深 42

公尺之的連續壁。另外，考慮到基地土層主要為高透水性的軟弱砂質地盤，且緊鄰狀況不佳的

建物(博愛國宅)，為了確保通風井開挖施工之工作性，並且降低對鄰近環境的影響，於連續壁

南側與緊鄰的博愛國宅間施作補強灌漿（JSG 與 CCP），並於基地內側施作地中壁改良工法，

但根據抽水試驗結果發現預定的抽水規劃仍無法將水位降至預定深度，故施工承商，除將通風

井

X 之結構體深度抬升至 20.1 公尺，及採七階段開挖、六階段支撐方式施作(如圖一)之外，

並於連續壁底端深度

39～42 公尺間施作地盤改良。

2.土層概述

3

本基地依據地質調查資料顯示，地質條件主要以粉質細砂為主，偶夾砂質粉土或粉質黏

土，可概分為以下幾層：

(1) 地表至地表下 1.60m 間為回填土層，SPT-N 值約為 7。

(2) 地表下 1.60m~10.50m 間為黃棕至灰色粉質中細砂偶夾粉質黏土，SPT-N 值介於 7~17 之間。

(3) 地表下 10.5m~28.5m 間為灰色粉質細砂偶夾砂質粉土，SPT- N 值約在 10~21 之間。

(4) 地表下 28.5m~39.5m 間為灰色粉質細砂偶夾粉質黏土，SPT-N 值約為 14~27 之間。

(5) 地表下 39.5 m ~50m 間為灰色粉質中細砂，SPT-N 值約為 27~38。

地層剖面資料請參考圖一。

3.地盤改良

本案例原規劃最大之開挖深度為

26.2m(X1 區集水坑區域)，但在施作抽水試驗時，發現無

法將案例區域內之水位順利的降至預定深度，因此，本案例之承商根據抽水試驗結果、地層情

況與水文特性，為確保本案例開挖施工之工作性與安全性，並降低對鄰近環境的影響之考量

下，對本案例之施工擬定了以下之因應措施：

(1)將結構體深度，由原來的最大開挖深度 26.2m 提升至 20.1m。

(2)於開挖內側之連續壁底端深度 39m～42m 間施作地盤改良。

3.1 地盤改良工法概述

本案例採用二重雙環塞灌漿工法(sleeve grout，亦稱雙柵管灌漿工法)之化學灌漿工法

(chemical grouting method)來進行地盤改良，地盤改良工作之平面配置圖和剖面圖，請參考

圖二及圖三。

雙柵管灌漿工法之概要及特徵如下：

(1)概要

a.為現行灌漿工法中可靠度最高，且對已完成之連續壁影響最低之灌漿工法。

b.鑽孔口徑約 100mm，利用灌注外管(Sleeve Pipe)可施灌多種灌漿材料於需要之位置。

(2)特徵

a.可以依照計畫之範圍，均勻的施灌灌漿材料。

b.沿灌注外管上下，可選擇任意之灌注位置。

c.同一位置可灌注不同種類之材料。

d.可依注入量和注入壓做綜整判斷，必要時施作補灌。

3.2 地盤改良之施工數量與範圍

本案例地盤改良之注入率、灌漿數量及改良範圍之說明如下：

(1)注入率

如表一所示，在砂層內改良的灌漿量，建議範圍為

31.5％~40.5％，本案例之總灌漿

率設定值為

40％。因此，根據過去施工經驗，第一階段和第二階段所採用之注入率，如

表二所示：

(2)施工數量

本案例地盤改良所採用之施工參數及灌注數量，請參考表三和表四所示。

(3)改良範圍

本案例地盤改良施作之範圍位在開挖內側，連續壁底部往上厚度約

3m(地表下

39m~42m，灌注孔編號 A1~A83)，以及連續壁外單元接縫處(地表下 3.5m~33.5m，灌注孔

編號

B1~B20)。

4.大地監測系統

在開挖施工過程中，土壤因開挖而產生解壓的行為，因此對地盤會造成若干程度的影響，

然地盤行為是一個工地施工成敗的關鍵，亦可能直接影響到鄰近結構物的安危，所以在深開挖

工程中，除了針對地盤行為進行相關監測(如擋土壁體的側向變位、開挖區外的地表沉陷、水

位及水壓力的變化等)外，也會就鄰近結構物的部分進行相關的監測(如建物的沉陷、角變量、

傾斜率及水平應變等)。

一般而言，深開挖工程中裝設監測系統，主要是為了確保開挖之穩定，及避免影響附近建

物與公共設施的安全，並可確認開挖設計的條件及追蹤其長期之行為。本案例中所裝設的監測

儀器包括：土壤中傾度管、地表及結構物沉陷點、水位觀測井、電子式及豎管式水壓計等。圖

四為本案例監測系統之平面配置圖。

5.觀測行為

本節將根據於現地之觀測資料，對開挖過程所引致的地盤及鄰房反應，做相關敘述和說明。

5.1 擋土壁與土壤的側向變位

一般而言，擋土壁體的位移與土壤的側向變位，可以經由擋土壁壁體內傾度管(SID)與土

壤中傾度管(SIS)量測所得。在本案例中共安裝了三支傾度管，但經整理後發現，僅有 SID014

所提供的觀測資料較為完整與正確且可信度較高，因此，本案例僅探討藉由

SID014，所得之

觀測資料得側向變位。

SID014 於各施工階段的累積側向變位，請參考圖五所示。在各開挖階段下，壁體最大側

向變位由第一階段的

6.6mm，在開挖結束後，增加到 10.6mm，其壁體變形曲線，由未架設支

撐前之第一階段開挖的懸臂式位移曲線，在支撐架設後，轉變為支撐式變形曲線。

再者，由觀測資料中發現到，本案例的

δ

_hmax

/

H

之比值僅約

0.05%，相較於過去對砂層

開挖之類似案例所統計的結果，

δ

_hmax

/

H

約在

0.1%~0.3%(林永光等人，2001)，本案例的

H

hmax

/

δ

似乎有明顯偏低的現象，在此推測可能的原因為

SID014 位在開挖的轉角處，可能

會受到角隅作用之影響。再者，該開挖區域的幾何形狀相當狹小，最大寬度僅

8m，且本案例

還施作地盤改良(地中壁)，這些因素都可能導致擋土壁側向位移的減少。另外，根據本案例的

開挖支撐進度得知本案例在開挖支撐的施工過程中，並沒有延遲架設支撐情形，這也是側向變

位沒有大幅增加的可能原因之一。

4

5.2 地表變位

在本案例中，因開挖區周遭均有建物圍繞，在觀測地表沉陷上有一定的限制及困難度，因

此僅能配置一組觀測斷面，即由

SM013~SM030 等沉陷點所組成之觀測斷面。從圖六可知最大

地表沉陷為

39.3mm。然而，從圖六的觀測結果中，可發現由通風井開挖工程引起的地表沉陷

量，幾乎只有數公釐，主要之地表沉陷量都是在連續壁導溝施作，以及車站主體開挖時所造成

的。

由於本案例在開挖過程中，造成的最大沉陷量(

δ

_vmax

)和最大壁體變位(

δ

_hmax

)之比值，似

乎與

Ou et al.(1993)所指出，

δ

_vmax

/

δ

_hmax

的比值約

0.5～0.75 之間，以及姚仁川(2005)根據高

雄的開挖案例中，建議在砂質地盤中開挖，若採順打方式施作且無支撐延遲時，

δ

_vmax

/

δ

_hmax

值約為

0.5，似乎不太一致，推測其原因可能是由於觀測斷面位於開挖的角落，角隅效應大幅

降低了地表沉陷量，以及車站開挖和結構體興建時，所進行的抽水-回水動作，在通風井開挖

時，即造成抽水-回水-再抽水的行為，造成解壓-加壓的動作，導致土壤的勁度增加，而降低地

表沉陷量的產生。

5.3 孔隙水壓變化

一般在深開挖過程中，尤其是在砂質地盤下開挖，大多都必須在開挖區內降水來降低水壓

力，以確保開挖的穩定，並避免上舉破壞。然根據滲流理論，在開挖區內降水後，於連續壁外

側某個範圍內之水壓力亦會隨著降低。水壓力的量測，是可以透過水位觀測井、電子式及豎管

式水壓計等監測儀器來量得。因此，本案例將利用安裝於開挖區內外側的電子式水壓計(PS)

及豎管式水壓計(ELP)來的觀測結果，來進行說明。

圖七及圖八為開挖內外側，於開挖過程中所觀測到的孔隙水壓變化曲線。因為本案例在進

行第三次抽水試驗與地盤改良時，所有裝設於開挖區內側的水壓計皆遭受到損壞，也因此在開

挖區內側的水壓變化，只能從第四次抽水試驗階段重新開始觀測。在進行第三次抽水試驗時，

開挖區外側的孔隙水壓有明顯的起伏變化。但經過地盤改良完成後，進行第四次抽水試驗時，

開挖區外側的孔隙水壓變化的情形(圖七)，就已不再復見。

然而，在開挖區內側的孔隙水壓變化的部分，除了

ELP-007 之外，開挖內側的孔隙水壓

隨著開挖的持續進行而有逐漸降低的現象，但在開挖完成後，孔隙水壓因停止抽水的關係，而

有逐漸回升的現象。此外，因為

ELP-007 裝設的位置是在通風井的 X1-1 區，最大開挖深度為

12.3m，該區在開挖到達預定深度後，因沒有進一步抽水的需要，而停止抽水的動作，這即為

ELP-007 所觀測到的孔隙水壓未與其他水壓計(ELP-008~ ELP-010)同時下降的原因(圖八)。

6.綜合討論

本案例在進行抽水試驗時，因為部分抽水井無法正常運作，而導致第一次及第二次的抽水

試驗，皆無法將地下水位有效的降至預定深度。因此，將抽水井修復完成後，隨即進行第三次

抽水試驗，然而，由第三次抽水試驗的觀測記錄顯示，若按照既有的抽水計畫，在

X1-2 及 X1-3

等分區的地下水位，仍無法順利被抽降至預定的開挖深度下方，故施工承商決定於連續壁底

端，往上施作

3.5m 厚的地盤改良，作為封底灌漿，來降低回水速率，以利將地下水位降至預

定深度，並同時著手進行第四次抽水試驗。

X1-2 及 X1-3 等分區之第三次及第四次抽水試驗水位-高程歷時曲線，如圖九~圖十二所

示。比較兩次的抽水試驗結果，可發現第三次抽水試驗在停止抽水後

12 小時所回升的水位，

5

在第四次抽水試驗中，需

48 小時的時間才能回升至相同的水位。這顯示出施作於連續壁底端

的地盤改良，對於阻隔開挖區外流入的地下水，是有效的。另外，比較第三次及第四次抽水試

驗期間，發現在施作封底灌漿後，區外地下水壓降低的情形皆小於未施作封底灌漿前。故於連

續壁底端施作

3.5m 之封底灌漿，除了能有效的降低回水速率外，亦能減少開挖區外的地下水

壓之變化。

7.結論與建議

(1)根據 SUO08 車站通風井 X 的觀測資料，並加以分析探討後，發現在本案例的連續壁底部施

作封底灌漿，除了可以有效的降低回水速率外，亦能減少開挖區外的地下水壓之變化。

(2)根據 SUO08 車站通風井 X 的觀測資料，經加以整理分析探討後，發現本案例的建物沉陷略

大於地表沉陷。此結果與周漢鍇(2004)及賴明輝(2005)的研究相符，但與 Hsiung(2002)及黃

子毓(2003)之研究不盡相同，推測原因可能因受車站主體及通風井開挖之影響下，導致土壤

受擾動致使強度降低，且獨立基腳之應力集中致使建物沉陷略大於地表沉陷。

(3)根據 SUO08 車站通風井 X 的觀測資料，經加以整理分析探討後，發現本案例所得之

H

hmax

/

δ

與

δ

_vmax

/

δ

_hmax

比值，皆較其他案例來的低，推測可能的影響原因有：(a)角隅效

應致使壁體變位與地表沉陷量大幅降低；

(b)施作地盤改良(地中壁)可能導致擋土壁側向位移

的減少，並進而降低了地表沉陷量；(c)幾何形狀相當狹小，最大寬度僅 8m；(d)在開挖過程

中，沒有支撐架設延遲的情形；(e)通風井開挖前，有抽水-回水-再抽水的行為，造成解壓-加壓的動作，導致土壤的勁度增加。

(4)本研究中，在 SUO08 車站通風井 X 案例的部分，由於施作地中壁與封底灌漿的關係，對於

開挖及鄰房所造成的影響較小，故建議在與本案例類似的地質條件進行深開挖工程時，可

考慮對基地下方與建物周圍，先行施作地盤改良之輔助工法，以利工程之進行，及可避免

對緊鄰的建物造成損害。

四、參考文獻

1. Hsiung, B.C., 2002, “Engineering performance of deep excavation in Taipei”, PhD thesis,

University of Bristol, UK.

2. 高雄捷運股份有限公司，2003，高雄都會區大眾捷運系統紅橘線路網建設案橘線 CO2 區

段標統包工程，

「補充地質調查成果報告」

。

3. 林永光、呂芳熾、郭晉榮、黃志祥，2001，

「深開挖工程災變原因探討及對策」

，地工技術，

第

87 期，第 73-~80 頁。

4. 姚仁川，2005，高雄地區深開挖工程行為研究－以高雄捷運 O6、O7、O8 車站為例，國

立高雄應用科技大學，碩士論文。

5. 周漢鍇，2004，

「淺開挖與樁式地中壁施工引致之軟弱地盤變位及鄰房反應」

，國立台灣科

技大學，碩士論文。

6. 賴明輝，2005，明挖覆蓋深開挖引致之軟弱地盤及鄰房反應之現地監測研究，國立台灣科

技大學，碩士論文。

6

7

7. 黃子毓，2003，「連續壁施工引致之地盤變位與鄰房安全問題探討」，國立台灣科技大學，

碩士論文。

表一 二重管工法於各土層之注入率

土質

N 值

間隙比(％)

填充率(％) 灌漿率(％)

疏鬆～中等

0～50

40 90 36.0

砂礫石

中等～緊密 50 以上

35 90 31.5

疏鬆～中等

0～30

45 90 40.5

砂

中等～緊密 30 以上

35 90 31.5

疏鬆～中等

0～4

70 40 28.0

黏性土壤

中等～堅硬

4～8

60 40 24.0

「土木工程估算基準手冊」平成

17 年度版(財團法人建設物價調查會出版)

表二 第一階、第二階之注入率

項目

注入率(％)

備註

第一階

CB 灌注

₁₅

填充較大的空隙

第二階

SL 灌注

25

溶液型滲透灌注

合計

₄₀

表三 雙環塞灌注之參數

注入工法

雙環塞工法

注入方式

1 徑式(1 shot)

注入階段長

_Step=0.33m

注入單位吐出量 q=8~15L/分

CB -

硬化時間

SL

GT＝0～60 分之間(因土壤 PH 值而異)

注入管理

流量壓力管理測定裝置

CB

第一階注入材

注入材料

第二階注入材

SL

表四 雙環塞工法之灌注數量

注入率

注入量

位置

面積

(m

2

)

改良土量

(m

3

)

CB SL CB

SL

底盤部

_{141.00 423.00 15％}

25％

_{63450 L 105750 L}

底盤部(側壁)

79.00 237.00 15％

30％

33550 L

71110 L

CB 注入量小計

_{99000 L}

SL 注入量小計

176850 L

注入量總計

275850 L

8

圖一 SUO08 車站通風井 X 開挖支撐施工剖面圖

圖二 SUO08 車站通風井 X 地盤改良平面配置圖

圖三 SUO08 車站通風井 X 地盤改良 A-A 斷面之剖面圖

SID: Inclinometer in wall SIS: Inclinometer in soil SB: Benchmark for building Settlement

SM: Surface Settlement point VG: Vibration gauge PS: Standpipe piezometers ELP: electrical piezometers

TI: tilt meter

圖四 SUO08 車站通風井 X 監測系統之平面配置圖

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-2

0

2

4

6

8

10

1

側向壁體變位 (mm)

深度

(m

)

2

一階開挖至2.1m 二階開挖至4.7m 三階開挖至8.6m 四階開挖至11.6m 五階開挖至15.1m 六階開挖至18.1m 七階開挖至20.1m

圖五 SUO08 車站通風井 X 壁體內傾度管 SID014 各開挖階段之側向變位

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10

距連續壁之距離 (m)

地表沉陷量

(mm)

0

開挖施工前 一階開挖至2.1m 二階開挖至4.7m 三階開挖至8.6m 四階開挖至11.6m 五階開挖至15.1m 六階開挖至18.1m 七階開挖至20.1m

圖六 SUO08 車站通風井 X 沉陷點 SM013~SM030 斷面各開挖階段之地表沉陷

13

0 2 4 6 8 10 06/3/10 06/4/24 06/6/8 06/7/23 06/9/6 06/10/21 06/12/5 量測日期 水壓 高程 ( m , bgl ) . PS10 PS11 PS12 PS13 PS14

圖七 SUO08 車站通風井 X 開挖外側之孔隙水壓變化曲線

0

5

10

15

20

25

30

35

06/9/10

06/9/30

06/10/20

06/11/9

06/11/29

06/12/19

量測日期

水壓高程

(m

, b

gl

)

.

ELP-007 ELP-008 ELP-009 ELP-010

圖八 SUO08 車站通風井 X 開挖內側之孔隙水壓變化曲線

14

圖九 SUO08 車站通風井第三次抽水試驗 X1-2 分區水位歷時曲線

圖十

SUO08 車站通風井第三次抽水試驗 X1-3 分區水位歷時曲線

70.0 75.0 80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 105.0 110.0 -12 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228 240 歷時 t ,小時 水 位 高 程 E L , m 0 50 100 150 200 250 300 350 400 ELP-2,(30m) W-2,(28m) 地表高程 X1區開挖 流量,#1-2 流 量 m3

圖十一 SUO08 車站通風井第四次抽水試驗 X1-2 分區水位歷時曲線

70.0 75.0 80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 105.0 110.0 -12 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228 240 歷時 t ,小時 水 位 高 程 E L , m 0 50 100 150 200 250 300 350 400 ELP-3,(30m) W-3,(28m) 地表高程 X1區開挖 流量,#7B 流量,1-3

圖十二 SUO08 車站通風井第四次抽水試驗 X1-3 分區水位歷時曲線

16

赴大陸地區研究心得報告

計畫編號 95-2221-E-151-020-MY2

計畫名稱

化學灌漿對深開挖引致工程行為之影響(II)

出國人員姓名

服務機關及職稱

國立高雄應用科技大學土木系助理教授熊彬成

出國時間地點

2008 年 4 月 8 日晚間九點鐘抵達上海浦東國際機場起，到 4 月 12 日下午離

開上海為止

大陸地區

研究機構

上 海 同 濟 大 學 岩 土 工 程 學 系 所 舉 辦 的 "International Symposium on

Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground,

IS-Shanghai 2008"國際研討會。

工作記要：

國科會補助 2008 年出國報告

報告人: 國立高雄應用科技大學土木系助理教授熊彬成

本次參訪，由西元 2008 年四月八日晚間九點鐘抵達上海浦東國際機場起，

到四月十二日下午離開上海為止，共計三天三夜。主要的行程可區分為兩大主

題，一是四月九日拜會上海交通大學土木系、英國土木工程學會(ICE)上海分會、

上海市隧道設計院、上海建工集團，並且參觀長江隧道工程。第二部份則是在四

月 十 日 到 十 二 日 參 加 由 上 海 同 濟 大 學 岩 土 工 程 學 系 所 舉 辦 的 "International

Symposium on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground,

IS-Shanghai 2008"國際研討會。

四月九日上午首先在上海交通大學教授，也是 ICE 上海分會秘書長林少培

博士，以及上海市隧道設計院胡章喜副院長的陪同下，前往位在浦東區長江旁的

長江隧道工地參觀。為了連接長江口外的崇明島和上海市，以便擴展上海的腹

地，上海市政府於十多年前開始規劃連接崇明島和上海市的交通動線，並且於西

元 2005 年開始施工。整個計畫的規劃為"南隧北橋"，在南段，亦即上海市和長

興島之間，興建 8.95 公里長的隧道；在北段，亦即長興島和崇明島之間，興建

一座斜張型跨江大橋予以連接。

考慮到報告人的專長，本次參訪著重在南段隧道參訪。本計劃的業主為長江

橋隧建設公司，隧道的設計者為上海市隧道設計院。為了確保設計上的安全性，

又另外聘請茂盛(Maunsell)工程顧問來擔任諮詢顧問。

本計劃南段隧道長 8.95 公里，是以直徑十四公尺的潛盾機(目前為全世界最

大的)鑽掘。兩部潛盾機一前一後由浦東出發，其中一部目前已順利到達長興島，

另外一部也僅剩下數百公尺即可到達。隧道主軸的深度大概在地表下 23~30 公尺

之間，主要在沈泥質粘土中掘進。值得一提的是本計劃除了採用鑽進是採用全世

界現在尺寸最大的潛盾機來施作外，單次掘進長度也是全世界最長的。此外，為

了降低風險，在幾個高風險項目，如隧道防水，和聯絡通道施工上，都採用最保

險的方式(如採用冷凍工法)來進行。

隧道所採用的環片每環有 10 片，環片的寬度為 2 公尺，厚度為 65 公分。隧

道本身的結構可概分為三層。最上層是通風廊道，中間是公路隧道，最下層則供

電纜，鐵路和逃生之用。在參觀完本工地後，回到上海市區用午餐。四月九日的

下午在林少培教授的陪同下，繼續拜訪了上海交通大學土木系與 ICE 的中國訓

練中心(ICE- CTC)，由 ICE 中國訓練中心主任胡昊教授與副主任黃真教授接待。

上海交通大學土木系原本是中國最古老的土木系，但在 50 年代因院校重整而關

閉，之後到 80 年代又重新復系，目前在上海地區已經是除了同濟大學外，最有

規模的土木系。有鑒於中國涉外工程的增加，與 ICE 在海外的影響力，在 2005

年上海交通大學和 ICE 合作成立 ICE 中國訓練中心，該中心除了出版相關土木

工程期刊和書籍，舉辦工程參訪和演講活動，以及協助編印分會年報外，也成功

組織數期培訓班，希望為幾個中國重量級的營建集團，如中國港灣集團、上海建

工集團、上海城建集團、上海現代集團、北京建工集團等，為這些集團培養具國

際觀與專業能力的工程師。

在離開上海交大後，報告人又前往 ICE 上海分會拜會，由 ICE 上海分會會

長，也是上海建工集團的蔣志權董事長接見，在座的還有上海城建集團的白雲總

工程師與英國 Hyder 工程顧問公司上海分公司負責人王之宏博士。上海建工和上

海城建集團都是 ENR 排名前 50 名內的公司(台灣最大的營造公司榮工公司還排

不進前 100 名)，且由於涉外工程眾多(上海建工集團剛完成在柬埔寨 200 公里長

的公路工程，上海城建集團則在印度德里捷運參與 BC-25，BC-32 與 AMEL-C5

三個標，反觀我國則僅有大陸工程在德里捷運拿下 BC-16 一個標)，因此對工程

師國際化訓練的推動上，不遺餘力。該兩個集團在推動公司內部國際化上的作

法，以及和學校間的合作，是很值得台灣產業界與學界做借鏡的。

從四月十日到十二日的中午，報告人轉往上海同濟大學參加 IS-Shanghai

2008 國際研討會。並應邀在本研討會中，以"Observations of deep excavations in

sand"為題，發表口頭報告。來自台灣參加本研討會的代表，還包括東南亞大地

工程學會主席，也是亞新工程顧問公司副總經理秦中天博士(擔任 general

reporter)，以及中原大學土木系馮道偉教授。除了來自當地的貴賓外，來參加本

研討會的大地工程界知名人物還包括國際土壤力學與大地工程學會現任主席

Pinto 教授，還有 TC28 委員會的主席 Kastner 教授（Kastner 教授是目前台灣常

用的開挖分析軟體 RIDO 的重要開發成員之ㄧ）。本次的與會者有兩百多人，來

自於將近 20 個國家。研討會的 Keynote Speech 和演講者，分別為：

(1) “Overview of Shanghai Yangtze Rive Tunnel Project” given by Mr. R. Huang.

(2) “Supportive excavations in clay-from analysis to decision-making” given by

Professor M. Bolton.

(3) “Processes ground a TBM” given by Professor A Bezuijen.

(4) “Underground Construction in decomposed residual soils” given by Professor I.

M. Lee.

此外，更安排 6 場 general reporter 的報告，讓所有與會者對本次研討會所收

錄的文章都能有簡單了解的機會。

以下，就簡要的說明報告人對參與本次研討會的重要心得。

(1) 大部份深開挖和潛盾工程所能收集到的案例，還是以黏土為主，以砂土做為

背景的，非常罕見，也有值得進一步探討之必要。

(2) 現地實驗的結果，可以有效的作為設計和分析參數之用。因此，有加強推廣

高品質的現地實驗的需要。

(3) 土壤的非線性行為，在模擬深開挖和潛盾工程時，仍扮演非常重要的角色。

(4) 由於操作介面較為簡單，PLAXIS 已有凌駕 FLAC，成為最受大家歡迎的軟體

的趨勢。

(5) 三維分析可以得到較準確的結果，但因操作方便，節省時間，仍有許多人以

二維分析來替代三維分析。

(6) 風險評估在未來的地下工程，將扮演越來越重要的角色。

(7) 因為鄰近建物/地下結構物的重要性，已有相當的分析將地上/地下結構物放入

分析模式中一併分析，而非過去的 Greenfield analysis。

照片一

長江隧道工程 (背景為潛盾機頭)

照片三

拜會 ICE- CTC

照片五

舉辦 IS- Shanghai 國際研討會的同濟大學

附件一

Schedule of Dr. Benson Hsiung, ICE Taiwan

Visiting ICE Shanghai Branch

(9

th

April, 2008)

8th April:

20:30

Arrival at Shanghai Pudong Intn. Airport by Dragon Air, flight

KA437

Dr. Guanlin Ye receives guest from airport.

Check-in Hanting Express Hotel (955 Fanyu Road near Hong Qiao Road )

9

th

April

7:40am Meeting Professor Lin Shaopei at Hanting Express Hotel

8:00am Departure from Faculty Club of Shanghai Jiao Tong University for

Tunnel

Meeting with Mr. Hu Zhangxi (胡章喜), Deputy Director, Shanghai

Tunnel Engineering Design Institute.

Mr. Alex Mitchell, Director, Ecological Planning & Design

Department, Arup, Shanghai and other 4 Arup colleagues.

9:15am Arrival of Yantze Tunnel Administration Bureau

9:30-11:00am Visiting the site of Yantze River Tunnel

11:00-12:30am Return to downtown Shanghai

12:30-13:30pm Lunch Feast

14:00-16:30pm Visiting ICE China Training Centre and Institute of Engineering

Management, Shanghai Jiao Tong University

Meeting with Dr. Hao Hu(胡昊), Director, ICE China Training Centre（CTC）

Dr. Zhen Huang（黄真）, Deputy Director, ICE –CTC

Prof. Lin Shaopei(林少培), Director General, ICE Shanghai

Prof. Shuilong Shen（沈水龙）

，Department of Civil Eng. SJTU

Dr. Guanlin Ye (叶冠林) ，Department of Civil Eng. SJTU

Introduction of ICE-CTC by Dr. Huao Hu, Director, ICE-CTC

Introduction of ICE-CPD program by Dr. Zhen Huang, Dean of CPD

Program

17:30-18:30pm Visiting ICE Shanghai Branch

Meeting with Mr. Jiang Zhiquan (蒋志权)，Chairman, ICE Shanghai Branch

Prof. Lin Shaopei(林少培), Director General, ICE Shanghai

(On behalf of Mr. Geoffrey Mills, ICE China representative)

Dr.Bai Yun(白云)，ICE Shanghai Board Director

Mr.Xia Jun (夏均) ，ICE Shanghai Board Director

Dr. Hao Hu(胡昊), Director, ICE China Training Centre（CTC）

Dr. Zhen Huang（黄真）, Deputy Director, ICE –CTC,

ICE Shanghai Board Director

Dr. Mark Wang（王之宏）

，ICE Shanghai Board Director

Introduction of ICE activities in Taiwan by Dr. Benson Hsiung

Introduction of ICE activities in Shanghai by Prof. Lin Shaopei

18:30-20:00pm Dinner Feast hosted by Mr. Jiang Zhiquan, Chairman of ICE

Shanghai Branch

附件二

9 April 2008

(Wednesday)

Registration

08:00-22:30 Venue: First floor of Days Hotel

Meeting of TC28 Committee

15:30-18:30 Venue: NO.3 meeting room of Days Hotel

10 April 2008

(Thursday)

Registration

08:00-18:30 Venue: Sino-France Center

Opening Ceremony

Chair: C .W. W. Ng

09:00-09:30 Venue: “12.9” auditorium

Coffee, Posters & Exhibition

09:30-10:00 Venue: “12.9” auditorium

10:00-11:00 R. Huang - “Overview of Shanghai Yangtze River Tunnel Project”

Special Lectures

Chairs:R.Mair and Z.Y.Chen Venue:“12.9” auditorium

10:00-12:00

11:00-12:00 M. Bolton -“Supportingexcavations in

clay-from analysis to decision-making” Lunch Break

12:00-13:30 Venue: The third floor of Days Hotel

13:30-14:00 R. Finno - “Analysis and numerical modeling of deep excavations”

14:00-14:30 T. Hashimoto — “Construction method,

ground treatment, and conditioning for tunneling” General Reports

Chairs:H.Quick and H.L.Liu Venue: Room C201 Sino-France

Center

13:30-15:00

14:30-15:00 A. Sfriso — “Case histories” Coffee, Posters & Exhibition

15:00-15:30 Venue: Sino-France Center

Session A: Physical and numerical modeling

Chairs: R.Pang and M.X.Zhang

Venue: Room C201 Sino-France Center

Parallel Sessions 15:30-18:00

Session B: Construction method, ground treatment, and conditioning for tunneling

Venue: Room C301 Sino-France Center

Session C: Case histories

Chairs: J.Stangding and S.L.Shen Venue: Room C401 Sino-France Center

18:30-19:30 Welcome Reception Venue: The third floor of Days Hotel

11 April 2008

(Friday)

08:00-18:30 Registration Venue: Sino-France Center

08:30-09:30 A. Bezuijen — “Processes around a TBM” 08:30-10:30

Special Lectures

Chairs: R.N.Taylor and L.D.Yang Venue:Room C201 Sino-French

Center

09:30-10:30 I.M. Lee —“Underground construction in

decomposed residual soils”

10:30-11:00 Coffee, Posters & Exhibition Venue: Sino-France Center

11:00-11:30 C.T. Chin — “Safety issues, risk analysis, hazard management and control”

11:30-12:00 R. Pang — “Physical and numerical

modeling” 11:00- 12:30

General Reports

Chairs:A.Guilloux and F. Zhang Venue: Room C201 Sino-France

Center

12:00-12:30 R. Kastner — “Calculation and design methods, and predictive tools”

12:30-14:00 Lunch Break Venue: The third floor of Days Hotel

Session A: Safety issues, risk analysis, hazard

management and control

Chairs:E.Li and G. Zheng

Venue: Room C201 Sino-France Center

Session B: Analysis and numerical modeling of deep excavations

Chairs: J.P.Hsi and J.H.Wang

Venue: Room C301 Sino-France Center

14:00-16:00 Parallel Sessions

Session C: Calculation and design methods and predictive tools

Chairs: K.J.Bakker and W.M.Ye

Coffee, Posters & Exhibition

16:00-16:30 Venue: Sino-France Center Special Session of Big projects

Chairs:Y.Bai and W.Q.Ding

16:30-18:30 Venue: Room C201 Sino-France Center

Closing Ceremony

Chair: R.Kastner

Venue: Room C201 Sino-France Center

18:30-18:50

Closing remarks by R.Mair and G.B.Liu

Banquet

Chair: M.S.Huang

Venue: The Banqueting Hall of the Crowne Plaza Hotel

19:30-21:30

Fudan

12 April 2008

(Saturday)

Technical visits Shanghai Yangtze River Tunnel

Engineering

Meeting point: The entrance of Sino-France Center 08:15-11:30

Guider: Y. Huang, J.X. Wang,X.J.LI & J.F.Chen

Lunch Break

12:30-14:00 Venue: The third floor of Days Hotel

10 April 2008 (thursday)

Chairs:R.Mair and Z.Y.Chen

Special Lectures 10:00-12:00

Venue: “12.9” auditorium

10:00-11:00 R. Huang — “Overview of Shanghai Yangtze River Tunnel Project” Special

11:00-12:00 M. Bolton —“Supportingexcavations in clay-from analysis to decision-making” Lectures

Lunch Break

12:00-13:30 Venue: The third floor of Days Hotel

Chairs:H.Quick and H.L.Liu

General Reports 13:30-15:00

Venue: Room C201 Sino-France Center

13:30-14:00 R. Finno — “Analysis and numerical modeling of deep excavations”

14:00-14:30 T. Hashimoto — “Construction method, ground treatment, and conditioning for tunneling”

General Reports

14:30-15:00 A. Sfriso — “Case histories”

Coffee, Posters & Exhibition

15:00-15:30 Venue: Sino-France Center Parallel Sessions

15:30-18:00 Venue: Sino-France Center C201/C301/C401 15:30-18:00 Parallel Sessions---Physical and numerical modeling

Chairs: R.Pang and M.X.Zhang , Venue:Room C201 Sino-French Center

Parallel Sessions

P.Caporaletti, A.Burghignoli, G.Scarpelli, R.N.Taylor - "Assessment of tunnel stability in layered

ground" (IS-352)

K. Date, R.J. Mair, K. Soga-"Reinforcing effects of forepoling and facebolts in tunneling" (IS-296) J.H. Du, H.W Huang - " Mechanical behavior of closely spaced tunnels - laboratory model tests

and FEM analyses" (IS-173)

T. Kasper, P.G. Jackson - " Stability of an underwater trench in marine clay under ocean wave

impact" (IS-002)

S.D. Lee, D.I. Kim -" Behavior of Tunnel Due to Adjacent Ground Excavation under the Influence of

Pre-Loading on Braced Wall" (IS-279)

S.D. Lee, J.W. Yang, K.H. Jeong, J.H. Choi - " A Study on Behavior of 2-Arch Tunnel by a Large

model experiment" (IS-092)

Y. Li, Z.X. Zhang, F. Emeriault, R. Kastner - " Stability Analysis of Large Slurry Shield-driven

Tunnel in Soft Clay" (IS-065)

A.M. Marshall & R.J. Mari - " Centrifuge modeling to investigate soil-structure interaction

mechanisms resulting from tunnel construction beneath buried pipelines" (IS-152)

H.M.Shahin, T.Nakai, F.Zhang, M.Kikumoto, Y.Tabata, E. Nakahara - " Ground movement and

earth pressure due to circular tunneling: model tests and numerical simulations" (IS-341)

J. Yao, R. N. Taylor, and A. M. McNamara - " The effects of loaded bored piles on existing tunnels"

(IS-040)

15:30-18:00 Parallel Sessions---Construction method, ground treatment, and conditioning for tunneling

Chairs: A.Negro and Z.X.Zhang, Venue:Room C301 Sino-French Center K.J.Bakker, A. Bezuijen - " 10 Years of Bored tunneling in the Netherlands" (IS-368A) K.J.Bakker, A. Bezuijen - " 10 Years of Bored tunneling in the Netherlands" (IS-368B)

A. Bezuijen, K.J. Bakker - " The influence of flow around a TBM machine" (IS-131)

A. Bezuijen, A.F. van Tol - "Mechanisms that determine between fracture and compaction grouting

in sand" (IS-119)

K. Gafar, K. Soga, A. Bezuijen, M.P.M. Sanders, A.F. van Tol - " Fracturing of sand in

compensation grouting " (IS-130)

M. Hajialilue-Bonab, H. Sabetamal, H. Katebi, M. Ahmadi-adl - " Experimental study on

compressibility behavior of foamed sandy soil" (IS-357)

T. Hashimoto, G.L. Ye, J. Nagaya, T. Konda, X.F. Ma - " Study on earth pressure acting upon

shield tunnel lining in clayey and sandy ground based on field monitoring" (IS-038)

A. O. Sfriso - " Metro Tunnels In Buenos Aires: Design And Construction Procedures 1998- 2007"

(IS-020)

A.M.Talmon, A.Bezuije - " Backfill grouting research at Groene Hart Tunnel" (IS-295)

Y.Q. Tang, Z.D. Cui & X. Zhang - "Dynamic response of saturated silty clay around a tunnel under

subway vibration loading in Shanghai"(IS-365)

15:30-18:00 Parallel Sessions---Case histories

A. Guilloux, H. Le Bissonnais, J. Marlinge, H. Thiebault, J. Ryckaert, G. Viel, F. Lanquette, A. Erridaoui, M. Hu Quishen - "Case history on a railway tunnel in soft rock (Morocco)" (IS-367) B.C.B. Hsiung, H. Y. Chua - " Observed behaviours of deep excavations in sand "(IS-005)

T. Konda, H. Ota, T. Yanagawa, A. Hashimot - " A Behavior of Ground Deformation due to Braced

Excavation Based on Observed data" (IS-337)

T.Liu,G.B.Liu,C.W.W. Ng - " the Construction and Field Monitoring of a Deep Excavation in Soft

Soil" (IS-029)

N.H. Osborne, C.C. Ng, C.K. Cheah - "The Benefits of Hybrid Ground Treatment in Significantly Reducing Wall Movement: A Singapore Case History " (IS-378)

H.Quick ,J.Michael,S.Meissner,U.Arsla - "Challenging urban tunneling projects in soft soil

conditions "(IS-358)

C. Yoo, S.B. Kim, Y.J. Lee - " Characteristics of tunneling-induced ground settlement in

groundwater drawdown environment" (IS-329)

K.W.K. Wong, N.W.H. Ng, L.P.P. Leung, Y. Chan - " Kowloon Southern Link - TBM Crossing Over

MTR Tsuen Wan Line Tunnels in Hong Kong" (IS-370)

W. Broere & J. Dijkstra - " Investigating the influence of tunnel volume loss on piles using

photoelastic techniques"(IS-317)

11 April 2008 (Friday)

08:30-10:30 Special Lectures Chairs: R.N.Taylor and L.D.Yang

Venue: Room C201 Sino-France Center

08:30-09:30 A. Bezuijen — “Processes around a TBM”

Special

Lectures 09:30-10:30 I.M. Lee —“Underground construction in decomposed residual soils” 10:30-11:00 Coffee, Posters & Exhibition Venue: Sino-France Center

11:00- 12:30 General Reports Chairs:A.Guilloux and F. Zhang

Venue: Room C201 Sino-France Center

11:00-11:30 C.T. Chin — “Safety issues, risk analysis, hazard management and control” 11:30-12:00 R. Pang — “Physical and numerical modeling”

General Reports

12:00-12:30 R. Kastner — “Calculation and design methods, and predictive tools” 12:30-14:00 Lunch Break Venue: The third floor of Days Hotel

14:00-16:00 Parallel Sessions Venue: Sino-France Center C201/C301/C401

14:00-16:00 Parallel Sessions---Safety issues, risk analysis, hazard management and control

Chairs:E.Li and G. Zheng, Room C201 Sino-French Center

M. Gutierrez, C.C. Xia - " Squeezing Potential of Tunnels in Clays and Clayshales from Normalized

Undrained Shear Strength, Unconfined Compressive Strength and Seismic Velocity " (IS-369) Parallel

Sessions

X. Han, G.Y. Ding - " Framework of performance-based fire protection design method for road

T.S.K. Lam - " Performance Review of a Pipe Jacking Project in Hong Kong" (IS-380)

W. Lee, S.S. Chung, K.J. Roberts, P.L.R. Pang - " Geotechnical Control of a Major Railway Project

Involving Tunnel Works in Hong Kong" (IS-372)

N.H. Osborne, C.C. Ng, D.C. Chen, G.H. Tan, J. Rudi, K.M. Latt - " Maximising the Potential of

Strain Gauges: A Singapore Perspective" (IS-376)

R. Wang , Z.Z. Ma, G.B. Liu, D.P. Liu - " Discussion on Design Method for Retaining Structures of

Metro Station Deep Excavations in Shanghai" (IS-125)

Y.R. Yan, H.W. Huang, Q.F. Hu - " Risk Analysis for Cutterhead Failure of Composite EPB Shield

Based on Fuzzy Fault Tree" (IS-293)

C. P. Yao, H. W. Huang, Q. F. Hu - " Risk Assessment on Environment Impact in Xizang Road

Tunnel" (IS-294)

14:00-16:00 Parallel Sessions---Analysis and numerical modeling of deep excavations

Chairs: J.P.Hsi and J.H.Wang , Room C301 Sino-French Center

J.Hsi, H. Zhang, T. Kokubu - " Three-dimensional finite element analysis of diaphragm walls for

top-down construction" (IS-158)

L. li - "Numerical evaluation of dewatering effect on deep excavation in soft clay"(IS-066) Z.H. Li, H.W. Huang - " Construction Monitoring and Numerical Simulation of an Excavation with

SMW Retaining Structure"(IS-305)

H. Ota, H. Ito, T. Yanagawa, A. Hashimoto, T. Hashimoto, T. Konda - " Consideration of Design

Method for Braced Excavation Based on Monitoring Results" (IS-338)

N. Phienwej - " Ground Movements in Station Excavations of Bangkok First MRT " (IS-382) A. Siemińska-Lewandowska, M. Mitew-Czajewska - " The Effect of Deep Excavation on

Surrounding Ground and Nearby Structures" (IS-275)

J. Zghondi, F. Emeriault, R. Kastner - " Multi-Criteria procedure for the back-analysis of

multi-supported retaining walls " (IS-059)

D.M.Zhang, H.W.Huang, W.Y.Bao - " Monitoring and modelling of riverside large deep

excavation-induced ground movements in clays" (IS-186)

14:00-16:00 Parallel Sessions---Calculation and design methods and predictive tools

Chairs: K.J.Bakker and W.M.Ye , Room C401 Sino-French Center

J.Chen, A.Matsumoto, M.Sugimoto - " Simulation of articulated shield behavior at sharp curve by

kinematic shield model '(IS-042)

F.J.M. Hoefsloo - " Analytical solution longitudinal behaviour tunnel lining" (IS-331)

X.X. Li, H.H. Zhu, Y.L. Lin - " Geologic model transforming method (GMTM) for numerical analysis

modeling in geotechnical engineering" (IS-153)

Z.P Lu,G.B.Liu - "Analysis of surface settlement due to the construction of a shield tunnel in soft

clay in Shanghai" (IS-274)

A. Negro - " Urban Tunnels in Soil: Review of Current Design Practice in Brazil " (IS-108) Y.J Shin, J.H Shin, I.M. Lee - " Ground reaction due to tunneling below groundwater table"

X.Y. Song, M.S. Huang - " Basal Stability of Braced Excavations in K0-consolidated Soft Clay by

Upper Bound Method "(IS-074)

C.R. Zhang, M.S. Huang, F.Y. Liang - " Lateral Response of Piles due to excavation-induced soil

movements" (IS-195)

Coffee, Posters & Exhibition

16:00-16:30 _{Venue: Sino-France Center}

Chairs: Y.Bai and W.Q.Ding

Special Session of Big projects 16:30-18:30

Venue: Room C201 Sino-France Center

X.K..Chen - " Construction of cross passage by freezing method in Shanghai Yangtze River

Tunnel"

X.J. Li - " A 3D visualized life-cycle information system (3D-VLIS) for Shanghai Yangtze River

Tunnel"

F.Q.Yang - " Study on tunnel stability against uplift of super-large diameter shield tunneling" H.Y.Tian - " Construction Settlement Control in Shanghai Yangtze River Tunnel"

J.Y. Wang - " Driving the slurry TBMs for Shanghai Yangtze River Tunnel"

X. Wang - " Design of hazard prevention system for Shanghai Yangtze River Tunnel" X.Y. Xie - " Evaluation of grout behind segment of tunnel using Ground Penetrating Radar in

Shanghai Yangtze River Tunnel" Special

Session of Big projects

Z.H. Yang - " Design of segment of super-large-diameter tunnel lining structure"

Author Papers

X.Q. Ai & J. Li Research on stochastic seismic analysis of underground pipeline based on physical _{earthquake model (IS-234)}

R.B. Baimakhan, N.T. Danaev, A. R. Baimakhan, G.I. Salgaraeva, G.P. Rysbaeva, Zh.K.

Kulmaganbetova, S.

Avdarsolkyzy, A.A. Makhanova & S. Dashdorj

Calculation of the three dimensional seismic stressed state of “Metro

Station–Escalator–Open Line Tunnels” system, which is located in inclined stratified soft ground (IS-384)

H.L.Bao,D.M.Zhang &H.W.Huang

A complex variable solution for tunneling-induced ground movements in clays (IS-176)

W.Q. Ding & Y. Xu Research and application of road tunnel structural optimization (IS-083)

Q. M. Gong & S. H. Zhou Geodynamic Challenges and Technical Countermeasures to Shield Tunnels Passing _{Under Existing Railway Line for Soft Ground Condition (IS-013)}

B.H.Guo & T.K.Lu Floor Heave Behavior and Control of Roadway Intersection in Deep Mine (IS-247)

M. Hajialilue-Bonab, M. Ahmadi-adli & H. Sabetamal & H. Katebi

The effects of sample dimension and gradation on shear strength parameters of conditioned soils in EPBM (IS-356)

X.D. Hu & A.R. Pi Frozen soil properties for cross passage construction in Shanghai Yangtze River _{Tunnel (IS-077)}

S. Jeon, C. Hong, and K. You Design of tunnel supporting system using geostatistical methods (IS-366)

Y.J. Lee & C.S. Yoo Two distinctive shear strain modes for pile-soil-tunnelling interaction in a granular _{mass (IS-236)}

J.P. Li, R.L. Wang and J.Y. Yan Research on structural status of operating tunnel of metro in Shanghai and treatment _{ideas (IS-383)}

Z.X. Li, X. Han & K.S. Wang Critical ventilation velocity in large cross-section road tunnel fire (IS-373)

F.Y. Liang, G.S.Yao & J.P.Li Effects of soil stratification on the tunneling-induced ground movements (IS-026)

K.I. Song, J. Kim & G.C. Cho Analysis of Pre-reinforced Zone in Tunnel considering the Time-dependent _{Performance (IS-281)}

K.S. Wang, X. Han & Z.X. Li Vault temperature of vehicle fires in large cross-section road tunnel (IS-375)

R. L. Wang, Y. M. Cai & J. H. Liu Supervision and protection of Shanghai Mass Rapid Line 4 shield tunneling across the _{adjacent operating metro line (IS-033)}

L.M. Zhang & Z.Q. Wang Elastic-plastic analysis for surrounding rock of pressure tunnel with lining based on _{material nonlinear softening (IS-010)}

H.B. Zhou , H. Yao & W.J. Gao Risk Analysis and Fuzzy Comprehensive Assessment on Construction of Shield _{Tunnel in Shanghai Metro Line (IS-022)}

W. Zhu, X. Q. Kou, X. C. Zhong & Z. G. Huang

Modification of key parameters of longitudinal equivalent model for shield tunnel (IS-231)

赴大陸地區研究心得報告

計畫編號 95-2221-E-151-020-MY2

計畫名稱

化學灌漿對深開挖引致工程行為之影響(II)

出國人員姓名

服務機關及職稱

國立高雄應用科技大學土木系助理教授熊彬成

出國時間地點

2008 年 4 月 8 日晚間九點鐘抵達上海浦東國際機場起，到 4 月 12 日下午離

開上海為止

大陸地區

研究機構

上 海 同 濟 大 學 岩 土 工 程 學 系 所 舉 辦 的 "International Symposium on

Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground,

IS-Shanghai 2008"國際研討會。

工作記要：

國科會補助 2008 年出國報告

報告人: 國立高雄應用科技大學土木系助理教授熊彬成

本次參訪，由西元 2008 年四月八日晚間九點鐘抵達上海浦東國際機場起，

到四月十二日下午離開上海為止，共計三天三夜。主要的行程可區分為兩大主

題，一是四月九日拜會上海交通大學土木系、英國土木工程學會(ICE)上海分會、

上海市隧道設計院、上海建工集團，並且參觀長江隧道工程。第二部份則是在四

月 十 日 到 十 二 日 參 加 由 上 海 同 濟 大 學 岩 土 工 程 學 系 所 舉 辦 的 "International

Symposium on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground,

IS-Shanghai 2008"國際研討會。

四月九日上午首先在上海交通大學教授，也是 ICE 上海分會秘書長林少培

博士，以及上海市隧道設計院胡章喜副院長的陪同下，前往位在浦東區長江旁的

長江隧道工地參觀。為了連接長江口外的崇明島和上海市，以便擴展上海的腹

地，上海市政府於十多年前開始規劃連接崇明島和上海市的交通動線，並且於西

元 2005 年開始施工。整個計畫的規劃為"南隧北橋"，在南段，亦即上海市和長

興島之間，興建 8.95 公里長的隧道；在北段，亦即長興島和崇明島之間，興建

一座斜張型跨江大橋予以連接。

考慮到報告人的專長，本次參訪著重在南段隧道參訪。本計劃的業主為長江

橋隧建設公司，隧道的設計者為上海市隧道設計院。為了確保設計上的安全性，

又另外聘請茂盛(Maunsell)工程顧問來擔任諮詢顧問。

本計劃南段隧道長 8.95 公里，是以直徑十四公尺的潛盾機(目前為全世界最

大的)鑽掘。兩部潛盾機一前一後由浦東出發，其中一部目前已順利到達長興島，

另外一部也僅剩下數百公尺即可到達。隧道主軸的深度大概在地表下 23~30 公尺

之間，主要在沈泥質粘土中掘進。值得一提的是本計劃除了採用鑽進是採用全世

界現在尺寸最大的潛盾機來施作外，單次掘進長度也是全世界最長的。此外，為

了降低風險，在幾個高風險項目，如隧道防水，和聯絡通道施工上，都採用最保

險的方式(如採用冷凍工法)來進行。

隧道所採用的環片每環有 10 片，環片的寬度為 2 公尺，厚度為 65 公分。隧

道本身的結構可概分為三層。最上層是通風廊道，中間是公路隧道，最下層則供

電纜，鐵路和逃生之用。在參觀完本工地後，回到上海市區用午餐。四月九日的

下午在林少培教授的陪同下，繼續拜訪了上海交通大學土木系與 ICE 的中國訓

練中心(ICE- CTC)，由 ICE 中國訓練中心主任胡昊教授與副主任黃真教授接待。

上海交通大學土木系原本是中國最古老的土木系，但在 50 年代因院校重整而關

閉，之後到 80 年代又重新復系，目前在上海地區已經是除了同濟大學外，最有

規模的土木系。有鑒於中國涉外工程的增加，與 ICE 在海外的影響力，在 2005

年上海交通大學和 ICE 合作成立 ICE 中國訓練中心，該中心除了出版相關土木

工程期刊和書籍，舉辦工程參訪和演講活動，以及協助編印分會年報外，也成功

組織數期培訓班，希望為幾個中國重量級的營建集團，如中國港灣集團、上海建

工集團、上海城建集團、上海現代集團、北京建工集團等，為這些集團培養具國

際觀與專業能力的工程師。

在離開上海交大後，報告人又前往 ICE 上海分會拜會，由 ICE 上海分會會

長，也是上海建工集團的蔣志權董事長接見，在座的還有上海城建集團的白雲總

工程師與英國 Hyder 工程顧問公司上海分公司負責人王之宏博士。上海建工和上

海城建集團都是 ENR 排名前 50 名內的公司(台灣最大的營造公司榮工公司還排

不進前 100 名)，且由於涉外工程眾多(上海建工集團剛完成在柬埔寨 200 公里長

的公路工程，上海城建集團則在印度德里捷運參與 BC-25，BC-32 與 AMEL-C5

三個標，反觀我國則僅有大陸工程在德里捷運拿下 BC-16 一個標)，因此對工程

師國際化訓練的推動上，不遺餘力。該兩個集團在推動公司內部國際化上的作

法，以及和學校間的合作，是很值得台灣產業界與學界做借鏡的。

從四月十日到十二日的中午，報告人轉往上海同濟大學參加 IS-Shanghai

2008 國際研討會。並應邀在本研討會中，以"Observations of deep excavations in

sand"為題，發表口頭報告。來自台灣參加本研討會的代表，還包括東南亞大地

工程學會主席，也是亞新工程顧問公司副總經理秦中天博士(擔任 general

reporter)，以及中原大學土木系馮道偉教授。除了來自當地的貴賓外，來參加本

研討會的大地工程界知名人物還包括國際土壤力學與大地工程學會現任主席

Pinto 教授，還有 TC28 委員會的主席 Kastner 教授（Kastner 教授是目前台灣常

用的開挖分析軟體 RIDO 的重要開發成員之ㄧ）。本次的與會者有兩百多人，來

自於將近 20 個國家。研討會的 Keynote Speech 和演講者，分別為：

(1) “Overview of Shanghai Yangtze Rive Tunnel Project” given by Mr. R. Huang.

(2) “Supportive excavations in clay-from analysis to decision-making” given by

Professor M. Bolton.

(3) “Processes ground a TBM” given by Professor A Bezuijen.

(4) “Underground Construction in decomposed residual soils” given by Professor I.

M. Lee.

此外，更安排 6 場 general reporter 的報告，讓所有與會者對本次研討會所收

錄的文章都能有簡單了解的機會。

以下，就簡要的說明報告人對參與本次研討會的重要心得。

(1) 大部份深開挖和潛盾工程所能收集到的案例，還是以黏土為主，以砂土做為

背景的，非常罕見，也有值得進一步探討之必要。

(2) 現地實驗的結果，可以有效的作為設計和分析參數之用。因此，有加強推廣

高品質的現地實驗的需要。

(3) 土壤的非線性行為，在模擬深開挖和潛盾工程時，仍扮演非常重要的角色。

(4) 由於操作介面較為簡單，PLAXIS 已有凌駕 FLAC，成為最受大家歡迎的軟體

的趨勢。

(5) 三維分析可以得到較準確的結果，但因操作方便，節省時間，仍有許多人以

二維分析來替代三維分析。

(6) 風險評估在未來的地下工程，將扮演越來越重要的角色。

(7) 因為鄰近建物/地下結構物的重要性，已有相當的分析將地上/地下結構物放入

分析模式中一併分析，而非過去的 Greenfield analysis。

照片一

長江隧道工程 (背景為潛盾機頭)

照片三

拜會 ICE- CTC

照片五

舉辦 IS- Shanghai 國際研討會的同濟大學

附件一

Schedule of Dr. Benson Hsiung, ICE Taiwan

Visiting ICE Shanghai Branch

(9

th

April, 2008)

8th April:

20:30

Arrival at Shanghai Pudong Intn. Airport by Dragon Air, flight

KA437

Dr. Guanlin Ye receives guest from airport.

Check-in Hanting Express Hotel (955 Fanyu Road near Hong Qiao Road )

9

th

April

7:40am Meeting Professor Lin Shaopei at Hanting Express Hotel

8:00am Departure from Faculty Club of Shanghai Jiao Tong University for

Tunnel

Meeting with Mr. Hu Zhangxi (胡章喜), Deputy Director, Shanghai

Tunnel Engineering Design Institute.

Mr. Alex Mitchell, Director, Ecological Planning & Design

Department, Arup, Shanghai and other 4 Arup colleagues.

9:15am Arrival of Yantze Tunnel Administration Bureau

9:30-11:00am Visiting the site of Yantze River Tunnel

11:00-12:30am Return to downtown Shanghai

12:30-13:30pm Lunch Feast

14:00-16:30pm Visiting ICE China Training Centre and Institute of Engineering

Management, Shanghai Jiao Tong University

Meeting with Dr. Hao Hu(胡昊), Director, ICE China Training Centre（CTC）

Dr. Zhen Huang（黄真）, Deputy Director, ICE –CTC

Prof. Lin Shaopei(林少培), Director General, ICE Shanghai

Prof. Shuilong Shen（沈水龙）

，Department of Civil Eng. SJTU

Dr. Guanlin Ye (叶冠林) ，Department of Civil Eng. SJTU

Introduction of ICE-CTC by Dr. Huao Hu, Director, ICE-CTC

Introduction of ICE-CPD program by Dr. Zhen Huang, Dean of CPD

Program

17:30-18:30pm Visiting ICE Shanghai Branch

Meeting with Mr. Jiang Zhiquan (蒋志权)，Chairman, ICE Shanghai Branch

Prof. Lin Shaopei(林少培), Director General, ICE Shanghai

(On behalf of Mr. Geoffrey Mills, ICE China representative)

Dr.Bai Yun(白云)，ICE Shanghai Board Director

Mr.Xia Jun (夏均) ，ICE Shanghai Board Director

Dr. Hao Hu(胡昊), Director, ICE China Training Centre（CTC）

Dr. Zhen Huang（黄真）, Deputy Director, ICE –CTC,

ICE Shanghai Board Director

Dr. Mark Wang（王之宏）

，ICE Shanghai Board Director

Introduction of ICE activities in Taiwan by Dr. Benson Hsiung

Introduction of ICE activities in Shanghai by Prof. Lin Shaopei

18:30-20:00pm Dinner Feast hosted by Mr. Jiang Zhiquan, Chairman of ICE

Shanghai Branch

附件二

9 April 2008

(Wednesday)

Registration

08:00-22:30 Venue: First floor of Days Hotel

Meeting of TC28 Committee

15:30-18:30 Venue: NO.3 meeting room of Days Hotel

10 April 2008

(Thursday)

Registration

08:00-18:30 Venue: Sino-France Center

Opening Ceremony

Chair: C .W. W. Ng

09:00-09:30 Venue: “12.9” auditorium

Coffee, Posters & Exhibition

09:30-10:00 Venue: “12.9” auditorium

10:00-11:00 R. Huang - “Overview of Shanghai Yangtze River Tunnel Project”

Special Lectures

Chairs:R.Mair and Z.Y.Chen Venue:“12.9” auditorium

10:00-12:00

11:00-12:00 M. Bolton -“Supportingexcavations in

clay-from analysis to decision-making” Lunch Break

12:00-13:30 Venue: The third floor of Days Hotel

13:30-14:00 R. Finno - “Analysis and numerical modeling of deep excavations”

14:00-14:30 T. Hashimoto — “Construction method,

ground treatment, and conditioning for tunneling” General Reports

Chairs:H.Quick and H.L.Liu Venue: Room C201 Sino-France

Center

13:30-15:00

14:30-15:00 A. Sfriso — “Case histories” Coffee, Posters & Exhibition

15:00-15:30 Venue: Sino-France Center

Session A: Physical and numerical modeling

Chairs: R.Pang and M.X.Zhang

Venue: Room C201 Sino-France Center

Parallel Sessions 15:30-18:00

Session B: Construction method, ground treatment, and conditioning for tunneling