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第四章 隧道工程災變修護作業程序之建立

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第四章 隧道工程災變修護作業程序之建立

由前述有關隧道災變案例、形成因素與技術處理分析結果得知,

台灣係屬新生代地區,地質年代較輕,且造山運動活躍,岩質除軟弱 外,兼受斷層、摺皺等影響,地盤多屬破碎,然而目前先進地質探查 技術仍無法精確有效評估地質變化段大小及範圍等天然因素,故時聞 國內外此類工程發生施工災變。因此本章即嘗試就國內各工程單位對 於現有隧道工程災變及其處理過程,進行分析與檢討,並據以建立一 套隧道災變修護作業程序,以增進隧道災變之因應能力及處理之速 率。

另為健全隧道工程災變處理及修護處理體系,強化災變緊急應變 處理、災變修護處理等作業程序,並訂定出業主、設計單位、監造單 位及施工廠商發生災變時所採取有效救援,並通報相關單位協助處理 等措施,以利各單位災變發生時據以執行之依據,減輕人員、機具及 設備等所遭受之損失。

4.1 隧道災變的規模與成因

4.1.1 隧道災變的規模

隧道工程依據災變發生之規模及造成之損失(人員傷亡或財物損 失),其方式可分為下列(周南山,2003):

(一)安全性事故:通常為地盤臨時異常變化或現場施工人員誤判,導 致涉及人身安全,其災變規模通常較大,例如隧道完成面抽心落 盤、岩爆、邊坡塌滑破壞,造成人員之傷亡或財務重大之損失。

(二)功能性事故:隧道施工中發生功能性的缺失極為普遍,由此可能 導致該設施無法正常操作、降低應有功能或可能損及其使用年 限。隧道工程中常見之功能缺失包括沈陷、側向變位、湧水、滑

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動、開挖底部隆起與地表偏壓等。

(三)潛能性事故:此種型式的事故係指破壞尚未發生但隨時可能發 生,其原因為該設施之結構系統具有某種缺陷。此種缺陷之檢視 可藉由檢測儀器、鑽心試驗或監測系統等方式加以確認。

(四)次要性事故:次要性事故係指非結構性或非功能性之缺失,雖與 安全無涉但將導致施工成本增加或工期延長。

4.1.2 隧道災變的成因

隧道災變常因天然岩盤不穩定、天候惡劣、規劃設計不良、施工 不確實等潛在災變及相關因素誘發造成,一般而言,隧道破壞原因可 歸納為三大類。

(一)環境本質因素:環境本質因素可分為地形、地質材料、地質構造、

地表植被及地下水等項目。

(二)天候誘發因素:天候因素可分為颱風、降雨、地震等。

(三)人為誘發因素:人為開發其原因可概分為施工技術及工程管理兩 項。

(1)施工技術:由於設計或施工錯誤所造成。其內容包括:

(a)設計上錯誤:由於隧道工程設計錯誤所導致之破壞,其形 式可能為構造物支撐構件設計錯誤、尺寸、數量不足或忽 視某地質構造變化段與關鍵部位之重要性等,例如岩栓尺 寸及噴凝土厚度處理等。錯誤的規劃、分析及設計等均可 能引起不同程度的破壞,其範圍可小自輕微變形大至全面 坍塌。發生此種狀況之主要原因可能是地質調查不正確,

及相關人員缺乏經驗、疏忽、能力不足或溝通協調不良。

(b)施工圖或施工規範錯誤:由於施工圖說或施工規範錯誤所 產生之破壞,其可能原因包括資料不正確性、材料規格選

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用錯誤、設備或技術說明書不詳等因素。

(c)施工中錯誤:在施工過程錯誤而導致之災變,例如判斷能 力不足、開挖後架設支撐系統時間延誤、偷工減料、不正 確之施工程序或品質控制不良等因素。

(d)缺乏施工材料造成的災變:因材料進場之時程控制錯誤所 導致,因材料缺乏造成工程之停滯或在不利的天候下,造 成材料的強度及耐久性不佳等因素。

(2)工程管理上:工程進行期間管理不當所造成,其類型包括警 覺性差、溝通不良、操作錯誤、協調不當、缺乏工作效率等 問題。

(a)不良契約條款:工程契約文件中,缺乏各承攬廠商間相 互協調合作的機制,甚至各廠商間的圖說、規範或施工 程序相互衝突。

(b)施工協調不良:於施工過程缺少良好的協調合作或施工 圖未加以有效整合所導致的錯誤。

(C)溝通不良:很多事故的發生皆起因於不良的溝通,例如 不同專業領域之設計整合、各協力廠商施工之合作與協 調、施工與設計監造單位間之相互配合。這些單位若溝 通不良輕則可能導致工程延誤、結構瘕疵,嚴重時則可 能造成與建設施功能失效、倒塌或重建的後果。

4.2 隧道災變修護作業程序之建立

為提昇隧道施工效率,在規劃設計階段除考量工法及機具設備 外,加強施工管理與工務行政方面之配合作業,亦可縮短工期及節省 費用。且處理重大隧道災變修護之作業過程,因法令規章與契約條款

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認知上不同等因素,造成業主、設計單位、監造單位及施工廠商處理 災變修護之困處及影響搶修時效,衍生日後之爭議或訴訟。因此,業 主針對執行人員是否熟稔相關規定、設計單位提供變更輔助工法之成 效、監造單位督導之執行能力及施工廠商之現場施工經驗,通常是決 定能否達成任務之關鍵。本文將建構隧道災變修護作業程序區分為修 護技術作業程序及修護行政作業程序,以防止災變影響層面之擴大及 保障各有關單位執行之權益。

4.2.1 修護技術作業程序之建立

隧道工程由於先天上地質構造、材料性質與現地應力等不確定之 特性,使得開挖後產生隧道變形及支撐互制行為不易掌握,衍生許多 不可預知之風險。因此,本研究建立修護技術作業流程圖(如圖 4.1 所示),主要係加強隧道施工中發生異常行為或已造成災變時緊急應 變處理能力,並藉其作業程序之項目與流程步驟,以增加災變處理之 速率,減少工期及費用追加。其作業步驟及順序為:(一)災變發生、(二) 緊急應變措施、(三)觀察與監測、(四)緊急處理方案、(五)地質調查作 業、(六)修護作業、(七)修護完成後持續監測。其中步驟(四)緊急處理 方案如發生情形為小規模災變或一般性異常狀況,經施工單位、監造 (委監)單位協商確認採原標準支撐系統亦可處置者,報請業主核可後 直接進入步驟(六)修護作業,無須辦理地質調查作業。在步驟(六)修 護作業進行時必須針對已施作之輔助措施加以檢視,如持續發生破壞 時必須即時更換輔助工法,以避免造成二度災變,必要時重回步驟(五) 地質調查作業,藉以調查結果了解災變區段及前方地質資料,以提供 輔助工法之運用。其內容分述如下:

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(一)災變發生

針對國內外相關案例探討得知,隧道施工過程中常見災變為抽心 落盤、擠壓變形、湧水、支保腳沉陷、仰拱隆起、開挖面滑動、偏壓 等情形,且大多容易合併發生。其中以抽心落盤、擠壓變形、湧水等 災變最為常見,且地質變異性較大,因此影響層面較為廣泛,災變情 形也較大。

(二)緊急應變措施

隧道災變發生後可能會有因落磐、湧水、崩塌或可燃性氣體、粉 塵存在,引起爆炸火災或缺氧、氣體中毒等危險之虞,應立即停止作 業,並將作業人員疏散至安全地點,非經量測確認無危險及採取適當 通風換氣後,不得恢復作業。以下為災變發生後之應變機制內容與概 述說明:

(1)緊急事態:隧道內發生緊急事態時,若逃生及其他措施延誤,

則有造成重大災害之虞,故迅速且正確情報的傳達比任何事 情都重要。因此,為因應現場發生狀況之需要,應於每五百 公尺設置與外界隨時保持正常通訊之有線通訊設備,並須確 立隧道內各作業現場及隧道外與相關單位間的聯繫能夠迅速 運作的機制。

(2)逃生:作為緊急時的逃生通路,應將材料等加以清理、整頓,

以免妨礙通行,同時應以適當的間隔設置緊急照明燈具,視 現場狀況,在隧道內的適當地點,備齊空氣呼吸器及手提照 明器具等設備,且須預先對作業人員施以安全教育,使其有 所了解,並應模擬各種可能發生的緊急事件,定期演練。

(3)救護:發生緊急事故,而隧道內尚留有未逃離者時,須立即 與救護機關取得聯繫,同時與此等機關進行充分的協調,並

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根據綜合判斷採取救護措施。

另為展開救護活動,應將空氣或氧氣呼吸器、有害瓦斯及氧氣量 測器及攜帶用照明器具等經常加以維護管理,使其保持良好的狀態。

(三)觀察與監測

由於隧道發生災變後仍有持續擴大之可能性,因此災變發生需針 對隧道周遭環境變化進行觀察與災變區段實施必要性監測,以了解地 質變化範圍,並詳細紀錄或繪製災變區段情形,以供會議處理對策之 依據。內容說明如下:

(1)詳細觀察紀錄災變破壞現場的大小、形狀、範圍、水流方向。

(2)地盤狀況:開挖面有無浮石或龜裂、未襯砌區段有無異狀,有 無產生可燃性氣體與有害氣體及湧水狀況等情形發生(如表 4.1 所示)。

(3)支撐系統:噴凝土有無龜裂及剝落、岩栓的錨定情形、鋼支保 的下陷與變形及襯砌有無龜裂等滲水狀況(如表 4.2 所示)。

(4)災變發生後,應持續觀察現場及地表(如地表變形、植生的狀況 及水文的改變)狀況,並確認有無繼續變形或崩坍可能性(如表 4.3 所示)。

(5)必要時增設監測系統,包含岩體變位及支撐應力等隧道內量測 (如表 4.4 所示),以追蹤有無持續變形或坍塌行為。其它如洞 口邊坡及附近結構物變化例如傾斜儀、地錨荷重計、地表位移 及地表伸縮儀等項目。地下湧水或水壓監測例如水壓計及滲水 檢查孔等項目,因應災變情形選擇適當量測儀器。

(四)緊急處理方案

主要為掌握因隧道開挖而發生工作面狀態、周邊地盤行為之變化 與各支撐構件之效果,藉以適當或簡易處理作業,防止災變擴大,防

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範未來可能造成之更大災變。

(1)依災變規模及屬性先行處置:如加厚噴凝土厚度、縮小鋼支 保間距、增加岩栓密度、長度及增設臨時性安全補強(橫向 H 型鋼、支腳保加固、縱向混凝土加固)等支撐系統,以防災變 情形持續擴大。

(2)依災變屬性小規模災變則由施工單位提出緊急處理方案,由 監造(委監)單位、設計單位及業主審查後交由施工廠商負責 辦理修護作業,無需辦理補充地質調查作業。

(3)經會議探討結果大型災變則依下列步驟(五)進行。

(五)地質調查作業

藉由地質調查作業結果,評估災變區段可能影響範圍及探討地質 情況,供災變修護作業選用工法之參考。其調查項目包括(1)地質調 查、(2)現地踏勘、(3)鑽孔探查、(4)岩石力學試驗。各項調查作業 應依災變屬性進行,一般隧道災變常用地質調查內容說明如下:

(1)地質調查:包括崩塌地地形圖測繪、地表沉陷測量、衛星影 像判釋、水文量測、折射震測探查、反射震測探查、地電阻 影像剖面(Resistivity Image Profiling 簡稱 RIP)、隧道震測法 (Tunnel Seismic Pre-diction 簡稱 TSP)及水平震測剖面法 (Horizontal Seismic Profiling 簡稱 HSP)等調查作業。

(2)現地踏勘:藉由現地踏勘資料作為地質調查之補充。

(3)鑽孔探查:可獲得預定通過岩心及土樣樣品等資料,例如前 進探查孔及前進探查坑等。

(4)岩石力學試驗:包含現地試驗(剪力強度、變形性、透水性及 當地應力)及室內試驗。

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(六)修護作業

由於隧道地盤異常行為相當廣泛,且可能合併不同狀況發生,因 此,各類輔助工法選用需各有關單位研商並經業主同意後,依隧道特 性及地質變更工法或引用特殊輔助工法,並應配合地質條件、環境條 件及隧道之工程進度與施工方法等條件。輔助工法施工時隨時探討成 效,依破壞情形考量機動辦理工法變更,必要時應重回步驟(五)地 質調查作業,補充地質資料做為輔助工法之參考,並依災變特性分階 段搶修。其常用處理工法及步驟分述如下:

(1)臨時支撐:包含橫向 H 型鋼支撐、鋼支保腳縱向混凝土加固 補強支撐等項目。

(2)前期支撐:包含短(6 公尺以下)先進支撐工法(支撐鋼管、支 撐鋼棒、鋼護板、SN 岩栓及自鑽式岩栓),長(6 公尺以上)先 進支撐工法【AGF(All Ground Fastenmethod 簡稱 AGF)工法 (ψ76 ㎜~ψ140 ㎜)、AT(Alwag 與 Techmo 兩家公司簡稱 AT) 套管工法(ψ76 ㎜~ψ140 ㎜)及管冪工法(ψ50 ㎜~ψ250

㎜)、預力鋼支保】等項目。

(3)開挖面補強:如混凝土厚度、鋼絲網、岩栓密度及長度、採 大型鋼支保及增加數量、擴大支撐底部、仰拱支撐等。

(4)排水及止水:如排水坑、排水鑽孔、點井工法、深井工法、

壓氣工法、排水導坑、冷凍工法、隔牆工法、灌漿工法及大 口徑排水等。

(5)地質改良:水泥系灌漿工法【水泥漿、水泥膨(Bentonite 俗 稱皂土)土(簡稱BC)、水泥砂漿、超細水泥漿(Micrfine cement 簡稱 MC)、水泥漿液附加劑(速凝劑、著色劑、無收 縮劑)】、藥液灌漿工法【懸濁液型及溶液型水玻璃(Labile

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Waterglass 簡稱 LW)、聚氨甲酯類、環氧樹脂類】、熱瀝青工 法等。

(6)其它(前進開挖面):如縮小斷面、分階段開挖、開挖面呈圓 滑之曲面、採平滑開炸、改變開挖形狀順序、縮短輪進長度、

儘早支撐、採機械開挖、減少炸藥等。

(7)修護技術處理作業需依地質狀況與材料之可及性選定,以避 免因延誤造成二度災變,針對災變發生情況不同一般性修護 技術處理作業(如表 4.5 所示)及流程圖(如圖 4.2 所示)。另 依據台灣隧道案例研究最常發生之異常行為區分湧(滲)水、

擠壓變形及抽心落盤等災變,其處理作業流程如圖 4.3、4.4 及 4.5 所示。其處理步驟大致相同茲說明如下:

(a)隧道發生異常行為或已造成災變時,除需考量災變是否持 續擴大外,應先針對災變面速予施作噴凝土封面處理等初 步處置,並增加機具及人員進場進行搶修作業。

(b)遭遇湧水時則必需採用鉆設鑽孔及施作排水坑方式進行 排水,降低災變區段地下水位,或以止水方式進行灌漿作 業阻止水流進入。

(c)因隧道發生災變通常發生於開挖鏡面,因此針對自立性必 須加以注意及考量,一般採用之基本處理對策有施噴封面 噴凝土、打設岩栓、採取環狀開挖或縮短施工輪進長度等 方式,以提高鏡面周圍岩盤之圍束力。

(d)為防止災變區持續擴大,於未災變區段加強支撐系統設 置。例如已完成面加設重型鋼支保或再增加縱向橫撐等 方式補強。

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(e)視災變區情況加噴噴凝土厚度、縮小鋼支保間距、增設岩 栓密度、長度及增設臨時性安全補強(橫向 H 型鋼、支腳 保加固、縱向混凝土加固)等支撐系統。亦可採擴大支撐 底部支承面積或仰拱及早閉合以利開挖面拱效應儘早形 成並減低底部之應力集中等方式降低底部地盤之承壓應 力。

(f)針對災變區段之前後地質狀況決定是否需辦理固結灌漿 或化學漿等予以強化地質。並對抽心已造成空洞部位予 以填實,例如混凝土或灌漿等方式。

(g)修挖及復舊作業開始時,逐組抽換已損毀之支撐系統,配 合施設先進支撐工法(如支撐鋼管、支撐鋼棒、鋼護板、

管幕等工法)及改變開挖形狀、順序、減少輪進等措施,

採先撐後挖方式進行。

(h)依災變屬性決定是否分階段性辦理修護作業。

(i)災變區段除增設支撐系統外,復建後應需加強各項檢測。

(j)若遭遇開挖極破碎且巨量湧水致復舊作業無法進行時,則 採用小導坑工法先行排水,或另由本坑側壁另開挖迂迴 導坑至地下含水層上游處以利排水。

(七)修護完成後持續監測

在災變修護完成後應持續監測,藉以監測資料得知有無繼續發 生變位或位移等異常破壞行為,以利提早尋求因應對策。其長期監 測項目說明如下:

(1)隧道邊坡地表長期監測項目:例如傾斜儀、地錨荷重計、

地表位移及地表伸縮儀等項目。

(2)隧道內長期監測項目:例如混凝土應力、鋼筋應力、襯砌

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頂拱沉陷等支撐應力項目。

(3)隧道內湧水長期監測項目:例如水壓計及流量計等地下水 項目。

4.2.2 修護行政作業程序之建立

隧道施工中遭遇困難地質狀況時有所聞,即使在調查、規劃、設 計階段已施作過地質調查,仍無法掌握沿線地質變化之全貌,及避免 施工過程遭遇突發地質災變之困境。因此遭遇特殊地質災變情形,往 往其處理時程少則數星期,長則數年時間,且常需面對變更設計、路 線改移並召開多次專案會議方能突破施工困境。鑑於上述,本研究建 立修護行政作業程序及流程圖(如圖 4.6 所示)。主要為當隧道施工 中發生異常行為或災變情形,避免行政作業之緊急處置,在災變過程 中延宕,引發施工廠商之議,肇致後續爭議或訴訟。其作業程序步驟 為(一)緊急通報、(二)及時會勘、(三)研擬處理方案、(四)專案類型 研議、(五)法令相關規定陳報、(六)檢討工法成效、(七)災變資料建 檔。其步驟(三)研擬處理方案,經由災變屬性判別為小型災變,就無 需進行步驟(四)專案類型研議。步驟(六)檢討工法成效如仍無法改善 或災變持續擴大則必需重回步驟(三)研擬處理方案,並藉專家學者建 議或更改更有效之處理對策。以上說明分述如下:

(一)緊急通報

由於隧道工程災變發生之原因很多,在本章 4.1.2 歸納為環境本 質因素、天候誘發因素及人為誘發因素,均有可能造成災變事故。其 發生規模包含人員傷亡及財物損失分為安全性事故、功能性事故、潛 能性事故及次要性事故,通常以安全性事故因涉及人身安全,災變規 模較大,因此,一份完整的緊急應變計畫所包含之範圍應極為廣泛。

至於隧道緊急應變計畫在擬定時,最重要的是協助應變小組重新審視

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隧道內可能發生的災變及可動員之應變能力,充分運用周遭所可使用 之人力及資源以消弭或減輕可能的災變及損失。隧道工程緊急應變計 畫之內容至少應包括:緊急應變架構與職掌、災變事故通報流程、緊 急應變連絡體系、緊急應變措施及緊急應變訓練,說明如下:

(1)緊急應變架構與職掌

依隧道工程作業現場規模及工程特性,預先組織緊急任務編 組,並明示指揮系統及各分組之緊急救援任務,且須妥善規劃安 排權責代理人,以防緊急災變發生時,造成某項權責真空狀態,

無人負責保持連繫。隧道工程作業現場之緊急救援任務編組如表 4.6 所示。

(2)災變事故通報流程

隧道工程緊急應變計畫內容應有一套完整之緊急通報處理 流程,並將其公告並周知施工所人員,以利所有人員於災變發生 時之遵循依據(如圖 4.7 所示) 。其通報內容應包括人、事、時、

地、物及災變之嚴重性。

(3)緊急應變連絡體系

任何緊急應變計中,都必須有完善的連絡體系,以利於災變 發生時能掌握時效,尋求支援及通報各相關單位、人員知悉災變 之發生。

(4)緊急應變措施

對於隧道工程各項作業中所有可發生之災變事故,預先予以 分析並檢附其應變措施或處理程序,以避免災害發生時之慌張、

手足無措而無法馬上作決定,耽誤了時效造成二次災害或擴大災 變區段範圍。此外,在隧道工程緊急應變措施中尚應包括防颱、

防洪及防震等措施;對於颱風警報、豪雨特報等警訊發佈後,應

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於工地成立防災小組,密切注意氣象情報,隨時檢查防災設施。

對於颱風過後或地震發生後,則應立即調查災情報告,以利搶修 及復原工作。

(5)緊急應變訓練

緊急應變計畫中甚為重要的一環即為訓練人員如何共同發 揮整體力量,減少人員自身的生命危險及事業單位的損失。任何 緊急應變計畫,即使研擬的再好,如果沒有經過實地演練,就如 同一份文件,流於形式。故定期演練檢討,除了可使編組內之人 員熟悉各種狀況,更可藉由演練增加日後之應變能力,減少生命 財產損失。

(二)及時會勘

隧道災變發生後除依據契約進行搶修及防護,應更進一步探討災 變成因及因應措施,故需邀集各相關單位進行會勘【成員應包含業 主、設計單位、監造(委監)單位、施工廠商,必要時邀請國內外具有 相關技術處理經驗之專家、學者、專業廠商等】,並詳細勘驗災變現 場及紀錄現場情況,說明如下:

(1)詳細紀錄災變現場的大小、形狀、範圍、水流方向、湧水量 以及支撐系統受損等狀況。

(2)研判有無持續破壞等立即性危險狀況。

(3)勘驗隧道災變附近地表有無異狀或破壞等情況。

(4)依災變屬性視情況增設監測系統,以供後續會議研討資料。

(5)依據監測數據及破壞情形,研判是否針對已開挖完成段增設 臨時性安全補強加固支撐系統。

(三)研擬處理方案

會勘結束後,針對災變成因及特性由施工單位提出緊急處理應變

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方案,經由監造(委監)、設計單位及業主審核後交由施工廠商負責修 護作業,會議研討說明如下:

(1)提出災變原因、大小、形狀、範圍、水流方向、湧水量,以 及即有支撐系統受損的狀況共同討論。災變現場相關位置及 破壞情形等資料彙整。

(2)提供監測資料是否持續破壞。

(3)研判災變發生原因及類型之討論。

(4)現有搶救物資(如機具、設備及支撐系統)之情況及效果。

(5)依據災變現場紀錄及勘查後獲取資料提出建議處理方案。

(6)依災變屬性小規模災變(系指採用原設計支撐構件即可完成 修護作業)則由施工單位提出緊急處理方案,由監造單位、設 計單位及業主審查後交由施工廠商負責辦理修護作業。

(7)大型災變則依步驟(四)辦理。

(四)專案類型研議。

配合災變特性,施工廠商進行初步緊急措施及防護外,仍無法有 效阻止災變持續擴大,藉由業主指派具有相當經驗專案人員召開專案 會議型式,並成立專案小組,必要時邀集國內外專家、學者及相關專 業施工廠商與會進行討論,藉以判定災變類型,並提出處理方案,其 會議研討作業流程圖如 4.8 所示,說明如下。

(1)災變現場相關位置、破壞情形及監測等資料彙整。

(2)成立專案小組,並建議邀集國內、外專家、學者及具有相關 災變類型施工經驗之顧問公司、專業廠商與會討論。

(3)災變處理與補充調查探討。

(a)災變發生概況。

(b)災變處理與補充調查、研判分析。

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(c)路線改移方案分析。

(4)補充調查後潛在災變之探討與不確定因素之評估。

(a)地工特性災變之探討與不確定因素之評估。

(b)地質災變之探討與不確定因素之評估。

(c)後續隧道施工可能發生災變之探討與評估。

(5)災變類型之評估與探討。

(6)研定災變之因應措施。

(7)特殊地質處理方案。

(8)研討輔助工法之可及性

(9)依據與會人員研討後建議所提之特殊工法材料來選定執行修 護程序。並依災變屬性由受邀專家、學者對專業廠商提出簡 報資料及書面資料做成優先順序評等,決定新工法及材料選 擇。其評選過程如下:

(a)由設計公司彙整或專業廠商之建議案。

(b)選定及成立評選小組。

(c)評選小組投票評定三家廠商優先順序。

(d)由業主評定最優廠商。

(10)依據災變現場條件是否分階段性實施。

(五)法令相關規定及陳報。

依公共工程採購相關法規及契約相關規範,辦理採購程序之規 定。並陳報上級單位依災變原因、類型、處理過程、輔助工法之措施、

法規之限制、經費來源及工期變更等因素。

(1)政府採購法規定:政府採購法第二十二條規定:是否可採限 制性招標辦理,及同條第一項第六款變更追加金額未逾原契 約金額 50%。。

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(2)契約相關規定:如契約內工程變更設計、工期變更等相關規 定。

(3)其它相關規範。

(4)依據契約金額(查核金額及巨額金額以上)與各單位權責區分 陳報上級有關單位。

(5)陳報內容包括:原契約追加項目、變更理由、主要項目、工 期追加、原契約金額、追加減金額、新增項目金額、經費來 源、變更依據、變更相關資料等項目。

(六)檢討工法成效

地構因不確定因素太多,輔助工法如未達預期效果及功用,則必 須檢討施工過程中是否有無錯誤,否則需增加補充地質調查,以重新 確認地質問題,改採更有效之處理方案與以解決。

(1)探討施作各輔助工法之效果及其功能。

(2)是否達成選用之功用。

(3)如選用工法未臻理想,視需要補充地質調查或重新變更更有 效之工法。

(七)災變資料建檔。

隧道災變修復完成後,為確保珍貴資料之完整性,需針對災變之 處理方式及各項輔助工法之各項紀錄作系統化整理,俾供後繼續程之 參考。

(1)工程資料建檔管理系統。

(2)特殊輔助工法之施工紀錄。

(3)搶修期間完整之攝錄。

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4.3 隧道發生災變後各單位處理事項

由上述修護作業程序之建立後,為免各有關單位於隧道災變後無 法迅速提供資訊及相關資料,肇致災變持續擴大,茲將業主、設計單 位、監造(委監)單位及施工單位於災變後應辦事項分述如下:

(一)業主處理事項

主要主導會議進行,及決定會議之決策、工程介面責任釐清、相 關規定解釋及陳報上級單位災變原因、類型、處理過程、輔助工法之 措施、法規之依據、經費來源等,必要時向大眾媒體發佈消息。

(1)召開會議研擬處理措施。

(2)會同工程相關人員現場會勘,瞭解災情並研商緊急防止災變 擴大之安全處理措施,並拍照、丈量、並記錄發生經過。

(3)成立專案小組,初期研討災變原因。

(4)建立災變應變目標及擬定災變處理項目。

(5)與其它機構協調支援相關資源搶修及救援。

(6)補充地質調查及鑽探、試驗,瞭解災變範圍及發生原因,作 為後續搶修處理之彈性因應措施。

(7)工程介面責任釐清(依設計規範、工程契約、工程圖說及施 工說明書)。

(8)陳報上級單位依災變原因、類型、處理過程、輔助工法之措 施、法規之依據、經費來源等。

(9)必要時向上級機關簡報災變過程及處理策略。

(10)對大眾媒體發佈消息 (適時發佈新聞稿)。

(二)設計單位處理事項

針對災變現場情形提供安全處理措施建議,並提供專業意見對於 災變分析及未來可能持續發生狀況,與建議輔助工法說明。

(18)

(1)配合業主現場會勘,拍照、丈量並記錄發生經過,提供安全 處理措施建議。

(2)災變情形與原地質調查、工作環境及工程細部之說明。

(3)參與災變處理小組,共同研討因應對策。

(4)提供專業意見對於災變分析及未來可能持續發生狀況。

(5)負責提出工程變更設計。

(6)針對災變修護作業施作成效之評估,提報業主。

(7)彙整評選作業,提報業主。

(三)監造(委監)單位處理事項

協助災變現場緊急安全處理,依災變情形指示施工廠商施作補強 設施,防止災變擴大,並提供災變破壞情形記錄,建議因應對策後,

針對決議後之各項處理技術及輔助工法監督,與搶修期間相關文件整 理。

(1)災變現場拍錄、丈量並記錄發生經過,協助或指示緊急安全 處理。

(2)依特殊地質情況處理方式指示廠商施作補強設施,防止災變 擴大。

(3)詳實記錄災變破壞情形,提報業主。

(4)提供災變前地質情況、監測資料及施工紀錄等文件資料釐清 責任歸屬。

(5)參與災變處理小組,共同研討因應對策。

(6)執行決策後之各項處理技術及輔助工法監督。

(7)建立新工法施作過程及資料系統化整理。

(四)施工廠商處理事項

發生災變立即陳報各有關單位,視情況初期緊急安全處理或撤

(19)

離施工人員及機具,並連繫保險公司派員現場會勘,以釐清是否為保 險給付範圍。

(1)停止開挖,穩定情況。

(2)已開挖完成段補強支撐設施,以避免災情擴大。

(3)屬嚴重災變應即時撤離施工人員及機具。

(4)通報業主與監造單位現場會勘,以利後續施工。

(5)配合業主指示,初期緊急安全處理。

(6)提出災變報告書。

(7)參與災變處理小組,並提供緊急搶修案例與建議。

(8)執行業主之決策。

(9)連繫保險公司派員現場會勘,以釐清責任歸屬。

4.4 小結

(一)由於地質環境條件複雜,因此與地質條件相關之隧道災變層出不 窮,一般隧道災變修護技術處理程序及流程應包含:災變發生、

緊急應變措施、觀察與監測、緊急處理方案、地質調查作業、修 護作業及修護完成後持續監測等項目。

(二)由於各單位性質不一,所建立之隧道災變修護行政作業程序及流 程需依災變情況而定內容應包含:緊急通報、及時會勘、研擬處 理方案、專案類型研議、法令相關規定及陳報、檢討工法成效及 災變資料建檔等項目。

(三)隧道工程發生災變時,就進行搶修作業時應注意事項及災變處理 過程之因應措施,建構隧道災變搶修作業之應變方式。

(四)當隧道災變發生災變時,依災變屬性及規模先行協商確認後,進 行修護作業,並視破壞情況必要時得以加強補充地質調查,藉調

(20)

查資料提供輔助工法之參考。

(五)在執行修護技術作業時需隨時檢視輔助工施作成效,並依災變情 形分階段施作或清理,完成後持續辦理監測作業。

(六)由於隧道遭遇特殊地質災變情形,往往其處理時程少則數星期,

長則數年時間,且常需面對變更設計、路線改移並召開多次專案 會議方能突破施工困境。因此藉由召開專案會議探討災變初期之 原因與評估災變後因應策略,以防止災變擴大。

(七)隧道災變發生不外乎增加工期及成本,處理時程越短則影響層面 越小,因此本文所建立之修護作業程序,主要係提供各相關單位 有效掌握災變初期與持續擴大時等不同階段應變能力,以期縮短 災變整體處理時程,並減少工期及經費之增加。

(21)

表 4.1 開挖工作面觀察表

項目 災 變 狀 況

地質概要 如地層(岩石種類、岩性)及其分佈,地層的走向、傾向、傾角等 因素。

風化程度 如固結度,風化及變質的程度,軟硬程度等。

裂 縫 如固結度,風化及變質的程度,軟硬程度等。

斷 層 如斷層的位置與走向、傾斜,破碎的程度。

湧 水 如湧水的位置與流出量,有無混濁。

開挖工作面的 自立性

如岩片及岩塊鬆落的有無與程度,開挖工作面有無崩坍。

有害氣體 如開挖面是否送風吹噴、或凹陷(洞)處有緩慢氣團聚集或移動 等。

註:開挖工作面的觀察資料,應彙整為地質平面圖,另由於該觀察係靠近新的開挖工作面;因此,

對於頂端的崩坍或開挖工作面落石的狀況,須十分注意。

表 4.2 支撐系統觀察表

項目 災 變 狀 況

噴凝土 噴凝土與地盤的緊密附著程度、噴凝土有無裂縫、是否滲水等。

岩 栓 岩栓打設位置、方向、承鈑有無變形、彈離噴凝土面等。

鋼支保 鋼支保有無變形或壓曲、與噴凝土的結合狀況,支保腳有無沉陷、

位移等。

襯 砌 襯砌有無裂縫、滲水等。

註:倘若有變形時,應記錄變形的位置、種類、規模及機制等,並於必要時,應 繪製相關位置圖或草圖等。

表 4.3 隧道外觀察表

項目 災 變 狀 況 地表的變形 如龜裂、變形及沉陷等狀況。

植生的狀況 如樹木有無損壞及傾斜等。

水文的改變 如泉水消失及原有溪流之變化。

表 4.4 監測系統量測位置表

項目 量 測 位 置 沉陷觀測釘 量測地面或頂拱之相對變位量(隆起或沉陷)。

收斂釘 量測隧道內淨空之相對變位量(收縮或擴張)。

伸縮(張)儀 量測地層中不同深度間之相對變位量。

計測岩栓 量測地層內各不等長度岩栓所受的軸力。

應力計 量測支撐構件徑向與切向之所受應力值。

應變計 量測支撐構件(噴凝土)之應變量。

反射稜鏡 量測隧道內三維空間(3D)變形量。

測距經緯儀 量測各測點縱橫向及相對距離變化,可與隧道定線或收方經緯 儀共用。

(22)

表 4.5 一般性隧道災變修護技術處理作業

發生之狀況 地盤可能影響因素 技術處理作業

支保腳沉陷

1.因 排 水 不 良 或 滲 水 導 致 支 保 腳長期浸水。

2.因地盤軟弱導致支承力不足。

1.先行強化施工排水或抽水。

2.增設支保腳條狀混凝土基礎。

3.加寬支保腳噴凝土厚度。

4.增設臨時仰拱。

5.固結灌漿良好仰拱地盤。

6.採短台階工法予以早期仰拱閉合。

7.儘速施作支撐系統環狀閉合。

擠壓變形

1.支撐系統(如噴凝土、岩栓、鋼 支保)勁度不足。

2.剪力帶集中作用力。

3.膨脹性岩體。

1.支撐補強(如加厚噴凝土、增設岩栓、鋼支 保間距縮短)。

2.支保腳加固處理。

3.支撐系統環狀閉合。

4.固結灌漿改良地盤。

仰拱隆起

1.因膨脹性岩盤因解壓。

2.因 排 水 不 良 或 滲 水 導 致 長 期 浸水。

3.軟弱地質。

1.回填土配合灌漿處理。

2.採仰拱閉合方式。

3.增設岩栓。

4.支撐系統環狀閉合。

5.採短台階工法予以早期仰拱閉合。

開挖面滑動

1.岩層走向不佳。

2.不連續面填充物質不佳。

3.岩體品質不佳,強度不足。

1.開挖面封面(如噴凝土)。

2.短台階預留土心採環狀開挖或分區開挖。

3.先進支撐工法。

4.灌漿工法。

頂拱抽心

1.岩層走向不佳。

2.不連續面填充物質不佳。

3.岩體品質不佳強度不足。

4.岩體受到施工擾動。

5.滲水無法有效預先排除。

1.短台階預留土心採環狀開挖。

2.增設上仰前進鋼筋。

3.開挖面封面。

4.施工排水或抽水。

5.加固灌漿。

6.強化已完成之支撐系統。

7.抽心部位應予以填實。

8.減少炸藥用量或以機械式開挖。

頂拱明顯變形

1.淺覆蓋層。

2.岩體品質不佳。

3.岩體因施工擾動。

4.頂拱抽心後未填實。

1.支撐補強。

2.頂拱增設岩栓。

3.頂拱固結灌漿。

4.減少炸藥用量。

偏壓

1.淺覆蓋層且地表傾斜。

2.洞口附近邊坡滑動。

3.地質構造配置不佳 4.頂拱抽心。

1.支撐系統環狀閉合。

2.支撐補強。

3.頂拱抽心處予以填實。

4.進行隧道中心線位移測量。

5.洞口邊坡穩定措施(擋牆、土釘)。

湧水

1.岩體內不連續面之儲存水。

2.與外界相通之地表水。

3.斷層封堵之水層。

1.開挖面封面配合排水孔。

2.鑽設排水孔導水。

3.止水灌漿配合排水孔或排水管。

4.突發性湧水應立即以砂包堆積挖面。

有害氣體 地盤內蘊藏之有機化合物。

1.火源管制。

2.鑽孔導出。

3.加強通風稀釋。

4.抑制有害氣體滲出採灌漿及壓氣等工法。

地熱

1.火山岩漿侵入岩體。

2.變質性岩盤。

3.高岩覆地盤。

1.鑽設及預留排水孔。

2.藥劑灌漿。

3.增設橫坑、豎井並加強通風、灑水冷卻。

(23)

表 4.6 隧道工程緊急救援任務編組

姓名:

電話:

代理人:

姓名:

電話:

代理人:

姓名:

電話:

代理人:

姓名:

電話:

代理人:

姓名:

電話:

代理人:

姓名:

電話:

代理人:

( 代 ) 總 指 揮

通 報 連 絡 組

避 難 指 揮 組

現 場 管 制 組

任 務 1.工地內部通報。

2.向業主通報。

3.附近醫療單位支援。

4.警政機關通報 5.檢查機構通報 任 務

1. 指 揮 災 變 區 人 員 疏 散。

2.附近居民引導疏散。

任 務

於警政單位及消防 人員未到場前之緊急措 施。

任 務

1.協助受傷需要急救人 員做緊急救護。

2.嚴重者協助立即送醫 急救。

任 務

電器設備、瓦斯危 險 物 等 設 備 之 安 全 防 護。

任 務

1.引導外部救災車輛進 入。

2.對災變區四周警戒管 制,禁止非相關人員進 入。

(24)

進行岩體變位及 支撐應力監測

(持續監測)

施作成效

1.效果及功能檢 視。

2.是否達成預期功 用。

3.如繼續發生破壞 是否回地質調查 重新開始。

1.前期支撐。

2.開挖面補強。

3.排水及止水。

4.地質改良。

5.其它:如環狀開 挖、縮短輪進長 度、採機械開挖

等。

1.地質調查。

2.現地踏勘。

3.鑽孔探查。

4.力學試驗。

1.地盤狀況。

2.支撐系統。

3.地表情行。

4.監測資料。

1.支腳保沉陷。

2.擠壓變形。

3.仰拱隆起。

4.開挖面滑動。

5.頂拱抽心。

6.頂拱明顯變形。

7.偏壓。

8.湧水。

9.有害氣體。

10.地熱。

1.立即停工並人 員機具徹離。

2.逃生。

3.救護。

通報

經業主會議確認指 示,由施工廠商鋼 支保架設、施噴噴 凝土、岩栓安裝

緊 急 處 理 方 案 緊 急 應 變 措 施

修 護 完 成 後 持 續 監 測 協商確認

地 質 調 查 作 業

(大規模災變) (小規模災變)

(25)

進行岩體變 位及支撐應 力監測

分 階 段 修 挖 作 業 及 拆 除 損 壞 支 撐 系

視需要

判別

無 持續監測

不佳

一 般 性 處 理

架設臨時支撐

進 行 復 舊 作 業 分 階 段 清

理 作 業

特 殊 地 質 輔 助 工 法

開 挖 面 自 立 性

災變判別

增 加 人 員 機 具 進 場

排水及止水

圖 4.2 一般性修護技術處理作業流程圖

(26)

漿

漿

塗敷工法 排水帶 導水版 防水膜

漿

( 滲 ) 水 依 湧 ( 滲 ) 水 判 別

湧 ( 滲 ) 水 處 理 作 業

(27)

進行岩體變 位及支撐應 力監測

視需要

判別

無 持續監測

不佳

良 好

進 行 復 舊 作 業 拆 除 損 壞 支 撐 系 統

分 階 段 清 理 及 修 挖 仰拱閉合

架設重型支撐構件 預力支撐構件 地盤改良 預留變形空間 可申展式岩栓 噴凝土預留槽溝 開挖面噴凝土

開挖面打設岩栓 管冪工法

支撐鋼棒 預留土心

開 挖 面 自 立 性

災變判別

增 加 人 員 機 具 進 場 擠 壓 變 形 處 理 作 業

排水及止水

圖 4.4 擠壓變形處理作業流程圖

(28)

抽心空洞回填輕質混 漿 進行岩體變

位及支撐應 力監測

視需要

判別

無 持續監測

不佳

良 好

進 行 復 舊 作 業

拆 除 損 壞 支 撐 系 統 及 分 階 段 清 理 噴凝土封面

架設重型支撐構件 預力支撐構件 地盤改良

支撐鋼棒或鋼軌 環狀開挖

開挖面噴凝土封面 開挖面打設岩栓 鋼矢板

前進鋼棒(筋) 預留土心

開 挖 面 自 立 性

災變判別

增 加 人 員 機 具 進 場 抽 心 落 盤 處 理 作 業

排水及止水

(29)

災 變 資 料 建 檔 專 案 類 型 研 議

災 變 現 場

及 時 會 勘

研 擬 處 理 方 案

依災變屬性判定

特 殊(新 )工 法 及 材 料 作 業

法 令 相 關 規 定 及 陳 報

新 工 法 分 階 段 性 實 施

警察局 消防隊 醫院 勞檢所

通報內容:人、

事、時、地、物。

會勘單位:業 主、設計單 位、施工單 位、施工廠 由監造單位 提出緊急處 理方案,經設 計單位及業 主審核後交 由施工廠商 負責修復作 業,如廠商同 由業主召開

會議,並成立 專案小組,必 要時集國內 外專家、學者 及相關專業 施工廠商與

由受邀專家、學 者 對 專 業 廠 商 提 出 簡 報 資 料 及 書 面 資 料 做 成 優 先 順 序 評 等,決定新工法 及材料選擇。

隧道 重大 災變 因地 構之

1.政府採購法規定。

22.契約相關規定。

3.其它相關規範

1.工程資料建檔管 理系統。

2.特殊輔助工法之 施工紀錄。

3.拍攝完整之攝 錄。

【小規模災變(指原契約支撐構件追加)】

(大規模災變)

(YES)

依災變屬性判定

(視規模需要)

(NO)

檢 討 工 法 成 效

(視需要) 1.探討輔助工法效果及 功能。

2.是否達成選用功能。

3.重新變更工法。

圖 4.6 隧道災變修護行政作業流程圖

(30)

1.協調連絡相關 單位支援。

2.陳報上級機 關。

3.向大眾發表新 聞。

1.交通管制。

2.非相關人員進止進 入。

3.引導附近居民避難。

4.指揮救護車進入。

5.誘導支援人員及機 具進入搶修。

通報內容:

1.何種災變。

2.人、事、時、地、物。

3.災變狀況。

1.警察局。

2.消防隊。

3.勞檢單位。

4.醫療機構。

5.其它。

工 地 緊 急 救 援 小 組

現 場 緊 急 處 理

圖 4.7 隧道工程災變事故通報處理流程圖

(31)

視需要

視需要

執 行 輔 助 工 法 施 作

評 選 優 先 順 序 成 立 評 選 小 組 特 殊 工 法 評 選

輔 助 工 法 確 認

相關文獻探討 隧道災變原因探討 隧道災變地質條件探討 材料之可及性探討 因應措施研擬 特殊地質處理方案 提供建議輔助工法

特殊工法之評估及建議案 建議改線之可行性評估

邀 請 國 內 外 專 依災變類型判別

圖 4.8 專案會議研討作業流程圖

參考文獻

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