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論文中文名稱:潛盾隧道掘進管理與地表沉陷關係之探討-以臺北捷運信義線CR280標為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Relationship between Constrution Management and Ground Surface Settlement due to Shield Tunneling [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:97
出版年度:98
中文姓名:劉仙梅
英文姓名:Hsien-Mei Liu
研究生學號:96428512
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2009-07-17
論文頁數:86
指導教授中文名:陳水龍
口試委員中文名:張武訓;倪至寬
中文關鍵詞:潛盾隧道地表沉陷掘進管理
英文關鍵詞:Shield tunnelFinite ElementGround surface settlementGround lossContraction of tunnel lining
論文中文摘要:在人口密集、交通壅塞、建築物高聳林立的都會區,為減緩施工對民眾、社會經濟的影響,捷運工程之興建多採潛盾鑽掘工法。然潛盾掘進時造成地盤的擾動是無法避免,本研究以臺北捷運系統信義線CR280標工程為案例,運用掘進管理系統及安全監測結果,探討潛盾掘進時各階段可引發之沉陷與其預防措施。評估隧道施工期間土壓、排土量、掘進速度、背填灌漿的關係,同時探討對地盤變位的影響性,藉由調整施工參數為例。本研究成果可提供後續潛盾隧道施工訂定掘進管理值之參考及經驗傳承。
論文英文摘要:In the metropolitan area with dense population, busy traffic and high-rising buildings, TRTS often adopt shield tunneling to ease the construction impact on citizens’ daily life and economy activities. However, it’s inevitable to cause the disturbances of ground during the process of shield- tunneling. Based on the project of CR280 in Xinyi Line of MRT, this article is to study the possible ground sinking and precaution methods by using drilling procedure management and safety instrumentation system during each stage of shield-tunneling. Also, we evaluate is discussing the connection among soil pressure and backfill grouting during construction. In the meantime, this article also shows the effect on the disturbances of ground subject to different parameters for construction. The result of this article provides the methods to determine management value of shield tunneling for future reference.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機及目的 1
1.2 研究內容及流程 1
1.3 研究方法 2
1.4 論文架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 潛盾隧道地表沉陷原因 4
2.2 評估潛盾隧道地表沉陷之方法 7
第三章 臺北捷運信義線CR280標工程案例 12
3.1 工程概述 12
3.1.1 工程內容及環境概況 12
3.1.2 地層與地下水 14
3.2 潛盾隧道施工 19
3.2.1 潛盾隧道工程概要 19
3.2.2 潛盾機規格 20
3.2.3 隧道掘進管理參數 23
第四章 潛盾施工監測系統 26
4.1 監測系統配置及管理 26
4.1.1 監測儀器的種類 26
4.1.2 監測儀器的配置 32
4.1.3 監測頻率 37
4.2 地面監測資料分析地表沉陷 38
第五章 潛盾掘進管理 52
5.1 掘進管理系統 52
5.1.1 土壓管理 52
5.1.2 排土量的管理 56
5.1.3 掘進速度的設定 57
5.1.4 背填灌漿管理 57
5.1.5 線形管理 62
5.1.6 施工紀錄管理 67
5.2 潛盾掘進資訊分析與討論 69
5.2.1 地表沉陷與土體體積平衡 70
5.2.2 地表沉陷與盾首加泥施工參數之關係 79
5.2.3 地表沉陷與背填灌漿之關係 82
第六章 結論與建議 83
6.1 結論 83
6.2 建議 84
參考文獻 85



表目錄

表3.1 CR280標地質鑽探調查概述 18
表3.2 CR280標上、下潛盾隧道工程基本資料 19
表3.3 潛盾機規格 21
表3.4 隧道斷面土壤參數表 23
表3.5 上行線掘進參數表 24
表3.6 下行線掘進參數表 25
表4.1 監測儀器及監測頻率 37
表4.2 CR280標地表沉陷觀測點(SM)配置位置 38
表4.3 斷面1理想沉陷槽參數 44
表4. 4 斷面2理想沉陷槽參數 47
表5.1 隧道斷面測量成果 66
表5.2 潛盾環片報表 67
表5.3 掘進指示書 68
表5.4 環片加權平均值之權重表 69
表5.5 理想與實際之地表沉陷量 72
表5.6 下行線排出的體積量及填入的體積量一覽表 73
表5.7 加泥量管控表 80
表5.8 背填灌漿材料配比表 82


圖目錄

圖1.1  研究流程圖 3
圖2.1  潛盾隧道開挖面土壤流失示意圖 4
圖2.2  潛盾隧道掘進蛇形示意圖 5
圖2.3  潛盾機掘進後產生之土壤流失示意圖 5
圖2.4  潛盾施工法土壤漏失來源示意圖(王繼勝等人,1981) 6
圖2.5  常態機率曲線表示隧道上方地表沉陷槽示意圖(Peck, 1969) 7
圖2.6  沉陷槽寬度參數與隧道深度之關係(Peck, 1969) 8
圖2.7  隧道寬徑比與深徑比之關係圖(Clough and Schmidt, 1981) 9
圖2.8  潛盾隧道施工引致地表沉陷之歷時曲線 (楊國榮等人,1997) 10
圖2.9  對數模式分析潛盾通過地表沉陷(高宗正等人) 11
圖3.1  臺北捷運系統路網圖及CR280標位置 (引用臺北市政府捷運工程局) 13
圖3.2  CR280標工程位置平面圖 14
圖3.3  捷運路網位於台北盆地地形圖 (引用地工技術研究發展基金會鍾毓東) 15
圖3.4  臺北捷運信義線CR280標土層剖面圖 16
圖3.5  台北市區工程地質分區圖(引用李咸亨) 17
圖3.6  臺北捷運CR280標隧道平面、剖面示意圖 (修改自中興工程顧問公司) 20
圖3.7  臺北捷運CR280標潛盾機構造(引自CR580A標潛盾機製造計畫書)21
圖4.1  永久水準點示意圖 27
圖4.2  土中傾度管示意圖 27
圖4.3  豎管式水壓計示意圖 28
圖4.4  電子感應式水壓計示意圖 28
圖4.5  淺層式沉陷觀測點示意圖 29
圖4.6  沉陷觀測點(混凝土、瀝青舖面型)示意圖 29
圖4.7  沉陷觀測點(現有結構物)示意圖 30
圖4.8  傾斜計示意圖 30
圖4.9  收歛釘示意圖 31
圖4.10 多點桿式伸縮儀示意圖 31
圖4.11 CR280標監測系統平面配置圖 33
圖4.12 CR280標監測系統平面配置圖(續1) 34
圖4.13 CR280標監測系統平面配置圖(續2) 35
圖4.14 CR280標監測系統斷面配置圖 36
圖4.15 下行線初期掘進地表沉陷歷時曲線圖(監測資料由CR280廠商提供) 39
圖4.16 下行線主掘進地表沉陷歷時曲線圖(監測資料由CR280廠商提供) 40
圖4.17 下行線主掘進地表沉陷歷時曲線圖(續) (監測資料由CR280廠商提供) 40
圖4.18 上行線初期掘進地表沉陷歷時曲線圖(監測資料由CR280廠商提供) 41
圖4.19 上行線主掘進地表沉陷歷時曲線圖(監測資料由CR280廠商提供) 42
圖4.20 上行線主掘進地表沉陷歷時曲線圖(續)(監測資料由CR280廠商提供) 43
圖4.21 斷面1儀器配置位置圖 45
圖4.22 斷面1掘進地表沉陷歷時曲線圖(監測資料由CR280廠商提供) 45
圖4.23 斷面1實測沉陷槽 46
圖4.24 斷面1理想沉陷槽 46
圖4.25 斷面2儀器配置位置圖 47
圖4.26 斷面2掘進地表沉陷歷時曲線圖(監測資料由CR280廠商提供) 48
圖4.27 斷面2實測沉陷槽 49
圖4.28 斷面2理想沉陷槽 49
圖4.29 斷面3儀器配置位置圖 50
圖4.30 斷面3多點桿式伸縮儀測得8m深之垂直土壤變化情況 50
圖4.31 斷面3多點桿式伸縮儀測得12m深之垂直土壤變化情況 51
圖4.32 斷面3多點桿式伸縮儀測得16m深之垂直土壤變化情況 51
圖5.1  掘進管理流程圖(引自日本隧道工程標準規範及解說) 53
圖5.2  潛盾機各項掘進管理監控顯示螢幕 54
圖5.3  開挖面土壓管理圖 54
圖5.4  土壓計配置圖(修改自CR580A標潛盾機製造計畫書) 55
圖5.5  螺旋輸送機等配置圖(修改自CR580A標潛盾機製造計畫書) 56
圖5.6  排泥率與沉陷量關係圖 57
圖5.7  背填灌漿注入時機圖 59
圖5.8  即時背填灌漿 60
圖5.9  即時背填灌漿(續) 60
圖5.10 背填灌漿流量管制圖 61
圖5.11 潛盾機自動測量顯示螢幕 63
圖5.12 潛盾機掘進自動測量-前視 63
圖5.13 潛盾機掘進自動測量 64
圖5.14 潛盾機掘進自動測量 64
圖5.15 潛盾機掘進自動測量-後視 65
圖5.16 土壓力當量/千斤頂速度當量/立即沉陷關係圖 70
圖5.17 土壓力當量/螺運機閘門開度當量/立即沉陷關係圖 70
圖5.18 土壓力當量/螺運機轉速當量/立即沉陷量關係圖 71
圖5.19 土壓力當量/排泥量當量/立即沉陷量關係圖 71
圖5.20 下行線電磁流量排泥量紀錄 74
圖5.21 上行線電磁流量排泥量紀錄 74
圖5.22 下行線盾首土艙的加材泥量紀錄 75
圖5.23 上行線盾首土艙的加材泥量紀錄 75
圖5.24 下行線背填灌漿量紀錄 76
圖5.25 上行線背填灌漿量紀錄 76
圖5.26 下行線土壤漏失當量 77
圖5.27 下行線土壤漏失當量與地表沉陷 78
圖5.28 下行線加泥量與沉陷量關係圖 81
圖5.29 下行線千斤頂推速/螺旋輸送機開口率/加泥量/沉陷量關係當量圖 81
論文參考文獻:參考文獻

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