国外潜盾隧道施工意外事故案例.PDF

國外潛盾隧道 施工意外事故 案例 第三章 國外潛盾隧道施工意外事故案例 3.1 華盛頓都會區地下鐵延伸線工程 3.1.1 工程概述 在 1986 至 1988 年間，美國首都華盛頓進行該都會區最北端之地下鐵 （Washington Metro ）延伸線工程 ，施工分為 F3及 F4 兩標，如圖 3-1所示 。Clough and Leca （1993）說明 ，F4標之工程為橫越 Anacostia河至海軍船塢 （Navy Yard ） 通風井間之地下隧道。 F3標則分成三段 F3a 、F3b及 F3c 。此項工程中F4標及 F3a 、F3c 兩段為直徑 5.74 m 之雙向地下隧道，均採用土壓平衡式潛盾機施工。 F3標中之 F3b段為採明挖覆蓋工法施工之車站。 F3標之施工，乃先興建 F3b段之車站，再以此車站做為 F3a 、F3c段潛盾 機發進工作井 。F3a段潛盾隧道之施工順序 ，潛盾機由 F3b段之車站發進 ，先施 工 IB隧道 （Inbound ），到達 M街道之通風井後 ，將潛盾機再解體運回 F3b車站 ， 再進行 OB隧道 （Outbound ）之發進施工 。車站東側 F3c段潛盾隧道之施工順序 ， 潛盾機由 F3b段之車站進行 OB隧道之發進施工 ，到達海軍船塢通風井後 ，潛盾 機即在井內 180度轉向後，進行 IB隧道之施工。 3.1.2 地層概況 F3a段區域之土層分佈狀況 ，如圖 3-2所示 。圖中各土層之土壤物理性 質，如 表 3-1所示 。現地之土層構造可分為四層 ，自地表由上而下依序為人 工回填之表土層 、近代的沖積層 （以A 土層表示）、更新世地層 （以T土層表 示）及白堊紀的波多馬克（Potomac ）河之沉積層（以P 土層表示）。位在隧 道的上方之 A1 粘土層是近代沖積土壤，具有輕度過壓密及易壓縮之性質。 T1 粉質粘土層若依其性質可再分為上下兩層，即上土層T1(A)及下土層 34 國外潛盾隧道 施工意外事故 案例 T1(F) ，其中T1(A)層較為堅硬（不排水剪力強度 S =120 ~ 168 kPa ），而下土 u 層 T1(F)則較軟（ S =29 ~ 38 kPa ）。T5 為非常緊密之礫石砂層且含有一些大 u 巨石 （boulder ）。P1 、P2及 P3層之標準貫入試驗 （SPT ）之N值均大於 100 ， 表示P層相當的堅硬。隧道約位在地表下 13 ~ 29m處。 3.1.3 F3a段潛盾隧道施工意外事故 F3a段潛盾隧道頂拱約位在地表面下 10 m 左右，如圖 3-2所示。 F3a段潛 盾隧道因位於市區街道下方 故其地盤沉陷之監測作業更為嚴密， ，以避免損害鄰 近之建築物。F3a段潛盾隧道所通過之土層斷面，由圖 3-2可知，部份區段包含 兩個土層，在位置 96+00 至 109+00 之間及 113+50附近之一小段，隧道開挖面 上方之土層為 T5礫石砂層 隧道下方之土層為較硬之， P2 粘質砂層 。F3a段之 IB 隧道先行施工，當隧道開挖經過該混和土層區域時，不幸於 102+00 與 104+00 間，地表產生大量之位移，並造成道路凹陷（如圖 3-2所示之 Failure Area ）。意 外事故發生後 ，施工單位緊急以混凝土填補街道之凹陷區域 。經由此次意外事故 獲得經驗 ，在進行 OB隧道施工之前 ，於上述事故區域先進行化學灌漿工作 ，在 位置 100+02 至 100+38間及 96+75 至 97+53間 ，將藥液 （矽酸鹽）注入 T5礫石 砂層中 ，以預防地表面產生大量沉陷 。當 OB隧道通過該混和土層後 ，經由監測 資料顯示，其沉