紅土礫石層地下聯絡通道開挖地盤改良

雙環塞水平灌漿技術

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1.工程背景

某捷運車站與鄰近高鐵站間擬新建地下通道以方便民眾換乘。其中剛完成的捷運軌道採高架方式建構，運營中高速鐵路則以地下隧道運行。因為兩者之間連通設施包含車站間的明挖地下空間及局部穿越高鐵車站的地下暗挖通道，為防止造成高鐵運行風險，除了於高鐵車站周邊進行預壘樁及微型樁防護外，另於無法由地表施工的暗挖通道區域，使用雙環塞水平灌漿方式進行地盤改良加固。

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2.解決方案

因為工區地質條件為連續紅土礫石層，為防止施工期間發生崩坍變形，規劃目標以提升礫石層凝聚力及降低地層透水係數為主。相關作業方案規劃如下：

(1)配合明挖區分階降挖分階鑽孔與灌漿；

(2)採用雙環塞工法進行水平滲透灌漿，減少地層擾動；

(3)運用CB漿為填充漿材，超微細水泥為滲透加固漿材；

(4)以現地透水試驗結果及鏡面無湧水湧砂現象為驗收依據；

(5)各階段作業過程必須使用自動雷，射掃描儀於高鐵站樓版面進行即時監測，萬一有任何異常變形，須即時停工並執行緊急應變措施。

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3.緊急止水

為配合明挖區作業，施工過程採用分階段鑽孔、埋管、灌漿方式進行。施工設計分別如下：

(1)依照穩定分析與閃避高鐵車站地下結構，設定改良範圍；

(2)灌漿範圍內依高程分為5個鑽孔階段，1~4階垂直間距1.25m，4~5階垂直間距1.5m，相同高程孔位間距1.4m，各階段間交錯佈孔；

(3)配合明挖區段深度進行水平鑽孔及埋管，上部採用油壓旋鑽機具鑽進，下方採用鑽堡衝擊鑽進，採用OD118mm套管鑽孔；

(4)套管鑽至設計深度後，置入每隔33.3cm一處逆止閥的馬歇爾管；

(5)拔除套管並於鑽孔末端封堵後，使用雙環塞內管分階段逆級灌注CB漿，進行管外封堵；(6)於CB封堵材養治2~7天後，利用清水劈裂出灌漿路徑，再進行CB漿填充軟弱帶及超微細水泥滲透灌漿。同階必須全數灌注後再進行下一階作業；

(7)灌漿壓力=灌注初始壓+5~20 kPa，若灌漿壓力無法達到預定灌漿壓力，則提升實際灌漿量或另進行補充灌漿；

(8)灌漿完成後進行試水，並以滲透係數不大於1×10^-5cm/sec視為合格；(9)試水合格後破除鏡面，開挖面必須無湧水湧砂現象。

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4.施工過程

施工與試水過程一切順利，於鏡面敲除後僅有角落少量滲水現象，經局部補充灌漿後，滲水現象逐漸停止。於一段時間觀察後沒有再度發現滲水情形，隨即進行施工架拆除與場地清理作業。

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5.執行成果

因鏡面敲除後開挖面自立性極為良好，礫石層超微細水泥改良成果目視可見。為節省工期經相關單位評估後，原定分區輪進開挖，修改為全斷面輪進開挖方式。開挖過程高鐵站內、外即時監測，無超越異常變形警戒值發生，順利完成紅土礫石層地下聯絡通道開挖地盤改良工作。

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