老舊隧道仰拱與岩盤間回填灌漿

隧道襯砌後空洞填充加固

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1.工程背景

為配合台灣環島鐵路電氣化，最後通車路段老舊隧道需進行全面安全檢查與維護。該區域隧道已經使用三十餘年，隧道內部襯砌因為地震、路基沖刷及混凝土自然劣化等因素，各隧道均需要進行不同類型整修，其中部分隧道頂拱混凝土襯砌後方存在不同規模空洞。

為避免落磐、裂隙水等造成混凝土襯砌受損，建設單位特委託具有隧道維護經驗的專業廠商進行現場踏勘，並進行缺陷分類、統計及提出解決方案，並於審核通過後交付執行。

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2.解決方案

因為早期隧道採用鑽炸法施工，混凝土襯砌外側岩層面呈現不規則樣態，頂拱外側回填灌漿時因重力影響常不易確實回填。經過長時間使用後，外部岩層部分岩塊鬆動易位，加上岩層裂隙水作用，造成局部滲水開裂現象，於灌漿前須搭配其他工程技術加固，以確保回填確實。相關作業方案如下：

(1)採用自鑽式岩栓加固岩盤，並搭配超微細水泥填充襯砌裂隙

(2)使用聚胺酯樹脂進行漏水點封堵，並於漏水停止後運用碳纖維披覆對混凝土襯砌進行加固

(3)於頂拱上端沿隧道前進方向鑽設穿透襯砌灌漿孔

(4)於灌漿孔內埋設帶有閥門的灌漿管，並使用急結水泥固定及封堵管壁縫隙

(5)進行低水灰比水泥漿低流速灌注，並於灌漿壓力達到定值且單位時間流量小於設計值後，關閉灌漿管閥門進行水泥漿養護

(6)養護完成後拆除閥門及襯砌外灌漿管，填充灌漿孔並進行頂拱復原。

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3.施工設計

由於襯砌與岩層間空洞規模與連貫性並不確定，於混凝土襯砌止漏加固完成後，依照下列設計方式進行回填灌漿：

(1)於隧道頂拱中央每隔3.0m鑽設一孔直徑50mm以上灌漿孔，鑽孔深度貫穿襯砌即可，同時紀錄襯砌厚度

(2)採用直徑1英吋PVC管作為灌漿管，並以急結水泥將其固定於灌漿孔內，埋設深度依岩盤面深度適當調整

(3)為避免襯砌破壞，最大灌漿壓力不大於200kPa

(4)考慮隧道襯砌及岩層存在微細裂縫，採用水灰比0.6的水泥漿啟灌，並依實際灌注壓力及裂隙滲漏狀況，於水灰比0.4~2.0間適度調整

(5)當保持200kPa灌漿壓力且每分鐘進漿量小於5公升或經工程司核可時，停止施灌並關閉灌漿管閥門進行持壓養護

(6)養護28天後拆除外露灌漿管及閥門，並以無收縮水泥填補灌漿管，同時進行仰拱面層復原

(7)灌漿過程遭遇壓力無法提升或襯砌異常漏漿時，立即暫停灌漿並回報工程司，同時清洗灌漿管，隔日再進行補灌。

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4.施工過程

既有隧道維護過程，各類工種搬運資材大多仰賴軌道台車運送，施工前須進行詳盡的使用介面協調。因為灌漿點主要位於仰拱附近，必須藉由施工架方能作業，為避免在隧道內搭設數量龐大且可能妨礙其他工種進出的施工架，特別設計固定於軌道台車上的施工架及各類施工機具安置台車，施工期間由機車頭牽引進、退場，方便工作進行與設備維護。

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5.執行成果

各老舊隧道進行全線仰拱回填灌漿後，襯砌外空洞基本上已被完整填充，大部分滲漏水問題也同時解決。少數殘餘滲水點經過聚胺酯樹脂灌注後，亦得到妥善封堵。經甲方工程司現場查核，已達到合約要求，圓滿達成老舊隧道仰拱與岩盤間回填灌漿工作。

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