全套管樁、高壓噴射樁、雙環塞灌漿複合式地盤改良

地盤改良應用於複合地層潛盾洞道發進端

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1. 工程背景

某潛盾洞道發進端位於地表下GL-35.1m~GL-40.2m，洞道斷面上部為細砂層，下部為黏土層。為確保發進端破鏡及掘進順利，擬採用大口徑全套管樁置換發進鏡面側土壤，另規劃使用止水灌漿方式防止地下水於鏡面破除時湧入沉箱豎井，以確保施工安全。

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2. 解決方案

依據發進端地質調查報告顯示，全套管樁設置深度GL-32.6m~GL-42.7m之間涵蓋黏土與細砂互層，其下方更存在具有水量豐沛且承壓水特性的細砂層及卵礫石夾粗中細砂層。為確保施工時不會發生土、水湧入現象，解決方案擬定時概分為以下幾項﹕

(1)全套管樁與豎井間水水灌漿

(2)全套管樁間止水灌漿

(3)全套管樁底部高透水地層止水灌漿

(4)全套管樁兩側與豎井間補強加固

(5)灌漿完成後垂直試水

(6)破除鏡面前水平試水

(7)補充止水灌漿

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3. 施工設計

依據本工程特性，施工設計時採用低壓雙環塞灌漿搭配CB漿及SSA化學漿進行土壤均質化及降低地層透水性﹔JSG高壓噴射樁配合W/C=1的水泥漿作為兩側補強加固等複合式灌漿方式，達到地盤改良目的。相關執行規畫如下﹕

(1)於GL-30.7m~GL-42.7m間施行全套管樁間及全套管與豎井間雙環塞止水灌漿

(2)於GL-42.7m~GL-46.7m間高透水地層施行雙環塞止水灌漿

(3)全套管樁兩側以有效直徑1.0m的JSG高壓噴射樁止水加固，灌漿範圍涵蓋開挖斷面並貫入下方黏土層至少1.2m以上

(4)依照業主指定位置、深度及數量進行垂直與水平透水試驗

(5)垂直或水平透水試驗結果，滲透係數必須不大於1×10-5cm/sec

(6)未達要求區域補充水透水試驗及止水灌漿。

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4. 施工過程

因為複合式地盤改良前沉箱豎井已經完成，為防止施工期間泥水流入豎井中，作業前先於豎井周邊構築高出沉箱頂部185cm、寬度30cm的臨時性擋土牆，並於施作區域填土整地以利施工。由於本次灌漿以均質土壤及地層止水為主要目的，加上地盤改良位置約為地表下GL-30m~GL-47m之間，施工時對於孔位放樣及鑽孔垂直度必須謹慎管控，以免造成改良區域不連貫，形成透水通路。

此外，為避免對於鏡面及地層造成過度擾動，灌漿時採用低壓及低流速規劃，並搭配膠凝時間約60分鐘的緩凝SSA化學漿及每階0.33m提升間距，使漿液能夠充分滲透到地層，達到均質化土壤及降低透水性效果。

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5. 執行成果

按照施工設計執行後，隨即進行垂直與水平透水試驗，若遇到滲透係數過大位置，則依照規定於該孔周邊1.0m半徑位置鑽設補充試水孔，找出透水路徑可能來源並進行補充灌漿。於所有試水工作合格後，施工單位隨即按計畫進行鏡面敲除、安裝鏡面框及潛盾設備安裝等作業，並於確認潛盾機順利掘進後，圓滿達成複合地層潛盾洞道發進端地盤改良工作。

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