高壓噴射樁TBM發進/到達端地質改良技術

1. 工程背景

某都會區大型排水隧道外徑6.0m採用潛盾工法施工，其中一處水泵站搭配外徑17.0m的工作豎井進行構築。本工作井TBM發進端中心點深達GL-32.58m，加上基地周邊緊鄰排水河道及池塘，地下水位極高，潛盾發進端地質改良及地層止水工作，成為工程能否順利進行的關鍵要素之一。

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2. 解決方案

依據本基地地質調查資料顯示，潛盾發進端周邊地層上半部為中等緊密粉土質細砂層，下半部為硬質粘土層，因為地質條件存在較大差異，發進端地質改良成效益顯重要。規劃時依據適合本工程條件運用的施工方式，擬定疊合高壓噴射灌漿及低壓二重管水平灌漿二種方案進行比選。

經過審慎評估後，因本基地沒有淺層管線遷移的困擾，以及承辦單位要求施工進度等因素，最終選用可於地表作業的高壓噴射樁搭配化學止水灌漿共同施作，以達到地層止水加固效果。

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3. 施工設計

根據本高壓噴射樁TBM發進/到達端地質改良工程各項條件分析，需要進行地質改良區域，寬度12.0m﹔長度6.0m；改良深度10.5m(GL-27.08m~GL-37.58m)。採用有效樁徑120cm的半置換加強型JSG灌漿工法施作，灌漿孔間距90cm~100cm，重疊範圍20cm~30cm，共計施作98孔。為避免不確定因素造成樁間透水路徑，另於地質改良範圍內設置14處間距1.8m~2.5m的化學灌漿孔，孔配合緩凝SSA化學漿進行水路封堵。

此外，於改良區與發進鏡面交界處擬定二重管緊急止水灌漿方案，灌漿深度設定為改良範圍以下1.5m~改良範圍上方1.0m，萬一鏡面破除過程遭遇漏水現象，可以即時進行逆級灌漿止水工作。

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4. 施工過程

為配合工程進度要求，施工時採用自走式鑽堡與KH-120油壓旋轉鑽機同步作業，搭配直專用二重管進行加強型JSG高壓噴射灌漿。漿液注入量50~60L/min，灌注壓力21000~24000kPa，加強風壓1000~1200kPa，旋噴速度6~10rpm。因為改良範圍地層條件差異性較大，各孔灌注設定需經過旋噴試水、試灌後，參考漿液流量及排泥條件確定。於各項灌漿工作完成後，於鏡面設置7處止水箱進行改良區不同深度透水試驗，以確定高壓噴射灌漿止水加固效果。

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5. 執行成果

依照設計進行灌漿工作後，經過水平透水試驗檢測，改良區域各深度透水係數均小於1×10^-5cm/sec。另依合約要求抽樣進行2處連續鑽心取樣及6組無圍壓縮試驗，檢測結果均符合規定標準以上。爾後發進端鏡面破除過程亦沒有出現湧水、湧砂現象，成功完成潛盾發進端高壓噴射樁地質改良工作。

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