捷運車站潛盾到達棄殼段地層止水加固
受限空間二重管灌漿案例
1.工程背景
二重管灌漿 : 某新建捷運隧道潛盾機掘進至地下車站連續壁前，因該處地層條件複雜且土艙壓力存在異常現象，為確保開艙清理及鏡面破除時施工安全，特運用潛盾棄殼段地盤改良技術，針對鏡面周邊地層進行止水加固灌漿。但礙於站體施工尚未降挖到鏡面高程，各項灌漿及試水工作僅能在狹小的潛盾機頭內部進行，施工條件極為嚴峻。
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2.解決方案
本工程鏡面所在位置，上方約2/3厚度為粉土質細砂層，下方1/3厚度為粘土層，其間夾雜既有高壓噴射樁體，地層變異性較大。為避免破壞盾殼導致砂土、泥水湧入潛盾機內部，進行灌漿及試水時，規劃採用潛盾超前灌入Y孔進行環形斜孔隔幕灌漿，盾前水平灌漿孔作為試水檢驗孔。
另視需求，以盾身垂直B孔作為補充背填灌漿孔。因為潛盾機頭上部隔艙人孔及下方土艙出渣口區塊並無預留灌漿孔，為達到完整止水加固效果，上部隔艙人孔位置以地表斜孔灌漿方式進行砂土層加固灌漿補強，下方出渣口因位於低滲透性黏土層內，不規劃灌漿作業，改依照試水結果決定是否增設補充灌漿。
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3.施工設計
按照施工規劃，潛盾機頭外部需有約3公尺範圍，透水係數不大於1×10-5cm/sec的地盤改良範圍。為達到地層止水加固目標，並兼顧受限空間作業特性，計畫採用微型氣動式手持鑽機，搭配二重管灌漿工法及特製小型止水箱進行鑽孔灌漿。灌漿材料選用滲透性良好的瞬、緩凝SSA化學漿，搭配懸濁型水泥系FLW漿材配合運用。相關執行程序分別為：
(1)Y孔跳點瞬凝SSA化學漿材灌漿，防止後續灌漿短流發生；
(2)Y孔緩凝SSA化學漿材灌漿，利用SSA漿材高滲透特性填充砂土層孔隙，降低地層透水係數；
(3)Y孔緩凝FLW漿材填充灌漿，利用懸濁漿材的填充擠壓特性，對地層空隙及軟弱帶進行局部壓實灌漿；
(4)地面斜孔SSA及FLW漿材灌漿，止水加固上部隔艙人孔無預留內部灌漿孔區塊；
(5)水平灌漿孔試水，確認地盤改良效果及下方黏土層透水性；
(6)補充灌漿，針對試水未達要求位置進行SSA及FLW漿材補充灌漿。
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4.施工過程
本工程主要於潛盾機頭內部執行灌漿作業，由於操作空間狹小，但最大作業高度達6m以上。施工時需要在有限空間內搭設施工架，並站立於施工架上手持氣動鑽機進行斜向鑽孔、安裝止水箱及進行二重管工法逆級灌漿，作業難度較大。
此外，執行地表斜孔灌漿時，為避免造成地層埋設管線受損，施工前需先進行地表下1.5m範圍內人工開挖探孔，確定鑽孔位置不存在既有管線後，再使用旋轉式鑽機鑽孔進行二重管灌漿作業，人力耗費極高。
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5.執行成果
依照設計進行潛盾機頭內部及地表灌漿作業，並進行水平灌漿孔試水檢測及補充灌漿後，交由承建方進行土艙壓力測試。經過業界專家嚴格審核，確認土、水壓力符合正常數值，承建方隨即進行開艙清理、第一階段鏡面破除、焊接鏡面及盾殼間防護環片，過程中周邊地層滲出水量遠低於估計值，圓滿達成捷運車站潛盾到達棄殼段地層止水加固任務。
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