TBM地中對接止水加固灌漿

受限空間灌漿作業特殊案例

1.工程背景

新加坡幅員狹小人口密集，人民日常交通對於捷運依賴性高，捷運建設時間較為緊迫。某捷運路段採用TBM潛盾工法施作，掘進過程因為地質條件差異性極大，導致其中一側TBM推進速度緩慢，無法按照既定時間在豎井進行棄殼對接。為配合捷運開通時間，規劃及施工單位決定採用地中對接方式進行貫通，但因這類工程案例較少，為顧及施工安全，承辦單位特邀請潛盾機頭內部灌漿經驗豐富的駿馳工程配合設計與施工。

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2.解決方案

依照工程進度及現有的捷運沿線地質調查報告評估，地中TBM對接位置兩側潛盾機頭所處地層條件存在極大差異。其中一處地質條件為破碎粉土質泥岩，平均RQD=27，存在豐沛岩層裂隙地下水。另一處為岩層較完整的花崗岩，平均RQD=75，節理面少地下水滲透量低。為達到整體地質條件適合TBM開倉施工，決定採用盾殼內部複合式灌漿，搭配斜孔輪狀加固灌漿，達到加固、止水雙重效果。

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3. 施工設計

按照施工規劃，地中對接處兩部TBM潛盾機切刃盤間距約1.6m，灌漿作業主要工作目標分別為：

(1)切削面間填充固結灌漿，確保地層完整固結，但不可影響未來設備拆除；

(2)兩側盾殼與岩層間填充固結止水灌漿，確實填充破碎岩塊層裂隙，同時達到完整止水效果；

(3)對接面周邊岩層固結與止水，估計封堵長度9.0m，封堵範圍盾殼外3.0m~4.0m厚度，視地質條件而定。

因為對接位置深達地表下60m~70m處，地下水壓力極大，經審慎評估後，決定採用4種灌漿材料搭配執行：

(1)利用切刃盤預留灌漿孔與排水孔進行CB漿填充灌漿；

(2)運用盾殼預留灌漿孔進行盾殼與岩層間CB漿填充灌漿；

(3)透過盾殼預留灌漿孔灌注LW水泥漿材進行周邊岩層裂隙填充加固；

(4) 透過盾殼預留灌漿孔灌注SSA化學漿材封堵岩層微小空隙及節理面，確保地下水不湧入工作面；

(5)利用盾殼內斜鑽孔非對稱多孔管環塞法搭配微膨脹Tipor-03樹脂漿材進行環狀固結灌漿，達到固結岩盤及止水效果。

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4.施工過程

因為泥質砂岩區段岩層破碎，且岩塊節理面及裂隙夾雜斷層泥及堆積碎屑，灌漿前先利用TBM潛盾機殼預留灌漿孔及清理孔，採用高壓水刀清除夾泥及岩屑，爾後進行各項灌漿作業。各類漿材於使用前均需進行反覆試驗，確定達到預定反應效果。​此外，由於部分鑽孔採用斜孔輪狀灌漿，各施工面放樣及鑽孔均需依照設計角度訂製適當模具，預先鎖定在TBM機殼內側，以達到灌入漿材全面重疊效果。​

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5.執行成果

經由填充灌漿及固結灌漿後，對接面及周邊岩層裂隙已經充分填充，形成完整保護層。經鑽心取樣及透水試驗確定加固及止水效果超越設計要求後，交由執行單位開倉鑿除切刃盤對接面岩層並架設支保及襯砌後，逐項拆除清運TBM機頭各項構件，順利完成TBM施工機頭地中對接工作。

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