Page 177 - 捷運技術 第45期

捷運技術半年刋 第 45 期
博士等（2000）依據台北捷運新店線、淡水線以及南港線 29 個監測斷面沉陷資料所做的回饋
分析結果，並搭配土城線 CD266 標、CD268 標及 CD269 標共 60 個監測斷面資料做回饋分析，
博士等（2000）依據台北捷運新店線、淡水線以及南港線 29 個監測斷面沉陷資料所做的回饋
將回饋成果導入 PLAXIS 程式中。於模擬分析潛盾隧道開挖地表沉陷量，包含開挖前建物重
分析結果，並搭配土城線 CD266 標、CD268 標及 CD269 標共 60 個監測斷面資料做回饋分析，
量模擬、二次背填灌漿模擬以及潛盾隧道開挖間隙收縮，並且對於孔隙水壓的激發以及壓密
將回饋成果導入 PLAXIS 程式中。於模擬分析潛盾隧道開挖地表沉陷量，包含開挖前建物重
沉陷量的分析，均使用該程式進行分析。目前北捷松山線（賴建名等(2006)）已採用此套模
量模擬、二次背填灌漿模擬以及潛盾隧道開挖間隙收縮，並且對於孔隙水壓的激發以及壓密
式分析潛盾隧道上方共管開挖，以及潛盾隧道通過對鄰近結構物之影響。
沉陷量的分析，均使用該程式進行分析。目前北捷松山線（賴建名等(2006)）已採用此套模
於環狀線 DF111 標階段，依據上述回饋模式成立潛盾隧道回饋研發案，發展以 Loganathan
式分析潛盾隧道上方共管開挖，以及潛盾隧道通過對鄰近結構物之影響。
與 Poulos 間隙參數結合北捷大地監測資料庫，進行潛盾隧道引致沉陷回饋，因為採用潛盾隧
於環狀線 DF111 標階段，依據上述回饋模式成立潛盾隧道回饋研發案，發展以 Loganathan
道非均勻變形所導致地盤位移之半解析解，故可將地層中任一點水平向以及垂直向的變位納
與 Poulos 間隙參數結合北捷大地監測資料庫，進行潛盾隧道引致沉陷回饋，因為採用潛盾隧
入回饋，且依據時間的不同區分機頭切齊、通過 10 日、通過 90 日、通過 365 日及完工等之
道非均勻變形所導致地盤位移之半解析解，故可將地層中任一點水平向以及垂直向的變位納
間隙參數變化，相較於以往 Peck 等沉陷槽僅以統計方式進行沉陷槽的回歸，並僅能以經驗公
入回饋，且依據時間的不同區分機頭切齊、通過 10 日、通過 90 日、通過 365 日及完工等之
式修正不同深度之沉陷量，以此半解析解沉陷槽理論進行回歸搭配間隙參數於未來預估不同
間隙參數變化，相較於以往 Peck 等沉陷槽僅以統計方式進行沉陷槽的回歸，並僅能以經驗公
深度、不同位置及不同時間之沉陷量，具有較大的優勢。系統發展完成後，目前將中興將台
式修正不同深度之沉陷量，以此半解析解沉陷槽理論進行回歸搭配間隙參數於未來預估不同
北近十年來參與之捷運潛盾隧道相關標別，自動擷取大地監測資料庫資料，透過此系統進行
深度、不同位置及不同時間之沉陷量，具有較大的優勢。系統發展完成後，目前將中興將台
回饋與篩選統計(如圖 7)，並將所回饋歸納的結果，搭配可模擬分析潛盾立即沉陷以及壓密沉
北近十年來參與之捷運潛盾隧道相關標別，自動擷取大地監測資料庫資料，透過此系統進行
陷的二維軟體(PLAXIS 程式)，結合風險管控流程，於設計階段進行風險回應及對策，進一步
回饋與篩選統計(如圖 7)，並將所回饋歸納的結果，搭配可模擬分析潛盾立即沉陷以及壓密沉
採用更安全之設計方式，並透過施工中之自動化監測進行風險管控，避免潛盾隧道施工中可
陷的二維軟體(PLAXIS 程式)，結合風險管控流程，於設計階段進行風險回應及對策，進一步
能產生過大沉陷引致之危害。
採用更安全之設計方式，並透過施工中之自動化監測進行風險管控，避免潛盾隧道施工中可
針對本案，首先透過回饋系統篩選相似地層以及深度之案例，發現土城線 CD269 標共 20
能產生過大沉陷引致之危害。
個監測斷面與本區地質相近，故由系統篩選此 20 個案例進行回饋求得相同條件下，不同時間
針對本案，首先透過回饋系統篩選相似地層以及深度之案例，發現土城線 CD269 標共 20
點所產生之間隙參數(間隙參數與土壤漏失率關係如式(1))，並依據回饋參數以 PLAXIS 程式
個監測斷面與本區地質相近，故由系統篩選此 20 個案例進行回饋求得相同條件下，不同時間
進行潛盾隧道穿越既有營運中潛盾隧道下方產生沉陷之分析。
點所產生之間隙參數(間隙參數與土壤漏失率關係如式(1))，並依據回饋參數以 PLAXIS 程式
進行潛盾隧道穿越既有營運中潛盾隧道下方產生沉陷之分析。
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捷運技術半年刊 第45期 捷運技術半年刋 第 45 期

圖 7 潛盾隧道沉陷回饋知識庫回饋及篩選統計示意圖

圖 7 潛盾隧道沉陷回饋知識庫回饋及篩選統計示意圖
(土壤漏失率)= π ( 2 / g )R + 2 −π R 2 = 4gR + g 2 (1)
1

)

(土壤漏失率)=
(
4R
)R +
2 / g
π ( π R 2 2 −π R 2 4gR + 2 g 2
(土壤漏失率)= = ( 1 )
式中 g 為回饋出之間隙參數，R 為隧道半徑。依據系統回饋結果，土城線 CD269 標回饋
2
2
R
4R
π
式中g為回饋出之間隙參數，R為隧道半徑。依據系統回饋結果，土城線CD269標
之間隙參數大約為 21.08mm。因 PLAXIS 程式是以環片收縮率，來模擬盾尾間隙閉合所造成
式中 g 為回饋出之間隙參數，R 為隧道半徑。依據系統回饋結果，土城線 CD269 標回饋
地表的沉陷量，而間隙參數與環片收縮率與關係式如式(2)所示：
回饋之間隙參數大約為21.08mm。因PLAXIS程式是以環片收縮率，來模擬盾尾間
之間隙參數大約為 21.08mm。因 PLAXIS 程式是以環片收縮率，來模擬盾尾間隙閉合所造成
)
隙閉合所造成地表的沉陷量，而間隙參數與環片收縮率與關係式如式(2)所示：
(
2
) ( 1 . 6 + g
2
1 . 6
−
地表的沉陷量，而間隙參數與環片收縮率與關係式如式(2)所示： ( 2 )

(收縮率)=

( ) ( 1 . 6 + g 1 . 6 2 2 − 1 . 6 2 )
(收縮率)= ( 2 )
(收縮率)= 1 . 6 2 (2)
9
故以回饋結果運用於本次分析之收縮率數值約為0.7％，將以此數據輸入PLAXIS
9
程式中，作為潛盾隧道穿越後脫盾之收縮量之設定。然於分析完成後發現分析結
果，若僅以二次背填可能會導致營運中之捷運系統產生沉陷量超過安全容許值，
故針對潛盾穿越營運中車站下方將依據高風險管控機制處理。
3. 設計階段潛盾穿越風險管控及評估
本案於設計開始之初，即建立風險評估準則/規範，依工程特性，辨識風險因子，
進行風險分析及評估，並針對工程可能發生之風險，研擬可行之設計方案及處置
對策，並確實納入設計成果中，以降低或解除初始風險，另針對無法解除之殘留
風險或新生風險，彙整提出評估報告，俾利回饋施工階段進行全面之管控作業。
風險評估及檢討流程如圖8所示，因經初步分析穿越大坪林站下方產生之沉陷量及
傾斜量已經超過營運中所規定之管理值(所造成捷運停駛之營運損失約佔工程經費
5％~10％(以Y6車站工程經費及影響營運5~7天估算)，風險損失為(I3)，以及依據
回饋經驗，若無進一步輔助設計，所造成沉陷超過容許值之機率超過75％(P6)，
故依據風險矩陣圖，初步風險評估等級為R2(不理想)，必須要有風險處置及監
控，故於設計階段及施工階段皆針對本工項進行風險減輕及預防之對策(表3)。(有
關風險評估準則詳見附錄)
風險 風險 風險 風險減輕及預防對策
工項 描述 等級 設計階段 施工階段
路 線 穿 路線穿越新 依數值分析結果，營運 購置加設地中障礙
越 新 店 店 線 大 坪 中車站下方需進行全面 物排除設備、盾首
線 大 坪 林站下方， 地盤改良，地盤改良體 灌漿設備、備用壓
林 站 下 發生過大沉 強度、尺寸與止水性需 氣設備之潛盾機。
方 產 生 陷，將危及 滿足計算上之需求。 採用符合地層特性
沉陷 上方新店線 潛盾於營運中車站下方 灌漿工法
大坪林站營 均為棄殼到達，並設置 設置自動化監測系
運與結構安 隔艙方式，減緩脫盾產 統，即時同步監測
全。 R2 生沉陷量，及降低破鏡 軌 道 與 結 構 之 變
可能產生風險。 化，配合自動化傳
既設站體內規劃完整 輸訊息軟體，全時
自 動 化 安 全 監 測 系 監測軌道與結構安
統， 包括全測站經緯 全性。
儀系統、水平桿式沉
陷計，以及電子式傾
斜計等，避免影響營
運與結構安全
圖8 穿越大坪林站風險評估流程及預防對策