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張榮峰 胡逸舟 黃怡超 朱慶村
258 樁基礎施工及受載對鄰近潛盾隧道之影響－3D數值模擬及分析
捷運技術半年刊 第 45 期

Construction Steps
0 1 2 3 4 5 6
0 0
Max. Vertical Displacement on Bottom of Tunnel (mm)
0.2
20
0.4
32%
36%
40
0.6
5
3 6 Accum. Step Displacement / Total Vetical Displacement (%)
1 4
0.8
2 60
1
80
1.2
樁#1,4,5 樁#1,4,5 樁#2,3,6 樁#2,3,6 樁帽
鑽掘 澆置 鑽掘 澆置 澆置 上構加載
1.4 100
圖 16 隧道底部最大垂直變位隨施工階段之變化
圖16 隧道底部最大垂直變位隨施工階段之變化
營運中之捷運造成影響；惟後續仍須藉由監測系統掌握隧道累積變形量(包括基樁施作前、
（二）隧道變形之縱向分布
中、後等階段)之變化情形，以確保隧道結構安全。
(二)隧道變形之縱向分布
至於隧道變形之縱向分布，圖17呈現基礎上構加載階段隧道底部垂直變位之數值
至於隧道變形之縱向分布，圖 17 呈現基礎上構加載階段隧道底部垂直變位之數值模擬結
模擬結果，圖18則呈現縱向變位分布於各施工階段之變化。由這兩圖可知，因著
果，圖 18 則呈現縱向變位分布於各施工階段之變化。由這兩圖可知，因著垂直及水平載重綜
垂直及水平載重綜合考量，隧道底部之變位雖並非以基礎中心呈對稱分布，惟其
合考量，隧道底部之變位雖並非以基礎中心呈對稱分布，惟其變位卻仍集中於基礎中心左右
2 倍基礎長度範圍內，亦即顯示本案例分析所得之基樁施作及載重對隧道之影響範圍，約略
變位卻仍集中於基礎中心左右2倍基礎長度範圍內，亦即顯示本案例分析所得之基
於基礎前後 1.5 倍基礎長度範圍內。
樁施作及載重對隧道之影響範圍，約略於基礎前後1.5倍基礎長度範圍內。
(三)隧道間距及覆土之影響
（三）隧道間距及覆土之影響
考量此案例之隧道覆土深度介於 11.0m 至 21.2m(約 1.8 至 3.5 倍外徑，且由表 1 所示，隧
道約位於第四及第五地層)之間，兩隧道間距介於 7.0m 至 9.3m(約 1.1 至 1.5 倍外徑)之間，圖
考量此案例之隧道覆土深度介於11.0m至21.2m(約1.8至3.5倍外徑，且由表1所示，
19 顯示隧道最大變位隨隧道深度及間距之變化。
隧道約位於第四及第五地層)之間，兩隧道間距介於7.0m至9.3m(約1.1至1.5倍外徑)
由圖所示，所引致之隧道變位傾向於隨著隧道深度及間距增加而減少。當隧道深度由 1.8
之間，圖19顯示隧道最大變位隨隧道深度及間距之變化。
倍外徑增至 3.5 倍外徑，所對應之隧道變位約減少 40%；當隧道間距由 1.1 倍外徑增至 1.5 倍
外徑，所對應之隧道變位約減少 8%。
由圖所示，所引致之隧道變位傾向於隨著隧道深度及間距增加而減少。當隧道深
(四)隧道柔性行為之影響
度由1.8倍外徑增至3.5倍外徑，所對應之隧道變位約減少40%；當隧道間距由1.1倍
捷運技術半年刊 第 45 期
本分析另就潛盾隧道柔性行為對隧道變位之影響進行探討，分別將環片勁度降低至 10%

外徑增至1.5倍外徑，所對應之隧道變位約減少8%。 捷運技術半年刊 第 45 期

0.0
10 -0.4 -0.4
0.0
Vertical Displacement at Bottom of Tunnel (mm) -0.8 Vertical Displacement at Bottom of Tunnel (mm) -0.8

-1.2 Longi. 6 B Longi. 6 4 2 Trans. Pile#1/4/5 Excavation

-1.2
5
3
5
Pile#1/4/5 Concreting
-1.6
1
Pile#2/3/6 Excavation
Pile#1/4/5 Concreting
Pile#2/3/6 Concreting
-1.6
Cap Concreting
Pile#2/3/6 Excavation
Loading
Pile#2/3/6 Concreting
-2.0
Cap Concreting
Loading
2
-6 B 3 1 4 2 -4 Trans. -2 0 Pile#1/4/5 Excavation 6
4
Longi. / B
-2.0
圖 17 隧道底部垂直變位之縱向分布 圖 18 隧道底部垂直變位之縱向分布隨施工
圖17 隧道底部垂直變位之縱向分布 圖18 隧道底部垂直變位之縱向 6
-6
4
-2
0
-4
2
Longi. / B
階段變化
分布隨施工階段變化
圖 17 隧道底部垂直變位之縱向分布
圖 18 隧道底部垂直變位之縱向分布隨施工
及 1%原單環片勁度(【日本土木學會，2006】建議環片勁度降至 60%至 80%)，分析結果詳圖
20 所示。 階段變化
及 1%原單環片勁度(【日本土木學會，2006】建議環片勁度降至 60%至 80%)，分析結果詳圖
由圖可知，隧道於底部(bottom)及側邊(side)之變位皆隨著隧道勁度減少而增加。當隧道勁
20 所示。 度降至 10%時(即圖上 Degradation of Liner Stiffness = 0.1 情況)，底部及側邊變位分別約由
0.84mm 及 1.2mm 增加至約 0.93mm 及 1.4mm，增幅約 11%及 18%；若考慮【日本土木學會，
由圖可知，隧道於底部(bottom)及側邊(side)之變位皆隨著隧道勁度減少而增加。當隧道勁
2006】建議之折減勁度，則隧道變位約比未折減時增加約 5%。當隧道勁度降至 1%時(即圖上
度降至 10%時(即圖上 Degradation of Liner Stiffness = 0.1 情況)，底部及側邊變位分別約由
Degradation of Liner Stiffness = 0.01 情況)，側邊變位增為約 1.6mm，比 10%勁度時增加約
14%，至於底部變位則已無明顯增加。
0.84mm 及 1.2mm 增加至約 0.93mm 及 1.4mm，增幅約 11%及 18%；若考慮【日本土木學會，
2006】建議之折減勁度，則隧道變位約比未折減時增加約 5%。當隧道勁度降至 1%時(即圖上
2
3.2
Degradation of Liner Stiffness = 0.01 情況)，側邊變位增為約 1.6mm，比 10%勁度時增加約
T
Tunnel 1

2
n
1
l
Tu
Tunnel 2
n
l
n
u
e
n
e
14%，至於底部變位則已無明顯增加。 Cover of Tunnels side
2.8
de
si
o
b
t
o
t
bottom
3.2 Computed Maximum Tunnel Deformation (mm) 2.4 2 Cover of Tunnels 11.0m 2 Vertical Displacement (mm) 1.6 Tunnel 1 m si side Tu n n e l 2
n
e
u
l
1
T
Tunnel 2
n
Computed Maximum Tunnel Deformation (mm) 2.4 2 1.6 7 Clearance Between Tunnels (m) 21.2m Vertical Displacement (mm) 10 1.6 0.8 0.01 Degradation of Liner Stiffness 1
14.6m
1.2
日本土木學會
2.8
(2006)建議範圍
de
11.0m
o
t
b
bottom
o
m
t
Bottom
Side
14.6m Computed Cases
1.2
日本土木學會
1.2
0.1
(2006)建議範圍
9
8
圖 19 隧道變形隨隧道間距及覆土變化
1.6
21.2m
Bottom
Side
Computed Cases 0.8 圖 20 隧道最大變位隨隧道勁度變化
11
1.2
0.01 0.1 1
7 8 9 10 Degradation of Liner Stiffness
Clearance Between Tunnels (m)
圖 19 隧道變形隨隧道間距及覆土變化 圖 20 隧道最大變位隨隧道勁度變化
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