Page 75 - 捷運工程叢書 精進版 － 12 捷運工程多條隧道鄰近堆疊施工實務
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2
2
X
X
S
) ……………………………….……（3.5.4） （3.5.4）
‧exp (- ‧exp
-
……
….
S=S
S
=
…………………………
…
(
)
max
max
2
2
2i
2i
式中 S ：距隧道中心水平距離 X 處之地表沉陷量 處之地表沉陷量
S
：距隧道中心水平距離
式中
S
：隧道中心線上方地表最大沉陷量 地表最大沉陷量
S
：隧道中心線上方
max
max
i ：沉陷槽寬度參數（隧道中心到反曲點之水平距離） 沉陷槽寬度參數（隧道中心到反曲點之水平距離）
i
：
X ：距隧道中心之水平距離 ：距隧道中心之水平距離
X
eck
969
本計畫將採用 Peck（1969）之經驗公式來評估地層沉陷，其分析流程如下： 其分析流程如下：
P
）
之經驗公式來
評估地層沉
（
本計畫將
陷，
採用
h
Sc
m
dt
i
i
/R
Clo
u
h
g
2R
Z
一、
將隧道寬徑
及
）
）
一、 Clough 及 Schmidt（1981）將隧道寬徑比（i/R）與深徑比（Z/2R）之關係繪於雙對之關係繪於雙對
（
深徑比
比
（
與
數上，並迴歸出其關係式如下： 迴歸出其關係式如下：
數上，並
n
n
Z
i
i
Z
……………………………
…
..
=
…….
….
= ( ) ……………………………..…….…….（3.5.5） （3.5.5）
(
)
R
2R
2R
R
，
式中 Z 為隧道中心線深度，n 值為 0.8。 值為 0.8。
Z
式中
為隧道中心
線深度
Clough
Clough 及 Schmidt 指出上式 n 值係針對粘土層，國內亦有學者及工程界對上述及 Schmidt 指出上式 n 值係針對粘土層，國內亦有學者及工程界對上述
19
.94
=0
n
n
=0
n
之
（
計
值作統
，
（
如陳秋宗
）
統計得
，
黃南輝
之 n 值作統計，如陳秋宗（1988）統計得 n=0.94，黃南輝（1997）求得 n=0.5~1.2。.5~1.2。
為使國內潛
為使國內潛盾隧道施工引致地表沉陷槽的經驗適切地回饋在日後的分析上，本工程析上，本工程
盾隧道施工引致地
表沉陷槽的經驗適
切地回饋在日後的分
h
C
o
ugh
38
及
臺
採蒐集之
採蒐集之臺北捷運 38 個潛盾隧道地表沉陷監測斷面，應用 Clough 及 Schmidt 之方midt 之方
北捷運
個潛盾隧
3
5
3
-
5
5
-
n
-
3
，並
值其結果見
各監測斷面之
表
法，計算各監測斷面之 n 值其結果見表 3-5-5 及圖 3-5-3，並採用其平均值 n=0.90，n=0.90，
法，計算
採用其平均
及圖
用以計算各斷面地表沉陷槽之 i 值。 i 值。
用以計算各斷面地表沉陷槽之
3
5
4
二、 將方程式 3.5.4 積分可求得沿隧道中心線單位地表沉陷槽體積如下： 陷槽體積如下：
.
.
將
程式
二、
求得沿隧
道中心線單位地表沉
方
積分可
S
……
i
………………………………
2.5×
=
V c = 2.5×i×S max………………………………………（3.5.6） （3.5.6）
…
V c
× max
2
2
= P %××R %××R
= P
式中： 式中：
V c ：地表沉陷槽體積 ：地表沉陷槽體積
V c
P %：地層漏失率 ：地層漏失率 （ 1 1 981 ） X n 88 道地表沉陷監測斷面 - ，應用 19 l / 97 ） 求得 Sc 值
%
P
R ：隧道半徑 隧道半徑 第三章 新莊線CK570H區段標鄰近隧道堆疊設計分析
R
：
3
6
-
1
5.
-
.
3
5
中之地層漏
，
失率可
並以此
之值
方程式 3.5.6 中之地層漏失率可採表 3-5-1 之值，並以此推求各斷面地表沉陷槽推求各斷面地表沉陷槽
方程式
採表
S
之 S max 值。 max 值。
之
三、 依上述方法求得地表沉陷槽之 S max 及 i 值後，由雙隧道引致之地表沉陷槽可疊加如依上述方法求得地表沉陷槽之 S max 及 i 值後，由雙隧道引致之地表沉陷槽可疊加如
三、
三、依上述方法求得地表沉陷槽之 Smax 及 i 值後，由雙隧道引致之地表沉陷槽可疊加如下：
下：
下：
2 2
m m -x -x
S= (S S= ) ×EXP ) ×EXP 2 ……………（3.5.7） （3.5.7）
j
j
(S
……………
⁄
⁄
max
j
2
max j
j 1 j 1 2i j 2i j
(
[ [ ( )] )]
.
3.
5
4
物
建
3.5.4 建築物基礎沉陷量估計 量估計
基
沉
築
礎
陷
3.5.4 建築物基礎沉陷量估計
3
5.
3.
施工引致之
節之方式
求得
潛盾隧道
第
潛盾隧道施工引致之地表沉陷可由第 3.5.3 節之方式求得，同理地表面下某一深度處某一深度處
，
可由
同理地表面下
地表沉陷
潛盾隧道施工引致之地表沉陷可由第 3.5.3 節之方式求得，同理地表面下某一深度處之
之地盤沉陷亦可用常態分布曲線表示，但其沉陷槽寬度參數 i 隨深度而變化。依據 Mohi 隨深度而變化。依據 Moh
之地盤沉陷亦可用常態分布曲線表示，但其沉陷槽寬度參數
地盤沉陷亦可用常態分布曲線表示，但其沉陷槽寬度參數 i 隨深度而變化。依據 Moh（1996）
45
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等針對臺北捷運案例監測資料統計，歸納了臺北捷運沉陷槽寬度參數隨地盤深度變化之經驗
（1996）等針對臺北捷運案例監測資料統計，歸納了臺北捷運沉陷槽寬度參數隨地盤深
關係，本計畫將其經驗關係回歸如下之關係式：
度變化之經驗關係，本計畫將其經驗關係回歸如下之關係式：
i=K（Z-Z ）…………………………………………………（3.5.8）
i
i=K（Z-Z i）……………………………………………..…（3.5.8）
式中：
式中
Z ：建築物基礎所在地表下深度
i
Z i：建築物基礎所在地表下深度
K：經驗常數，可以下式表示
K：經驗常數，可以下式表示
1.5
= [2.36 − 2.043 ( ) ] …………………………….…（3.5.9）
調查建築物基礎深度後，由式（3.5.8）與式（3.5.9）求得沉陷槽寬度參數 i，再應用
調查建築物基礎深度後，由式（3.5.8）與式（3.5.9）求得沉陷槽寬度參數 i，再應用沉
沉陷槽體積與式（3.5.6）即可求得最大沉陷量與建築物基礎面常態分布曲線之沉陷分布。
陷槽體積與式（3.5.6）即可求得最大沉陷量與建築物基礎面常態分布曲線之沉陷分布。
本施工標所推估分析者為在正常工作品質條件下之地盤沉陷量，並以此評估是否需
本施工標所推估分析者為在正常工作品質條件下之地盤沉陷量，並以此評估是否需作
作建築物保護，由於潛盾機過度蛇行、異常或大量之盾首土體崩潰、背填灌漿不良、隧
建築物保護，由於潛盾機過度蛇行、異常或大量之盾首土體崩潰、背填灌漿不良、隧道襯
道襯砌漏水引致滲流所造成之長期沉陷等潛在不可預測因素，在此皆未包括，責由施工
廠商責任施工。
砌漏水引致滲流所造成之長期沉陷等潛在不可預測因素，在此皆未包括，責由施工廠商責
任施工。
3.5.5 沉陷容許值及評估結果
3.5.5 沉陷容許值及評估結果
建物保護乃針對建物基礎型式對下列參數作評估，其參數定義如圖 3-5-4 所示。
一、最大沉陷量（Max. Settlement, δ）：建物基礎沉陷量最大值。
建物保護乃針對建物基礎型式對下列參數作評估，其參數定義如圖 3-5-4 所示。
二、傾角（Rotation, θ）：兩點間傾斜變化量。
一、最大沉陷量（Max. Settlement, δ）：建物基礎沉陷量最大值。
三、角變量（Angular Distortion, β）：兩點之連線相對於傾斜之傾角變化量。
二、傾角（Rotation, θ）：兩點間傾斜變化量。
四、撓度比（Deflection Ratio, Δ/L）：為相對撓度（Δ）與建物長度（L）之比值。
三、角變量（Angular Distortion, β）：兩點之連線相對於傾斜之傾角變化量。
有關本計畫建物沉陷依上述之評估參數，其容許值如表 3-5-6 所示。
CK235 標四隧道交會段所選取鄰近建物 9 棟，建物資料摘要見表 3-5-7，依據前述之
四、撓度比（Deflection Ratio, Δ/L）：為相對撓度（Δ）與建物長度（L）之比值。
分析評估方法，得建物沉陷評估結果如表 3-5-8 所示。隧道、建物及地表沉陷槽相對位置
繪於圖 3-5-5～圖 3-5-9。
3.5.6 四條隧道交會段之鄰近結構物保護
由於本段工程皆以潛盾施作，施工過程除背填灌漿外，並加以二次灌漿工法來評估
需加強保護建物的保護成效，經評估計算倘二次灌漿工法進行保護後，四條隧道交會段
原屬加強保護之建物（E683～E686、E687、E689）已成為一般保護建物，其保護成效已
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發揮作用。
另外比較實際之建物沉陷點 SB 監測結果顯示，四線交會段東側的建物（E683～E686、
E687、E689）最大沉陷量在 10～13mm 左右，與預估值 9～10mm 非常接近（詳圖 3-5-10
～圖 3-5-12），而西側建物（E707～E709）實測建物最大沉陷量在 38～39mm，較預估
值大（詳圖 3-5-13～圖 3-5-14）。由趨勢圖可發現，潛盾穿越階段對建物之實際影響並
不大，約 5～8mm 上下，較大之沉陷都發生在無隧道鑽掘時程，由於民國 95 年至民國
97 年中之間北縣市陸續有大型工程工地正進行開挖降水，疑造成鄰近甚至遠及整個臺北
盆地之地下水壓受到影響，也間接影響地盤沉陷之趨勢，不過四條隧道交會段鄰近建物
46
