Page 303 - 捷運工程叢書 精進版 － 8 捷運隧道工程實務

第八章 特殊個案探討

第六節 FRP 破鏡工法

1960 年代起，FRP（Fiber-Reinforced Polymer）纖維筋開始被用於 RC 結構補強等土木建

築結構上。隨著大量實驗數據及設計、分析經驗的累積，加上聚合物材料的研發及製造技術
逐漸成熟，FRP 的功能不斷改良，並廣為市場所接受。因纖維材料具有重量輕、強度高、具

可變化性、耐腐蝕、不導電及良好的抗疲勞強度的優點，在結合具有耐高溫、耐濕及抗化學
反應的樹脂（Resin）後，可達到改善結構系統功能的目的。由於複合材料的特性異於傳統
土木工程中常用的混凝土和鋼材，因此工程師必須對此材料的行為有深入的瞭解，否則極可

能因為 FRP 的不當使用，反而轉移了結構的破壞機制，而降低了結構的強度。
潛盾隧道開挖過程中由於施作空間需求，一般都必須於潛盾機發進或到達端設置工作

井。傳統工作井皆以鋼筋混凝土連續壁作為臨時擋土措施，並在連續壁外側施作地盤改良，
使土層形成自立強固的改良體，提高土層強度與止水性，以增加潛盾機掘進時的安全性，
於潛盾機發進或到達前以人工或重機械破除鏡面連續壁，再以潛盾機直接掘削改良土體往

前推進。
傳統的破鏡施工方式於敲除厚達 1~2m 的鋼筋混凝土連續壁時相當耗時、困難，且易因
振動影響壁體外改良後地層的完整性，形成地下水路造成湧水，大幅增加潛盾機破鏡時的危

險性。因此破鏡作業中對相關的地盤改良品質及範圍的要求都相當高，有時需採藥液注入工
法或擴大改良範圍，來達到提高土層強度與止水性的要求，工程費及對地面交通衝擊皆大幅
增加。

由於 FRP 纖維筋的張力強度較傳統鋼筋高，但重量卻僅有傳統鋼筋的四分之一，且
FRP 的硬度較低，潛盾機的高硬度切刃齒可以直接掘削連續壁，使得 FRP 纖維筋也可以應

用在潛盾工程中，以期在鑿除鏡面時減少振動，達到降低破鏡風險的目的。其作法為在組立
潛盾機發進與到達井的連續壁鋼筋籠時，在潛盾機通過鏡面處，以 FRP 纖維筋替代傳統鋼
筋，形成一複合鋼筋籠，如此所澆置而成的連續壁鏡面有別於傳統鏡面，不必再使用小型怪

手或是鑽機來鑿除，潛盾機能夠直接用盾首的切削盤鑽穿，順利完成破鏡作業，不僅可以大
幅降低施工風險提高安全性，更可縮短工期，降低整體的工程成本。

與過去傳統破鏡方式相比，潛盾工程應用 FRP 纖維筋具有下述優點：
一、大幅降低潛盾隧道以振動方式破鏡的施工風險。

二、重量較輕，施作容易。

三、材料雖然比鋼筋貴，但可以節省地盤改良範圍、費用。
四、工期較傳統工法短。

依據 ACI440 的建議說明，使用 FRP 具有高耐久性、高張力強度及和混凝土間的握裹
力良好的優點，同時具低剪力強度易於被截切的特點。與傳統的鋼筋混凝土連續壁比較，

採 FRP 施作連續壁的缺點為實績較少，且因 FRP 本身材料費較高、潛盾機於切削時須裝設
特殊刃頭費用增加及磨削過程中潛盾機發生故障可能性高（油壓異常上昇、振動、噪音等）
等等。

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