作者

鍾毓東

摘要

本期地工技術以推管為主題，邀請學者專家撰寫六篇專文，介紹推管工程相關技術的進展。由於讀者普遍反應，希望能加重實際案例的份量，本期雜誌的專文中即有三篇為實際案例。也希望能拋磚引玉，激發業者將施工記錄整理發表的意願，若能蔚為風氣，必能造福地工界。
台電公司竺文彥兄等人介紹曲線推進工法之曲線造成原理，文中也詳列規劃、設計及施工考量要點，提醒讀者注意。目前曲線推進工法在國內應用漸廣，國人自辦的技術能力亦已大幅提昇，工程費用因而下降至合理範圍。此種工法可克服傳統直線推管，於路口轉彎時須另設工作井，以二段式施工模式衍生的管路及交通維持問題，對於節省社會成本及資源損耗有正面意義。
中興大學褚炳麟教授等人探討豐原地區與桃園地區兩則卵礫石層中的2.4m直徑推管案例，發現同為卵礫石層，但兩例的管壁與土壤摩擦角、推力及施工速率都有很大差異。因此建議設計者及施工者都應重視事前的地層調查，包括卵礫石層中的試坑開挖、產狀形態等調查，對施工規劃可以有較精準的掌控。這兩則案例的報導對各地的卵礫石地層推管施工很有參考價值。
屏科大謝啟萬教授將推管工程應用的各種管材做一詳盡整理，內容包括管材及接頭的基本特性、相關規範及試驗、檢驗方法，此外，也說明選擇管材時應考量的重點，是非常方便實用的參考資料。
萬鼎公司廖惠生兄介紹上海地鐵及南京地鐵兩則矩形推管工法應用於捷運聯絡通道施工之案例。聯絡通道施工，一向都是高風險的作業項目，其安全性完全取決於高壓噴射灌漿的改良成效。這兩則案例，都因高壓噴射灌漿的施工條件不佳，而改用設計相對非常複雜的矩形推管替代方案，不只是案例值得參考，這種克服困難的精神也值得工程顧問同業省思。本期付印前恰巧發生高雄捷運中正路車行地下道下方的聯絡通道災變，更驗證聯絡通道的施工風險不容忽視。
萬鼎公司莊賢達兄整理、報導天母地區40cm~50cm直徑推管工程遭遇安山岩塊特殊地質的各種困難情形，並綜合各施工廠商在本區摸索、嘗試的處理經驗，認為在安山岩塊地層施工時，應慎選施工機具，再輔以鋼環套管推進等輔助工法，才能順利克服安山岩塊之問題。相信本文對大屯火山群之安山岩塊地層構造區域，如淡水等地之推管施工，很有幫助。
中華顧問李魁士兄針對推管工程的關鍵工項－工作井，介紹沉箱工法的數種方案。壓重沉箱工法是很傳統的工程技術，但沉降困難或沉箱偏斜無法補救情事，時有所聞，作者提出可精準施工的壓入地錨沉箱工法，或可解決傳統壓重沉箱工法的缺點。
除上述與推管有關的專文外，本期尚有數篇值得一讀的文章，例如成大黃世偉教授探討九份二山在集集地震時發生岩石噴發的可能原因，屏科大陳天健教授在專欄中報導台東知本溪在今年11月發生崩塌形成堰塞湖的情形。以及潘國樑博士內容精彩的地工小百科等文。
本期的另一特色，就是第16屆國際土壤力學與大地工程會議的活動報導。本屆會議9月份在日本大阪舉行，台灣集合產、官、學界組成一個龐大的代表團參加，地工技術研究發展基金會為獎勵地工新秀積極參加國際學術交流活動，特別甄選十一位年輕工程師和研究人員並提供補助參加此地工界四年一度最盛大的國際研討會。
眾位新秀果然不負重望，除活躍於各項議程及活動外，也將心得撰寫成報告，並由林三賢教授整理、摘錄分兩期刊出。本期為第一部份「會議紀實」，下期將刊出第二部份「參訪活動」，讀者可以經由他們精彩的報導，瞭解國際上大地工程各領域的發展情形。

作者

李四川

摘要

首先感謝「地工技術」誠摯邀請贈言，本人深感榮幸，並希望藉此與各界分享衛工處推展污水下水道建設之經驗，請工程界先進不吝賜教，以求精進。
污水下水道是都市的基礎建設，如同道路、橋樑、自來水、電力、電訊、瓦斯管線等民生基礎建設，更為改善都市環境衛生，提升居民生活品質及水資源保護與河川整治不可或缺的一環，用戶接管普及率是現代化都市重要的指標，也是國家競爭力的一環。
依據行政院民國91年5月31日核定「挑戰2008：國家發展重點計畫」及「擴大公共建設投資特別條例」研訂之「新十大建設」污水下水道，全國預定於民國97年將公共污水下水道用戶接管普及率由民國90年底之8%提高至22.1%，顯現政府對污水下水道建設之重視程度，因此，現階段必須投入龐大的政府預算並鼓勵民間積極參與，方可如期達到預定目標。
遭遇之問題與因應對策
污水下水道推動初期，由於國人專業素養及施工技術、經驗都不足，加上部份法令不合時宜、交通問題、民眾抗爭、既設地上、地下管線設施拆遷不易、地質複雜等困難問題。考驗從業人們如何一一予以克服，衛工處於推動臺北市污水下水道建設過程中，針對上開困難，提出「落實法令宣導、提高民眾配合意願」；「制定規劃設計準則、提高工程施工之可行性」；落實三級品管及施工查核及「建立資訊管理機制、強化為民服務績效」等因應對策；其具體內如概述如下：
落實法令宣導、提高民眾配合意願
政府於推動各項公共工程建設，經常遭遇民眾不理性的抗爭，歸納其原因，不外乎對工程建設的內容及法令不熟悉，導致工程停頓無法順利進行之窘境。另偶有部分法令規定不合時宜，造成執行面上窒礙難行。因此，應適時檢討不合時宜之法令，擬定符合時代潮流及民眾需求相關之配套回饋或補償辦法。並應於工程施工前、執行中之適當時機辦理說明會，向施工地區之民眾詳細説明工程施工內容、施工期程、完工後效益及相關之法令宣導；加強和民眾溝通與互動，使民眾能充分瞭解政府施政之方針，提高民眾配合意願，進而化反力為助力。
制訂規劃設計準則、提高工程施工品質
臺北市污水下水道建設起步較都市發展為晚，都會區巷弄、道路下方各項維生管線均已佈設完成，衛工處於民國81年以前建設污水下水道之施工方式，大多採用明挖工法施工，經常因道路巷弄、道路狹窄，既設地上、下管線設施拆遷不易，施工工期難以掌握、社會成本相形提高，為能有效的突破此一施工問題，必須引進新的施工技術；因此，衛工處於民國81年開始試辦使用免開挖工法(潛盾、推進工法)於都會區巷弄、道路上分管網工程施工，其管徑大多介於∮300~∮700mm及∮1000~∮2000mm之間；試辦結果可大幅降低交通衝擊及社會成本。免開挖工法於都會區施工受地質條件影響甚鉅、施工前的地質鑽探非常重要，不同的地質(砂質土、礫質土、卵礫石、岩盤qu值不同等)其推進施工機械、機械折舊、工率及工作井尺寸均為不同且每段推進距離(工作井至工作井間之距離)亦受地質差異而有所限制。為使免開挖工法之施工技術能更臻成熟，多次邀請國內外專家學者及施工廠商至衛工處研討，制訂規劃設計準則、並將工程之施工要領、施工步驟、工率、工期等相關規定明訂於工程契約據以執行，提高工程施工品質。
臺北市污水下水道系統中之污水處理廠及主、次幹管(大管徑管線)大多業已完成；目前正積極推動巷弄、道路上之分管網收集系統及用戶接管工程，廣為應用之免開挖工法計有「一般推進工法」、「小管推進工法」及「短管推進工法」等，施工之管徑大多在∮300mm~∮700mm；屬小管推進範籌，由於都會區巷弄、道路狹窄，工作井設置不易，因此，衛工處於民國82年自日本引進圓形短管推進工法，有效縮小工作井尺寸(一般小管推進工作井為矩形工作井內徑為5.2m×2.4m及2.4m×2.4m；圓形工作井內徑∮2.0m及∮1.5m)，並具多方向推進之優點，施工快速減少管線遷移，降低對交通的衝擊。惟短管推進對地質變化之敏感度甚高，若能確實掌握地質條件及慎選施工機械(推進機械之截削面盤、推力、扭力等)，為短管推進順利與否重要之關健。衛工處各項工程為能確實掌握施工區域之地質資料，依工程計畫於前一年先行辦理地質鑽探，為能達到資源共享之目的，衛工處將曾辦理之地質鑽探成果資料，提供給經濟部之國土資訊系統「工程地質探測資料庫」及臺北市政府工務局之「大地工程地質資料庫」，期能將本市之地質資料提供工程界分享，降低工程之風險性。
建立資訊管理機制，強化為民服務績效
公共工程建設完成後，後續的營運管理及維護工作，攸關民眾權益甚鉅，如何正確的掌握竣工資料，精準的研判既設管線設施之營運管理及維護作業遂行；應於機關內部先行建立相關資訊管理系統(如MIS及GIS)，並於工程契約中明確的規範竣工資料之製作規定(例如：人孔之座標、管線高程、深度、管徑及用戶接管竣工卡，未接管清冊等資料予以數位化)，列為工程估驗計價及竣工驗收重要之項目，各項竣工資料應繳交之單位，如此，才能有效的管理各項竣工資料，適時提供民眾查詢套繪，強化為民服務之績效。
我國污水下水道建設，以北高兩市率先施作，目前國家已擬定全國污水下水道實施計劃，期能早日改善環境衛生、淨化河川水質、提升國人生活品質，因此，編列預算補助各地方政府積極推動污水下水道建設。本市推動污水下水道建設業已30餘年，目前用戶接管普及率業已超過78％，本處於推動過程中，秉持標準化、制度化、公開化之施政理念，制訂規劃設計準則、施工手冊、營運管理及維護等手冊。期能以此作為新進同仁的培訓教材及經驗傳承；並建構於本處資訊網站供各界參考，敬請工程界先進不吝指正。

英文篇名

PLANNING, DESIGN AND CONSTRUCTION USING CURVED PIPE JACKING METHOD

作者

竺文彥、李宗坤、鍾仁金、盧之偉

關鍵字

非明挖工法、免開挖工法、推進工法、曲線推進工法、可轉彎推進工法、緩衝材、滑材

摘要

國內目前常用之推進工法，只能直線推進，使用上受到極大限制，而日本目前常用之曲線推進工法，除可直線推進外，亦可因應道路線型以曲線方式推進。本文主要介紹曲線推進工法曲線造成原理，指出曲線推進工法與直線推進工法之差異性，並將規劃、設計及施工階段須考量之要點加以整理及說明。另提供以國內CNS之管材厚度及強度分級為基礎之「管長、管徑及曲線半徑開口差對照表」，以利工程規劃時，可迅速評估曲線推進工法之適用性，並判斷曲線段須採用之管材長度。

英文摘要

Currently in Taiwan, the pipe jacking method is frequently used for construction, but only to the extent of straight line pipe jacking, while in Japan, curved pipe jacking method is often used. Besides being able to carry out straight line pipe jacking, curved pipe jacking method can also be applied to road type paths. This paper mainly introduces the curve line principles for curved pipe jacking method and points out the differences between the curved pipe jacking method and straight line pipe jacking method as well as the main considerations in making arrangements for the planning, design and construction stages of work. In addition, a comparison table of the “pipe diameter, pipe length and radius of turn curve” is provided for use during planning so as to be able to promptly assess the suitability of the curved pipe jacking method and determine the required pipe length and pipe material to be adopted for the curve section. Once the capabilities and limitations of the curved pipe jacking method are gradually understood, its deployment in the future will generally be widespread for underground utility works.

英文篇名

CASE STUDIES OF PIPE JACKING TECHNIQE IN GRAVEL FORMATIONS

作者

褚炳麟、孫漢豪、許金龍

關鍵字

卵礫石層、互鎖效應、推進工法

摘要

以往在卵礫石地層或礫岩層中採用推進工法時，依一般機具製造商或施工廠商的說法，需採用專用機頭進行鑽掘與切削，且推進機頭之口徑需大於卵礫石層中最大粒徑之3倍或5倍方可施工。但台灣卵礫石地層中之最大粒徑超過一公尺之案例比比皆是，而目前所採用的推進施工案例其推管之管徑大多在2.4公尺以下，故施工中必然會受到卵、礫石顆粒之粒徑過大、顆粒強度與硬度太高以及顆粒間互鎖等效應之影響，而致可能無法有效鑽掘、影響工率甚或造成地盤隆起等情況，使業主或設計者不敢貿然採行。本文蒐集台灣地區卵礫石地層中之推管施工案例，針對地層條件、推進力、施工速率等項目加以統計、分析，並探討施工中可能遭遇到之困難與解決方案，以期獲得相關資訊，俾利日後在卵礫石地層中，採用推進工程設計與施工時之參考。本文並引用產狀形態與礫石層層面之概念，作為台灣卵礫石層工程分類之基礎，以提供廠商在選用推進機頭與瞭解卵礫石層顆粒排列特性之參考。此外，為充分獲取於卵礫石地層中採行推管施工所需資料，本文亦提出於工址調查階段，設計單位應辦理之調查項目。

英文摘要

According to machine suppliers and contractors, the special cutter head should be used in pipe jacking in gravel or conglomerate formation, and the diameter of cutter head should be larger than 3 or 5 times of maximum grain size of the boulder. In Taiwan, the inside diameter of pipe jacking machine is usually less than 2.4 m in the current market while the boulder sizes are always larger than 1 m. I therefore the contractor and designer shall hesitate to use pipe jacking due to the decressed driving efficiency, or ground heave caused by huge size, high strength and hardness of boulder. In this paper, a studies of two cases pipe jacking technique used in gravel formation are presented. The possible problems and their solutions during construction are also discussed. Furthermore, the concept of particle configuration proposed by Walker is quoted to describe and clarify the fabric / structure of gravel formation. Finally, in order to aguire enough information when tunneling with pipe jacking, some work items are suggested while designers perform the site investigation.

英文篇名

JACKING PIPE MATERIAL PROPERTIES AND TEST METHODS

作者

謝啟萬、黃健誌

關鍵字

推進工法、小管推進、材料特性、檢驗法

摘要

目前推進管之適用管徑範圍由250至3000mm，施工時由發進坑內以推進機直接推動安裝管線，並可配合雷射光束導引系統維持推進方向及高程。目前我國常採用之剛性推進管以混凝土管(JRCP)為主，瓷化黏土管(VCP)聚酯樹脂混凝土管(PRCP)， 300mm及400mm PVCP及ABSP亦廣泛用於推進施工中。管材於設計過程中需考量其抗壓性、耐腐蝕性、水力特性、耐磨損性、耐久性、接頭水密性、施工便易性、供應性、管件齊全性，與其售價。管材標準應明確規範外觀、尺度、管材平整度、直角偏差度等查驗標準，而管材抗壓、抗化性、接頭水密性亦為需執行之查驗項目，對撓性管而言，耐磨損性、耐久性亦不可忽視，給水用管線耐水壓試驗、溶出試驗亦應檢核。

英文摘要

Pipe jacking and microtunnelling is a technology for construction of pipelines to close tolerances for line and grade. Typically, these methods can be used for placing pipes ranging from 250mm to 3000mm in diameter. The operation process consists of pushing the tunnelling machine into the earth by means of hydraulic jacks carefully mounted and aligned in the jacking shaft. Typical placed rigid pipes include concrete pipe, vitrified clay pipe, and polyester resin concrete pipe. 300 mm and 400 mm PVCP and ABSP are also used for microtunnelling installation. Compressive strength, chemical resistance, hydraulic properties, abrasive resistance, durability, joint water tightness, workmanship, availability, and costs are the major consideration items in the design process. The test items of standard test method should include appearance, dimensions, straightness, roundness, compressive strength, chemical resistance, and joint water tightness. For flexible pipes, abrasive resistance and durability are also important test items. Pressure test and solvability test should be also checked for drinking water pipes.

英文篇名

APPLICATION OF PIPE JACKING METHOD IN CONSTRUCTION OF CROSS PASSAGE

作者

廖惠生、余明山

關鍵字

推進工法、矩形推管、聯絡通道、集水坑

摘要

現行捷運潛盾隧道的聯絡通道施工方式，係將聯絡通道所在位置及其周圍一定範圍內的土體灌漿改良後，再以隧道挖掘工法進行結構體開挖與構築，由於受地下管線及灌漿施工品質影響，開挖過程中屢見滲水漏砂情形，使聯絡通道施工成為捷運土建工程的高風險作業。本文介紹兩則粉質粘土中聯絡通道之矩形推管施工案例，探討聯絡通道的推進工法施工技術及其限制，並提供類似地層聯絡通道施工工法選擇參考。

英文摘要

The current construction method of cross passage for TMRT is grouting improvement of its site and surroundings with certain range. Afterwards, structure is excavated and constructed by tunnel excavation. Due to the underground pipes and the quality of grouting, that process of excavation had been seen seepage and sand loss usually made the construction of cross passage become the high risk work of civil engineering in TMRT. This paper presents two rectangle pipe jacking methods applied on cross passage and discusses technique and limit of pipe jacking methods for reference of future similar cases.

英文篇名

GEOLOGICAL INFLUENCES ON PIPE-JACKING-CASE STUDY ON TIENMOU

作者

莊賢達、王琬津

關鍵字

污水下水道、推管工程、地質、安山岩

摘要

推進工法受地質狀況影響大，不但設計時需要地質調查與分析，施作時也需要實務經驗及合適的輔助工法，才能安全順利且正確地完成施工。本文特以台北市天母地區污水下水道施工的實際狀況，整理出安山岩塊地質對推進施工的影響，計有岩塊之大小及強度、與複雜的火山地層組合等三種不同因素，並表列出所採用之相關輔助工法，以作為未來在類似地質從事推管工程規劃/設計及施工之參考。

英文摘要

Pipe jacking is very sensitive to the geological conditions where it is applied on. Not only are geological survey and analysis needed during the design phase, but on-site experiences and auxiliary methods are also required during the construction phase to ensure a safe and successful completion.
Taking from the actual situations from TienMou, Taipei City, where sewage pipes are still under construction and andesine are the main composition of the geology, it is summarized that the sizes and strengths of the andesite, and the complex combinations of this once volcanism site are the three major factors for the application of pipe-jacking for the sewage. The related auxiliary methods that accompany jacking application to this site are also tabulated. It is our sincere hope that this preliminary article could serve as future reference for pipe-jacking planning, designs and constructions.

英文篇名

CAISSON METHOD ADOPTED FOR TUNNELING SHAFT

作者

李魁士、林摩西

關鍵字

工作井、壓重沉箱工法、壓氣沉箱工法、壓入地錨沉箱工法

摘要

鋼板樁、鋼軌樁、連續壁、混土排樁、切削樁輔以內支撐系統常運用於推管或潛盾洞道工程之工作井。另全套管樁工作井亦常運用於短管推進工程中，而鋼襯板工法則常運用於無地下水或地下水可另行處理之工作井場合。然針對工址作業空間窄小之都會區，上述工法之運用仍顯困難。本文介紹壓重沉箱工法、壓氣沉箱工法、壓入地錨沉箱工法概要，並針對各種沉箱工法運用於免開挖工程工作井之適用性進行評估，同時報導壓入地錨沉箱工法相關配套規劃作業事項，供工法選用之參考。

英文摘要

For tunnel construction work, sheet pile wall, solider pile wall, diaphragm wall, soil mixing wall and secant pile wall with bracing system are commonly adopted for the vertical shaft of pipe-jacking or shield tunnel. In additional, all-casing pile shaft is adopted for pipe-jacking having small diameter and steel lagging lining shaft is applied to tunneling in Taiwan. However, it is still difficult to apply these methods to a narrow jobsite in an urban area. Hence, shaft constructed by different caisson methods, which include self-weight caisson, pneumatic caisson and hydro pressure anchor caisson are introduced. An evaluation of the tunneling shaft constructed by caisson method is presented in this article.

英文篇名

POSSIBLE CAUSES FOR THE ROCK ERUPTION AT CHIU-FEN-ERH-SHAN IN THE 1999 CHI-CHI EARTHQUAKE

作者

黃世偉、簡錦樹、江威德

關鍵字

九份二山、集集大地震、岩石噴發、山崩、高摩擦熱

摘要

九份二山於1999年9月21日集集大地震時發生了大規模的山崩，且於岩石中發現了高摩擦熱所產生的玻璃物質及岩石噴發現象，不同於一般地震引發之山崩型態，值得深入探討。
岩石中所含之假玄武玻璃（pseudotachylyte）代表岩石於山崩滑移過程中之環境的水含量不大，且滑移距離和滑移帶厚度之比值甚大，方能產生高熱，並形成玻璃物質。九份二山的岩石噴發可能之機制為（1）震波傳遞通過裂隙產生相對移動及高摩擦熱，使裂隙水汽化，伴隨高地震加速度，產生裂隙及鄰近之岩石之噴發現象；(2) 震波傳遞通過裂隙未產生相對移動，但壓力迫使裂隙水噴出，而使岩石發生噴發作用；（3）九份二山山崩之過程產生高摩擦熱使孔隙水溫度及壓力上升，當向上力大於向下力時，亦有可能產生岩石之推升現象，而於強震過程抬升可能會演變成噴發。雖上述三種方式皆有可能產生岩石噴發，然發生機制、地點及噴發後所留下之地貌形態並不相同，本文即探討其中之異同。

英文摘要

In the 1999 Chi-Chi earthquake, unlike a common landslide a particular landslide occurring at Chiu-Fen-Erh-Shan was associated with contemporaneous formation of tektite induced by high frictional heat and large-scale eruptions of rock formations in the adjoining region. The occurrence of pseudotachylyte suggests a low water content in rocks and a high ratio of slip distance to slip-zone thickness so that high heat can be produced to initiate formation of glassy materials. Evidence for a large-scale rock eruption was observed in the nearby region of the landslide area. Three possible causes of rock eruption are proposed here including: (1) transmission of seismic waves gave rise to relative displacement and high frictional heating that caused vaporization of pore water in association with high seismic acceleration and created fractures and adjoining rock eruption; (2) propagation of seismic waves did not produced relative motion along fractures but built up pressure forcing eruption of pore fluid and rocks; (3) high frictional heat produced by the processes of large-scale landslide increased the temperature and pressure of pore water. The country rocks were uplifted and erupted when the uplift force exceeded the gravity and cementation forces during the period of strong seismic motion. Although all the aforementioned processes are possible causes of rock eruption in the study area, the mechanism and location of eruption as well as the landform features created by them are different. This study focuses on discussion of such differences.

作者

李嶸泰、周坤賢、吳博凱、邱俊翔、林晏吉、柯永彥、郭治平、熊彬成、盧之偉、魏佳韻、龔東慶

摘要

作者

潘國樑

摘要

作者

陳天健、王香云、徐瑞麟、蘇群雅

摘要