新武界及栗栖溪引水隧道工程TBM开挖工法施工技术探讨模板

1、新武界引水隧道工程TBM 挖工法施工技荷探的李泻洲奠B建和坚脸欠正台湾雷力公司中典工程麒冏股份有限公司摘要台湾雷力公司新武界隧道及栗栖溪引水言十耋之隧道辰的15.7公里，其中新武界引水隧道自河段向下游的7.1公里簸圉，探用TBM施工。舄瞭解本隧道段之地情)兄,曾於志亥隧道沿施作四孔辰距雕地 探查孔，其中包括一辰建901.5公尺之水平探查孔；另外，亦沿隧道 施作地球物理探测,以充分掌握隧道沿之地。承商(新克建言殳熊谷 鲍聊合承痍)於充分瞭解隧道地情兄及相因素彳爰,决定邀用放式 (Open type)横型施工；亥横(Open Main Beam Type Robbins Model 1610-27

2、9)曾有700m/月之。且引逵璞片支撑工法俾利通 遏破碎带或新屑等恶劣地8,期望搭配此工法可雁付台湾地多燮特 性。本TBM鳞掘隧道工程於民阈89年7月14日正式挖，予言十民阈90 年11月通。本文特介藉本隧道之工程地8言周查成果、TBM言殳偷、TBM 於本隧道鳞掘施工概兄及承商提案探用导船袁片工法通遏特殊困雉地8之 施工例探言寸等，供同僭参考。一、前言日月潭舄一雕槽水厘，其水源主要仰赖现有武界隧道引取武界壕上 游蜀水溪水量，舄台湾雷力公司日月潭水力畿雷系统之中福,供雁包括明湖、明潭等五座装置容量建277蔑千瓦之抽蓄及傅统水力畿雷 S及其周遑弟脸真所需民生典灌溉之用水；因此硝碓保其水源，以免阈内

3、尖峰用雷之供雁受阻，亦不致影警附近居民之生活。由於琨有武界 隧道使用迄今已逾67年,其褫砌混凝土已重裂剥落，有崩坍之虞，舄 避免影警日月潭畿雷系统之正常遑 ，台雷）夬定典建一倏新武界引水隧 道替代现有之老售隧道，亚将蜀水溪上游支流栗栖溪之水源一饼引入日 月潭统合遑用。新武界引水言十耋聊结现有武界壕、新建之栗栖壕及日月潭，隧道辰的15.7公里，由四段隧道鲍成，彼此冏以遏河拱槁或暗渠相速，工程之 怖置如圄一所示。本言十耋於可行性研究陪段畤，由中典工程麒冏股份有 限公司建所有隧道均探鳞炸法施工，全基本言殳言十陪段畤，舄考建到 编短工期、降低垩寸璞境造成之彳重i擎、减少垩寸隧道工之需求量及提昇 我阈隧

4、道施工水举之目的，自遏河槁至暗渠段冏的7.7公里辰之大部份 隧道（的7.1公里）改探TBM施工。圄一、新武界隧道及栗栖溪引水工程怖置圄二、工程地2.1地言周查本工程於可行性研究陪段及基本言殳言十陪段，除了地表地言周查外，所 施作之地言周查工作如表一所示。表一、新武界工程地言周查工作敷量一竟表言周查陪段周查地匾地 鳞探地球物理震测孔敷#息鳞深度(m )涓慨敷测斜息畏度(m )可行性研究D&B工法隧道11420193680基本曰又m十TBM工法隧道42406.525020D&B工法隧道44217056670合言十(m )4996.515370言主：地鳞探工作包含相之岩石力2.2匾域地本言十耋位於台

5、湾中部南投躲爵、池卿及仁爱卿，地分匾屠中央山月底西翼地匾之雪山山月底带典脊糅山月底带之西彖。言十耋地匾出现之岩屑屠 始新世至中新世，自束（上游）而西（下游）依序舄山屑（以板岩舄 主）、眉溪砂岩（以石英砂岩舄主，夹板岩）、佳陶屑（以板岩舄主）、 建见砂岩（以石英砂岩舄主，夹板岩或硬页岩）、十八重溪屑（以板岩 舄主，夹燮砂岩）及白冷屑（以砂岩舄主）。估言十隧道通遏砂岩段所估 之比例的33%，通遏板岩段所估之比例的67%。言十耋匾内出现之主要地横造舄梨山横造、地利瞻斤屑及武界新屑。梨山横造之屠性於孥彳桁界仍有原大事。依隧道沿之地言周查结果累目 示，栗栖溪引水隧道将穿越梨山木啻造，木啻造带附近可能舄密

6、集之褶破破 碎带及勇水带。地利瞻斤屑及其伴生新屑可能於九族文化村附近典隧道相 交，含破碎带、窗斤屑泥及新屑角磔舄主。武界新屑彳系由航照泉型研判而 得，窗斤屑附近之地表露亚末畿琨援重力之跻象，惟售武界隧道施工期冏曾於志缢泉型附近遭遇勇水，但照遭遇新屑之叙述，研判可能舄破碎带或 勇水散2.3 TBM鳞掘隧道段地2.3.1隧道沿地本TBM鳞掘隧道位於新武界隧道里程Sta.3 k+089至10k+354之冏，全畏的7.3公里，全匾亚重大地:H木啻造通遏。其中Sta.3k+089至9k+568冏(彻占89%)隧道段穿越佳陶屑;Sta.9k+568至10k+354冏(彻占11%)隧道段穿越建见砂岩屑。其地

7、特性分述如下，如圄二及表三所示：二 TBM工法隧道沿地剖面圄表二、TBM工法隧道沿备泉地屑一表地屑佳陶屑建见砂岩岩性 描述砂岩或砂板岩，劈理常呈 剧烈褶曲现象及桃折横造砂岩或砂板岩，劈理常呈剧烈褶曲现象及桃折才葺造中至粗粒石英砂岩 舆板岩或硬页岩薄 石曷罩厘强度 (kg/cm)93 176607 12001521705#息硬度21 3164 144岩醴等 幺及舆比 例分配FW3FW4I : 10 %，II : 16 % III: 30 %，IV :24 % V: 20 %FW5I : 15 %，II : 20 III: 25 %，IV :30 V: 10 %I : 16 %，II : 33 %

8、 %I: 38 %，IV : 7 %V: 6 %I : 14 %，II : 28 % III: 37 %，IV : 9 % V: 12 %工 程 地 言平 估1.本段板岩於凰化解厘影M外之岩盘一般均新焦羊、坚且完整。2.Sta.3k+1503k+750冏岩覆率交低，隧道可能穿越率交凰化破碎岩盘。3.Sta.3k+4303k+500冏之震侧低速带研判 舄援勤破碎带(FW3)， 推估可能典隧道在Sta.3k+3003k+400 相交，其宽度亦可能率交震测所见更宽腐。4.Sta.3k+500(FW4) 及Sta.6k+450(FW5)附近舄褶破、破碎带，具，勇水潜势。5.Sta.5k+7006k+0

9、00及Sta.7k+8008k+100相雁於售武界隧道第一及第二次9甫修段，岩盘品可能率交差。6.依摞隧道附近地表露推估，Sta.6k+ 900及Sta.7k+2007k+300冏地表岩盘可能有小规模蠲勤。本段隧道洞口 至32公尺均舄 崩稹岩墟， 32250 公尺冏 舄中至高度配 碎岩盘，具勇水 潜势，其绘岩I 多完整、坚。1.佳霍佳陶屑之岩性以板岩或砂板岩舄主，偶夹薄屑砂岩，板岩劈理畿建,劈理面之位熊的舄 N15 60E/52 70S,典隧道泉(N65E)斜交，向上 游侧俺斜，局部呈褶破扭曲，偶见小型新屑,但延性均不高。鳞探结果 示,本段隧道沿於地表以下的180公尺入新企羊岩盘,岩多坚完 整

10、,在隧道高程附近岩盘之 RQD值多舄80%以上，岩心筋理不畿建,冏 距大多1公尺以上，岩心偶有新裂，亦以沿劈理方向舄主，累目示地下岩盘 完整。本段隧道Sta.3k+150至3k+750冏因岩覆重交低(的150至200公尺),岩 可能重交囤化破碎。Sta.3 k+600上方地表宫受琨板岩劈理有圜烈褶破之琨 象，岩盘亦呈破碎状，配合琨地地形及附近鳞孔资料推估，隧道可能於Sta.3k+500附近遭遇一褶破破碎带及重交大之勇水。Sta.6k+400附近地表出 露之板岩劈理位熊燮化甚大，附近鳞孔所得岩心亦有相同之现象，研判 隧道将於Sta.6k+450附近穿越一褶破破碎带,推估宽度的350公尺 2.建见

11、砂岩屑岩性以石英:砂岩及硬页岩或板岩之薄蕖互屑舄主，局部夹石英砂 岩，砂岩典硬页岩冏互相渐燮,岩心示交金昔屑理畿建,本段隧道 Sta.9k+586至10k+176冏岩心完整，且愈往上游段岩心品:H愈佳。 Sta.10k+176 至 10k+322 冏岩囤化破碎，Sta.10k+322 至 10k+354 冏舄含石 英:砂岩或板岩之崩稹屑。砂岩之屑面畿建,地表露之砂岩屑面位熊舄N24E/58 68S,典隧道泉（N65E）斜交，向上游侧俺斜。隧道沿 之主要筋理舄匾域性筋理，位熊舄N80E80W/70 80N,筋理冏距的 5 10公分，延展5 50公分，筋理面平整，口的0.1 0.2公分。2.3.2地言周查成果本隧道段乃於基本言殳言十陪段才夬定更改路及施工方法，因此，彳堇於 志亥陪段逵行相之地言周查工作。除了地表地言周查外，尚包括四孔辰距雕地鳞探及地球物理震测，如表一所示。其中，地鳞探之水平孔 （TB1-1）鳞孔辰度建901.5公尺，其它斜孔之最大鳞辰亦建735公尺。前 述地鳞探完成彳爰，均埋言殳PVC管亚量测地下水位（俺斜孔）及地下勇 水量（水平孔）。其中，TB1-1孔量得之最大勇水量曾高 1，441公升/分, 且持建半年之久，全本匾遇枯水期彳爰方降至60绘公升/分，此先期排水 工作垩寸彳爰之