537】社論主筆:李天河

廣告:第一版七洲、天之浩

(第一版)新聞焦點(社論•週聞輯要)

社論

高鐵安全疑慮應由專業說清楚講明白

歷經十餘年推動,施工期長達六年半總成本約643億,全長345公里的台灣高速鐵路,終於在今(96)32日全線通車。背負著台灣第一次,也是全世界有史以來金額最大的BOT案的台灣高鐵,究竟為台灣未來的交通建設以及民眾生活帶來多大的影響,尚待觀察;推動過程中,歷經募資、招標、工程延誤、工程疏失、履勘爭議等風風雨雨,雖已雨過天晴,惟民代與媒體一再報導的安全疑慮,其是真是假,依然存在部分民眾心中,久久未能揮去。

通車前多位民代與媒體工作者,經常一口咬定核心機電系統及軌道設施,是混合歐鐵聯盟與日本新幹線兩大系統,將衍生土建與機電介面協調困難等問題,因而潛藏出軌、翻覆等危機。其次是高鐵75%路段採用高架橋樑結構,並通過三大主要活動斷層-苗栗屯子腳、嘉義梅山及台南新化斷層;高鐵橋樑設計雖以增加帽梁尺寸、設置剪力榫、縱向防震拉條、橫向鋼筋混凝土止震塊及出軌防護牆,作為防止墜落的主要因應措施,但如遭逢類似九二一大地震規模之地震,仍將難免落橋災害的發生。另雖於沿線每隔510公里設置有地震偵測器,連結中控的災害警告系統,當發生四級以上的震度時,會立即透過號誌系統通知區域內的列車緊急剎車,並切斷電力供應。但時速高達三百公里的列車,緊急剎車需時一分鐘,時間相當於九二一地震的主震時間,亦即剎車未完成前,即要面對最頑強的震幅,若未提前警告及以最小反應時間來作補救,必定死傷慘重;又受到苗栗地區基礎軟弱及雲嘉地區地層下陷的影響,高鐵土木結構的耐震能力,必有逐年下降趨勢,而有危險之虞等等不一而足。

據日前可靠消息透露,高鐵月支出約10億元,月收入約6億元,亦即每月平均約虧損4億元,長此以往,後果難以設想;考其原因,除票價過高、民眾搶鮮熱潮漸退、同業削價競爭、停靠站多在郊區且接駁工作未搭配完善等原因外,部分民眾基於安全疑慮無法釋懷,而遲遲不敢搭乘惠顧,應為乘客率不升反降之主要因素之一。

高鐵是高速交通工具,有現代化的象徵意義,台灣高鐵成敗,另有指標意義。其安全疑慮,在民眾之間存在兩極化的看法,儘管是政治立場或認知上之差異,都必須尋求化解與改進;因此除了高鐵公司應思考如何以更貼心、更安全的服務品質外,更要摒除「信者恆信,不信者恆不信」的消極思維,將安全疑慮與改善措施公布。再透過專業機構或專業技師針對前揭安全疑慮,以第三團體或第三人公正立場,公開做專業性的講清楚說明白,以加強取信於民眾,讓民眾知其然且知其所以然,勇於搭乘,期能提高乘客率,讓高鐵營運邁向成功之路。

 

內政部函轉省土木建議有關

17層樓以下新建建築物結構委託審查事宜」

﹝本報訊﹞95124日土木、結構技師公會與蘇貞昌院長座談所提建議,其中一則為「建請政府實施17樓以下之建築物結構外審」,當時行政院各部會回應:請內政部營建署參考技師公會意見,本公共安全及人民權益研議。

台灣省土木技師公會於9633(96)省土技字第1248號文函內政部,針對有關17層樓以下新建建築物結構委託審查事宜,建議如下:一、依建築法13條之精神,建議5層以下非公眾使用之建築物仍維持由地方主管機關依現行規定審查,其餘應委託外審。二、為減輕房屋開發商之投資成本,對50公尺以下建築物之結構審查費用及審查程序得酌予適當調整。內政部乃於9639日內授營建管字第0960037633號函,函轉台灣省土木技師公會上述建議。給台北市政府、高雄市政府、台灣省21()政府、福建省連江縣政府及金門縣政府、並副知台灣省土木技師公會、行政院公共工程委員會及內政部營建署。

 

地調所調查顯示

南投縣中寮鄉紅菜坪地滑區持續滑動中

﹝本報訊﹞經濟部中央地質調查所利用數位影像及立體測繪等先進技術,配合地面地質調查,發現南投縣中寮鄉紅菜坪地區為一大型地滑區,與草嶺及九份二山大山崩同屬九二一集集地震引發之山崩,未來可能因地震、豪雨等因素再度復活,對下游聚落之安全造成威脅。

地調所表示,88921日集集地震,位於九份二山西側的紅菜坪同時發生大型深層地滑,由於地表上不易觀察,反而讓大家忽略。該所自94年起引進先進的光纖監測儀器、無人直升機空拍、三維雷射掃瞄、影像分析技術及其他傳統地滑、水壓(水位)監測儀器進行紅菜坪地滑區之地質調查及監測。調查結果顯示紅菜坪地區為範圍廣達百餘公頃之大型地滑,地表下堆積厚層的崩積層,最薄約13公尺,最厚約130公尺,整個紅菜坪地滑崩積層土方量在1億立方公尺以上。95年監測到部份深層滑動面有1公分左右之滑移量,顯示局部地區仍持續有小規模滑動。未來如發生大型山崩,崩積土方可能堵塞永祿溪形成大型堰塞湖,或引發土石流,將嚴重威脅下游聚落生命財產之安全。

地調所同時指出,紅菜坪地滑區的調查及監測成果已提供相關單位,做為地滑機制、再次活動之潛勢及其危險度詳細評估之基礎,並為坡地災害整治提供重要的依據。

 

(第二版)時事論壇(我有話說•重大工程新聞)

 (第三版)技術專刊(建材•工法•營建管理•法令)

壓入式沉箱工法實例應用

李魁士 中華顧問工程司專案經理

林摩西 土木技師/中華顧問工程司專案組長

前言

都市中公共建設蓬勃發展,捷運及地下管道等設施多採用免由地面開挖之潛盾工法,以解決用地問題並降低施工對交通衝擊之影響。當路權用地受限,潛盾工作井需選擇儘可能減少施工用地之工法。此外,都會中在狹窄道路上施工,需考量避免採用大型機具以及減少噪音振動之課題。

國內大尺寸沉箱失敗之案例,多採自重方式下沉,下沉中開挖面土壤壁體因超挖及局部坍蹋,造成鄰近土層產生孔洞與陷落,長時間累積後造成外側地表沉陷,且隨開挖愈深,地表沉陷量越大。此外,沉箱下沉因力量控制不均勻,造成沉箱垂直度偏移、扭曲、沉箱接合處承受額外應力或滲漏等。故此,本文介紹壓入式沉箱施工案例,於都會區中以精密之壓力系統與監測系統來控制下沉之壓力及垂直度,該施工法適合在都市窄小空間且位於交通繁忙處進行,在工程安全、工期、交通衝擊影響與經濟性等方面為極佳之選項。

 

一、沉箱工法

沉箱工法大致上可分為壓重沉箱工法、穩定液改良壓重沉箱工法、壓氣沉箱工法及壓入地錨沉箱工法,各種沉箱工法概要與比較,彙整如表一所示。

表一 各種沉箱工法比較

施工

原理

沉箱壓入

沉箱壓入

沉箱挖土

盾機吊入沉箱工作井

 

 
在地面上預先構築好一定高度之箱體後,一面挖掘內部土體一面將其沉降至地下,直到將箱體沉降至預定地下深度之施工法。

工法

名稱

壓重沉箱工法

穩定液改良壓重沉箱工法

壓氣沉箱工法

壓入地錨沉箱工法

施工

概要

挖掘開挖面使箱體以自重或輔以壓重方式沉降至預定位置。

在沉箱壁體與土壤之間,藉由穩定液之側向壓力穩定開挖壁體,挖掘沉箱內土體後,以自重方式沉降箱體。

將壓縮空氣送入沉箱下部之作業室內以抑制地下水,在乾燥無水之狀況下進行挖掘,並將箱體以自重或輔以灌水壓重加載沉降箱體。

藉由地錨提供之反力做為壓入箱體之荷重。

 

地質

條件

地下水

條件

在軟弱粘土層沉降容易,惟需考量過度沉降之對策。

遇硬質砂、礫石層時需有開挖面崩落、超挖之處理對策。

卵礫石層等堅硬地層需考量不均勻沉降對策。

遇地下水時,採用水中挖掘。

對於鬆砂、高地下水位之地質條件,穩定液之品質管控極為重要。

遇地下水時,需採用水中挖掘。

在軟弱地盤時,需要避免過度沉降之處理對策。

遇岩體、礫石層時,須配置適合堅硬地層之前端挖掘機具,並採必要之對策來解決因周圍摩擦抵抗而產生荷重不足之問題。

遇軟弱地盤時,依監測結果調整千斤頂反力,以控制沉降力及方向。

在有隆起及砂湧疑慮時,採較少開挖量保留沉箱內土體以確保必要之貫入深對應。

遇卵礫石層及岩層時,有無法壓入施工之問題。

遇地下水時,採水中挖掘。

對周圍之影響

鄰近結構物

有地盤下陷及引入周圍土壤之疑慮,在周圍需設置鋼板樁等保護建物措施。

因設置穩定液處理設施,需有較大用地。

會有地盤下陷及引入周圍土壤之現象,需在周圍設置鋼板樁等保護建物措施。

以壓入及水中挖掘施工,不會造成地下水位降低,適於須嚴格限制地盤擾動之近鄰施工。

噪音、震動

較少的噪音及震動。

較少的噪音及震動。

設置隔音設備減少空壓機噪音、震動。

較少的噪音及震動。

缺氧、瓦斯

沒問題。

沒問題。

如附近有井及地下室時,需調查有無漏氣,並進行完善之管理。

沒問題。

安全性

常造成鄰近地盤下陷引起鄰近結構設施損壞問題。

摩擦阻力小可順利控制設計精度並準確定位。

適用高氣壓作業安全衛生規則。

靜態之壓入工法,須確保必要之貫入深。

工期

快。

快。

隨著施工氣壓之上升,其施工效率會降低,施工期較長。

施工期較長。

費用

低,但若施工不確實後續處理問題大。

中等,較傳統壓重沉箱工法增加穩定液費用,但可減低風險。

機械設備及挖掘費用都高,費用最高。

高。

二、壓入地錨沉箱工法

壓入地錨沉箱工法係利用地錨提供之反力將箱體強制貫入土壤中擋土,再於地下水中挖掘沉箱內積土,嚴格管制開挖深度不得超過沉箱刃口以維持必要之貫入深度,除可有效防止超挖導致砂湧等問題,並可降低對週遭土壤之擾動影響,確保開挖面穩定安全。另配合監測系統與精密之油壓系統控制箱體垂直度,亦可確保精度並安全地施築沉箱,相關施工步驟示意如表2所示,施工照片如圖1所示。

1 壓入地錨沉箱施工例

 


表二 壓入地錨沉箱施工步驟

(1) 準備施工

地錨構造

(2) 構築鐵製刀刃口

(3) 設置壓入設備

壓入設備構造

(4) 箱體壓入與挖掘

1.打設鋼板樁、表面挖掘

2.整地、置換砂(0.5~1.0m)

3.打設地錨

地錨鋼線。

1.設置鋪底木板及刀刃。

2.組立鷹架。

3.構築軀體(鋼筋、混凝土打設、養生、拆模)

4.內部鷹架拆除。

1.壓入設備安裝。

2.外部鷹架拆除。

1.將地錨連接器接上地錨鋼線。

2.設置支壓板盤、加壓梁。

3.安裝夾具段、調整段施力裝置

4.設置油壓千斤頂、油壓管。

一面使用抓斗挖掘,一面下沉到預定深度,完成第1節塊。

(5) 壓入設備拆除

(6) 鷹架組立

(7) 構築第2節塊

(8) 重複(3)(7)至完成

(9) 水中混凝土澆置

(10)            坑內排水,澆置底版混凝土

壓入完成後,撤除加壓梁、油壓千斤頂、施力裝置等設備。

設置內、外部鷹架。

1.鋼筋、模板組立。

2.混凝土澆置、養生。

3.模板、鷹架拆除(2節塊完成)

沉箱沉降至預定深度後,整平開挖底部高程,並清除刀刃口端之餘土。

靜置沉澱後,清除堆積於底部之淤泥,澆置水中封底混凝土。

1.水中混凝土養生完成後將坑內水排出。

2.確認無漏水後,配筋、澆置底版混凝土。


三、場鑄壓入地錨沉箱施工實例

()工程概述

垂直連絡通道豎井位於寬僅10m之巷口並緊鄰民房,考量儘可能縮小施工範圍以規劃維持必要之行人及機車通行道,設計內徑4.8m、外徑6.0m、井深32.9m之沉箱豎井。施工規劃沉箱刀刃高度2.5m,箱體區分7節塊(長約4.6m)分別沉降。沉箱施作現場配置參見圖2~3,沉箱壓入反力地錨裝置設備示意參見圖4

2 壓入地錨沉箱挖土施工配置

3 壓入設備平面配置

 

4 箱體壓入地錨裝置設備示意圖

 

()沉箱施工

本案沉箱共分為七節沉降,各節接縫處設置止水帶以防漏水;其中第一節沉箱下方鐵板及混凝土刀刃長為2.5m,箱體長為2.653m,其餘各節長4.6m。沉箱軀體製作時,沉箱內需作一工作平台,防止人員墬落沉箱底。

沉箱之沉設壓力需克服周圍之摩擦力、刃口之抵抗力及水浮力,沉設時所需之最小施加壓力P為:

上部夾具

 

千斤頂套管

 

下部夾具

 
P>(F+Q+U)-W,式中:P:沉設所需施加壓力。F:箱體周邊摩擦力。Q:刃口處抗力。U:浮力。W:沉箱箱體自重。

本案承包商計畫於刃口之外沉箱箱體,以特殊NF(薄鋼板)密接於箱體外壁與地盤間來減少摩擦力,詳見圖5所示;沉設時並藉由預埋於箱體內之PVC管,噴射高壓空氣以減少摩擦力,刃口處抗力則考量刃口寬度以淺基礎之支撐力計算。在扣除箱體自重後,壓入沉箱最大之最大荷重為9,400KN,如圖6所示。

NF膜施工相片

5 沉箱壁體密接NF膜施工示意圖

 

6 沉箱沉設壓力圖

四、結語

在用地受限及須控制地盤沉陷量之場合下,可考量採用壓入地錨沉箱工法施築豎井。壓入地錨沉箱施工可避免因連續壁或基樁施工需使用重型開挖機械及鋼筋籠吊放所佔用之大範圍施工用地,並可以準確之壓力控制沉降方向,可達要求之垂直精度,必要時亦可配合預鑄環片並於覆蓋版下施工以減少對交通之衝擊影響。

壓入地錨沉箱利用千斤頂、油壓控制裝置,在一般地層中達成1/200之垂直精確度並不困難,可精準地將箱體沉降至定位,沉箱各輪進節塊間(或環片間)之接合亦可準確密合,避免發生扭曲破損。本工法除可運用於垂直連絡通道之豎井外,亦適用於潛盾機之出發與到達工作井施築。

 

(第四版)焦點話題(地方焦點•生活情報•研習活動)

桃園縣政府水土保持服務團輔導案例探討

賴景鎔 技師

除了耕作輔導外,違規輔導也是水保服務團的主要工作項目之一,有不少水土保持義務人因不清楚水保法的規定,以為水土保持是自己的,想要怎麼整地、翻土都是自己的權利,誰知道當坡地的表土變成裸露狀態非常難看時,縣政府的罰單也會跟著來,單子一開至少6萬元,有些因濫墾面積較大,罰單高達十幾萬元。其實有不少水土保持義務人實在是不諳法律(或行政命令),不知道要先行申請許可。像這樣被罰實在是有點冤枉,但也只能說『不經一事,不長一智』。當然對於心存僥倖的水土保持義務人就沒什麼好說,繳完罰款還要恢復原地貌。

因此在輔導違規案件時經常碰到義務人的抱怨、發牢騷是正常的,筆者也是發揮同理心安慰他們,但正事還是要辦。案例3是筆者的處理過程,也希望技師們提供您的寶貴意見及指教。

【案例3違規輔導

(1)申請義務人:李先生。(2)基地位置:桃園縣CCDDdd地號。(3)義務人違規事項:基地面積數公頃,水土保持義務人想要開發蓋別墅。未申請雜項執照就先行整地,基地目前有一半以上的面積都是裸露的紅色土壤。經縣政府制止並開單罰款,未復原前不得繼續動工。

處理情形經過實地會勘後,根據坡地地形整地現況,提供下列建議,以供違規人參考,希望違規人能盡快復原,以免繼續受罰。

(1)先繳罰款,因李先生明確告知筆者,他不想再申訴。(2)由於裸露面積甚大,須立即噴灑草種覆蓋,以免表面土壤繼續流失。(3)邊坡的坡頂與坡趾高差約3公尺,不算很高。如果盡速噴植草種,應該可以穩定坡面。(4)周圍擋土牆已豎立模板,綁紮鋼筋處不得再繼續澆置混凝土。(5)立即進行植生工作,建議以百喜草或百慕達草的草種為主。因百喜草或百慕達草的草種生長速率較快,能夠在短時間內就可覆蓋裸露面,不致讓表土幾續流失。而且上述二種草也容易被原生草取代,因原生草種受風吹的傳播,落地在基地內,成長速度雖沒有百喜草或百慕達草快,但一旦長出後附土能力甚強,而且會把百喜草或百慕達草排斥掉,到最後坡地還是原生草的天下,這就是百喜草或百慕達草用於救急的最佳草種。(6)復原工作告一段落且有成效後,立即進行雜項執照的申請,讓一切整地工作都是合法的,縣府經過評估後,也許可以讓擋土牆合法化,只有守法才能得到尊重。(7)照片請詳見【照片1~照片9

後記

(1)感謝林明鼎、酈寶成兩位水保技師提供諮詢,使得本文順利完成,謝謝!

(2)地籍圖係由水土保持義務人提供,筆者用Photoshop描繪。

(3)為免引起不必要的困擾,所有人名及土地地號都用代號。本文的目的只是要描述處理山坡地的過程,供技師們參考。

高爾夫球社擊球技巧訓練通知

主辦單位:台灣省土木技師公會•台北市土木技師公會合辦

時  間:96412日起至96531日共八週,每週四18:30~20:30

地  點:大新店高爾夫練習場(新店市環河路112-1號,電話02-29102233)

參加對象:高爾夫球社社員及對高爾夫球有興趣的非社員技師

說明事項:1.社員簽到每次公會贈送練習球2(社長六點前刷球可打2+2=4)2.19:00~20:00敦聘黃宜松老師指導(費由社團補助)3.球具自備。初學者建議準備7號鐵桿及手套各一隻。4.高爾夫球社入社費500元,年費100元。

報名方式:市公會 (02)2745-516822蘇小姐、省公會(02)8961-3968143楊如玉小姐、土雞隊網站(http://211.21.95.220/tugi/)45報名截止。