最新消息穿越大圳的創新工法：桃捷綠線通風豎井工程如何採用管冪技術
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近年來，隨著科技的進步和工程技術的創新，地下工程在城市發展中扮演著越來越重要的角色。捷運綠線八德區地下段通風豎井工程是一個極具代表性的案例，其採用的管冪工法不僅成功穿越了桃園大圳，保護了該地區重要的水道結構完整性，同時極大地減少了對當地交通和環境的影響。這項工程展示了現代地下工程技術在挑戰性地質條件下的應用和突破，為未來城市基礎設施建設提供了寶貴的經驗和啟示。
桃園捷運綠線八德區地下段通風豎井工程：創新管冪工法穿越桃園大圳
桃園捷運綠線八德區地下段通風豎井工程近期引起廣泛關注，尤其是其採用了首次運用的「管冪工法」，這種技術創新不僅確保了桃園大圳的結構完整，還有效地維持了大圳的排水灌溉功能，同時極大地減少了對當地交通的影響。
一、技術背景與挑戰
桃園大圳作為歷史悠久且重要的水道結構，其下方的地形和地質條件對於施工構成了極大的挑戰。在這樣的背景下，捷工局決定採用管冪工法來解決穿越大圳的問題。這種工法涉及使用鑽掘機在地下挖掘，將鋼管推進到大圳底下，再以混凝土灌注加固形成密閉的管道空間。這樣的結構不僅能夠承載上方的大圳渠道重量，還可以作為通風廊道和緊急逃生通道，同時保護大圳免受施工過程中的影響。
(一)技術挑戰
地形與地質條件：桃園大圳下方的地質主要是卵礫石，這種地質條件複雜，需要考慮到工程施工中可能遇到的坍方、穩定性問題，以及如何穿越大圳而不破壞其結構完整性。
環境保護與保安：桃園大圳不僅是重要的水道，還承擔著排水和灌溉的功能，因此在施工過程中必須極力避免對大圳功能和環境造成的損害，並且確保施工安全。
(二)技術解決方案：管冪工法
捷工局選擇了管冪工法，這是一種先進的地下工程技術，其主要步驟包括：
地下挖掘與推進：使用專門設計的鑽掘機在地下挖掘出足夠寬度的通道，然後將預先準備好的鋼管推進到目標位置，這樣可以有效地避開地表開挖對交通和周邊環境的影響。
混凝土灌注加固：在將鋼管推進到大圳底下後，通過混凝土灌注加固空間，形成一個密閉且堅固的管道結構。這種結構既能承受大圳渠道的重量，又能作為通風廊道和緊急逃生通道使用。
環境保護與監控：為了確保施工過程中不對大圳和周邊環境造成損害，捷工局採用了先進的監測系統，包括自動監測管冪鋼管中水平傾度管、支撐應變計及反光菱鏡觀測等系統，以精確控制施工過程中的偏差，並即時調整鑽掘機的操作方向。
透過這些創新的技術應用和嚴格的施工管理，捷工局成功地克服了桃園大圳下方複雜的地質和地形條件，保護了這一重要水道的結構完整性，同時有效地維持了其在地方經濟和生活中的重要角色。
(三)技術應用與效益
管冪工法的應用不僅確保了桃園大圳在工程進行期間的安全性和穩定性，還顯著減少了對當地交通的負面影響。相比傳統的開挖方法，這種工法不需要在地表大範圍開挖，減少了施工對周邊道路交通的干擾，同時降低了環境衝擊和施工成本。
技術應用
地下挖掘與推進技術：
- 精準鑽掘機操作：透過精確的鑽掘機操作，捷工局能夠在地下挖掘出足夠寬度和深度的通道，以容納後續推進的鋼管。
- 鋼管推進：選擇符合桃園卵礫石地質特徵的鑽機，將預製的鋼管推進到大圳底下的目標位置。
混凝土灌注加固：
- 結構堅固性：通過混凝土灌注加固鋼管內部空間，形成一個密閉且堅固的管道結構，能夠承載上方大圳渠道的重量和壓力。
監測系統：
- 自動監測技術：部署自動監測系統，包括水平傾度管、支撐應變計及反光菱鏡觀測等，以實時監控管冪鋼管的狀態和施工過程中的精確度，減少施工過程中的偏差和風險。
效益
安全性與穩定性提升：
- 保護大圳結構完整性：管冪工法有效保護了桃園大圳的結構完整性，避免了傳統開挖方法可能對大圳結構造成的損害和風險。
- 減少施工風險：精密的鑽掘機操作和監測系統的應用，大大降低了施工過程中的技術風險和安全風險。
交通影響減少：
- 降低施工對周邊交通的影響：相比於傳統的地表開挖方法，管冪工法不需要大範圍開挖，減少了對周邊道路交通的干擾，保持了當地交通的順暢性。
環境友好與成本效益：
- 減少環境衝擊：少量開挖和地下工程的進行方式，減少了施工對當地自然環境的影響。
- 降低施工成本：優化的施工方式和減少的環境損害，對施工成本有所降低，同時提高了工程的效率和可持續性。
通過管冪工法的應用，捷工局不僅解決了技術挑戰，更為桃園大圳地區的地下工程開辟了一條新路徑，展示了現代地下工程技術在保護環境和提升工程效率方面的巨大潛力和優勢。
二、工程概述
這項工程位於八德區，自109年動工以來，一直在積極推進。其中，介壽路一段與大智路口的通風豎井成為了整個工程的重要組成部分，不僅提供通風廊道功能，還被設計為緊急逃生通道，為當地居民和交通安全帶來了重要保障。
(一)位置與重要性
地理位置：
- 這項工程位於桃園市八德區，介壽路一段與大智路口之間，涵蓋了該區的重要交通幹道和社區。
功能性設計：
- 通風廊道：通風豎井被設計為捷運綠線地下段的通風廊道，確保地下空間內空氣流通，維持乘客的舒適度和安全性。
- 緊急逃生通道：除了通風功能，豎井還被設計為緊急逃生通道，提供在緊急情況下居民和乘客的安全逃生出口。
(二)工程進展與影響
動工時間：
- 工程自109年開始動工，經過持續的規劃和施工階段，已經取得了顯著進展。
社區影響：
- 通風豎井的設置不僅為捷運系統提供了必要的基礎設施，還大大提升了當地社區的公共安全和便捷性。
- 對於居民和通勤者來說，這些設施不僅保證了捷運系統的順利運作，還增強了對緊急情況的應對能力，從而提高了居住品質和生活便利性。
三、施工安全與精準度控制
為確保管冪工法的安全施工，捷工局在推進過程中採取了多項措施，包括水平和垂直地盤改良灌漿，以及在大圳構造物周邊和地表布設自動監測系統。這些監測系統包括水平傾度管、支撐應變計和反光菱鏡觀測，通過雷射監測系統精確控制管冪推進的方向和精度，以減少施工中可能出現的偏差。
(一)地盤改良灌漿
為了提升施工地盤的穩定性和支撐能力，捷工局進行了水平和垂直地盤改良灌漿。這些灌漿工作有助於減少地盤沉陷風險，同時提供了堅固的基礎，以支持管道的推進和穩定。
1. 技術原理
地盤改良灌漿技術是指通過對地下的土層進行注入特定材料（如水泥漿或聚合物漿料），以改善土壤的工程性質和力學特性，從而達到增強地盤支撐能力和穩定性的目的。在桃園捷運工程中，這項技術被應用於穿越桃園大圳下方的地區，以應對複雜的地質條件和挑戰性的施工環境。
2. 應用過程
評估和設計階段： 在施工前，捷工局的工程團隊會進行詳細的地質勘測和工程設計分析。根據地下土層的特性和施工需求，制定出最佳的地盤改良方案和施工計劃。
材料選擇： 根據地質條件和工程要求，選擇適當的灌漿材料。常見的灌漿材料包括水泥漿、聚合物漿料等，這些材料具有良好的流動性和硬化特性，能夠有效地填充土層中的空隙和縫隙。
施工操作： 在進行地盤改良灌漿施工時，首先進行鑽孔作業，將灌漿材料通過管道注入到地下土層中。注入的過程中，控制注漿壓力和速度，確保灌漿材料均勻分佈並充填到所需的位置。
監測和評估： 在灌漿完成後，捷工局會使用各種監測設備和技術，如水壓計、變位計等，實時監測灌漿效果和地盤的變化情況。這些監測數據將用於調整施工過程，確保地盤改良的效果符合設計要求。
3. 效益和應用優勢
地盤改良灌漿技術在桃園捷運綠線八德區地下段通風豎井工程中的應用，具有以下顯著的效益和應用優勢：
- 風險降低：有效減少地盤沉陷和變形的風險，提高了施工過程中的安全性和可靠性。
- 支撐能力增強：提升了地盤的承載能力和穩定性，為地下結構的施工提供了牢固的基礎。
- 施工效率提升：減少了施工期間的地質問題和不穩定因素，有助於加快工程進度和節省施工成本。
(二)自動監測系統
水平傾度管：
- 在管冪工法的施工過程中，捷工局布設了水平傾度管系統。這些管道能夠即時監測和記錄管道在水平方向上的傾斜情況，確保推進過程中管道的平穩和方向的準確性。
支撐應變計：
- 捷工局還在管道周邊布設了支撐應變計。這些設備用於監測和記錄管道周圍支撐結構的應變情況，以及施工過程中可能出現的變形或應力變化，從而及時調整和管理施工進程。
反光菱鏡觀測：
- 為了精確控制管道推進的方向，捷工局採用了反光菱鏡觀測系統。這些觀測系統能夠透過雷射技術精確測量管道的位置和方向，及時調整推進設備的操作，以確保管道的推進路線符合設計要求。
(三)雷射監測系統
為了進一步提升施工精確度，捷工局引入了先進的雷射監測系統。這些系統能夠即時監測管道的推進方向和位置，精確到毫米級別，從而最大限度地減少施工過程中可能出現的偏差和誤差。這些精準的監測技術不僅提高了施工的效率，還確保了工程的安全性和可靠性。
1. 技術原理
雷射監測系統是一種高精度的測量技術，通過發射和接收雷射束，來測量和監控物體的位置、方向和變化。在地下工程施工中，特別是管道推進和穿越大圳等精密作業中，雷射監測系統能夠實時、精確地監測管道的推進方向、位置和偏差，並能夠迅速反應和調整，以確保施工的準確性和安全性。
2. 應用過程
系統設置與校準： 在施工前，捷工局專業團隊會進行雷射監測系統的設置和校準。通常包括安裝固定基準點和設置移動式的測量裝置，確保系統的準確性和穩定性。
實時監測與數據分析： 當施工開始時，雷射監測系統會持續工作，實時監測管道的推進過程。系統將收集大量數據，包括管道的位置、姿態、變化等。這些數據會通過計算機分析和處理，以便工程團隊隨時了解施工狀況，及時調整和控制施工進程。
精確度控制與調整： 借助雷射監測系統，捷工局能夠精確地控制管道的推進方向和位置，調整施工機械的操作，以最小化可能的偏差和誤差。系統的高精度測量能力確保了施工過程中的準確性和效率。
3. 效益與應用優勢
雷射監測系統在桃園捷運工程中的應用帶來了顯著的效益和應用優勢：
- 精確度提升：比傳統監測方法更加精確和靈活，能夠實現毫米級的定位和控制，有效減少了施工中可能產生的誤差。
- 安全性增強：能夠即時監測和反應，及時調整施工過程中的操作，保證了施工的安全性，防止意外事件的發生。
- 施工效率提升：減少了對施工進度的影響，確保工程按計劃進行，有效節省了時間和成本。
四、結語
通風廊道採用「管冪工法」成功穿越桃園大圳，不僅保護了這條具有百年歷史的水道結構，還顯著減少了對當地交通和環境的影響。儘管面臨諸多技術挑戰，但捷工局將堅定不移地按計劃推進，確保工程質量，順利達成通車目標。這項工程不僅是技術創新的典範，更是城市發展進步的重要標誌。
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圖片來源:維基百科
