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機場捷運機場捷運CU02ACU02A標機場機場捷運段標機場機場捷運段

潛盾隧道及深開挖工程簡報潛盾隧道及深開挖工程簡報

計畫主辦單位：交通部高速鐵路工程局

工程主辦單位：交通部高速鐵路工程局捷運工程處

設計監造 ：台灣世曦工程顧問股份有限公司

施工廠商 ：榮民工程(股)公司/日商奧村組營造共同承攬

中華民國101年11月6日

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壹、工程概述與特色

貳、設計、創新與科技

参、機場捷運潛盾隧道施工成果

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計畫主辦單位：交通部高速鐵路工程局

工程主辦單位：交通部高速鐵路工程局捷運工程處

設計監造：台灣世曦工程顧問股份有限公司

施工廠商：榮工/日商奧村 共同承攬

契約金額：參拾玖億貳仟捌佰萬元整(3,946,207,717元)開工日期：96 年 5 月 7 日竣工日期：100 年 3 月 17 日

工程概要工程概要

壹、工程概述與特色

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壹、工程概述與特色

林口支線

圖例

高架車站 高架段

地下車站 地下段

延伸線

客運園區支線

貨運園區支線

台北車站三重站

五股工業區站

新莊副都心站

泰山站

泰山貴和站

體育大學站長庚醫院站

林口站山鼻站

坑口站

機場第二航廈站

機場第三航廈站

機場旅館站

機場第一航廈站

大園站

橫山站

領航站

高鐵桃園站

桃園體育園區站

興南站

環北站

A22A23

機場捷運: 51.03kmCU02A: 5.80km

5

N

A14站 A13站A12站A14a站

111 m 647 m 844 m 1234 m769 m

A14a明挖覆蓋

緊急出口

A11明挖覆蓋

96.3.11#1進場

吊上

97.8.15

#3進場

吊上

98.05.15#7進場

98.6.15

#5進場

棄殻

7,8号機 5,6号機 3,4号機1,2号機

大南灣層(風化岩層)

桃園層中壢層

538 m41m 181m 171m 174m 43m 62m101m

143m

棄殻吊上

壹、工程概述與特色

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擋土開挖工程：3座地下車站(第一航廈站、第三航廈站、機場旅館站)

明挖覆蓋隧道擋土開挖共827公尺

潛盾隧道工程：總長7,210公尺(含7處連絡通道)

隧挖隧道工程：擴挖隧道111公尺,隧挖隧道20公尺

壹、工程概述與特色

A13站

7

壹、工程概述與特色

潛盾隧道穿越滑行道

紅火蟻防治展示機遷移 深開挖工程

卵礫石層潛盾開挖

潛盾隧道穿越塔台

8

貳、設計、創新與科技國內最長之捷運卵礫石層潛盾隧道

國內最長7.2公里施工案例

穿越塔台段及滑行道段，施工困難及挑戰性高

844m647m111m A13站

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貳、設計、創新與科技首度以擋土排樁代替工作井連續壁

克服卵礫石層及岩層施工課題

造價低、施工快

開挖面

2.4m

直徑1.2m 全套管樁

1.5m

PVC排水管

噴凝土

擋土排樁

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貳、設計、創新與科技採隧挖隧道去除地錨，降低施工風險

A13站西側潛盾到達端殘留地錨，且位於WC滑行道下方，採用新奧工法隧道去除，回填土後，潛盾機直接駛入

減少結構接頭，並降低施工風險

殘留地錨

隧挖隧道支撐

管冪

潛盾環片岩栓

潛盾隧道 出發

殘留地錨

隧挖隧道

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無軸式螺運機

貳、設計、創新與科技克服卵礫石層潛盾施工挑戰

藉全套管取樣調查卵石最大粒徑與含量，據以選擇最佳潛盾機型，包括切刃配置、開口率、無軸式螺運機

設計階段調查所得卵石之資訊與施工階段相近，克服卵礫石層潛盾掘進難題

施工遭遇卵石(60cm)大口徑樁調查 潛盾機開口率高

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貳、設計、創新與科技克服複合地層潛盾施工挑戰

潛盾穿越性質變異甚大之卵礫石層與風化砂岩層

採用二種不同面板型式與切刃及攪動棒，適時更換，順利掘進

１號

卵礫石層

砂岩層

潛盾機面板(卵礫石層)

Ｆａｃｅ Ｂｉｔｓ

潛盾機面板(軟岩層)攪動棒

Ｒｏｌｌｅｒ Ｃｕｔｔｅｒ

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一般的面板構造一般的面板構造 本次本次採用採用之之面板構造面板構造

概要概要圖圖

面板構造、開面板構造、開口率口率

面板構造面板構造 輪幅構造輪幅構造

轉動切刃齒轉動切刃齒 前面配置前面配置 僅於外圍僅於外圍部配置部配置

可處理可處理最大粒最大粒徑徑

ΦΦ500 mm500 mm ΦΦ700 mm700 mm

切刃樣式切刃樣式 一般的一般的樣式樣式 採新採新構造構造齒刃齒刃、、且且大型大型化化

切碎卵礫石的切碎卵礫石的確實性確實性

轉動切刃齒可確實轉動切刃齒可確實切碎切碎

◎◎ 外面外面轉動切刃齒可轉動切刃齒可切碎切碎

○○

切刃切刃及面板及面板耗耗損損

齒刃的耗損大齒刃的耗損大 ○○ 齒刃的耗損齒刃的耗損較小較小 ◎◎

風化岩風化岩挖掘性挖掘性 恐發生阻塞、偏摩恐發生阻塞、偏摩耗耗

○○ 挖掘挖掘性性佳佳 ◎◎

掘進速掘進速度度 掘進速度慢掘進速度慢 ○○ 掘進速度較快掘進速度較快 ◎◎

貳、設計、創新與科技

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　透過佈置轉動式周邊切刃齒可以對應到φ650mm左右

對風化砂岩層　的應對

必須在整個切刃齒面安裝滾輪

實際機械照片

切刃齒磨損

掘進速度

僅在一次挖掘發生磨損掘進速度較慢，磨損量較大需要二次挖掘，磨損較大

掘進速度較快，磨損量較小

對礫層的應對

　根據所佈置的螺旋運輸機規格可以對應到φ900mm

（礫丸吞入處理） 在切刃齒前面進行礫破碎處理）　對φ900mm需要加以限制（透過殼型鑽頭、轉動式周邊切刃在切刃前面進行礫破碎處理）

不適用

　有利於挖掘土的附著 對附著需要進行研討

因不需礫處理，掘進速度快 為礫破碎需要較多時間

潛盾機切刃轉盤型式選擇

採用

貳、設計、創新與科技

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比較項目比較項目 中央軸心中央軸心 中間支持中間支持 外外周周支支撐撐

概要概要圖圖

切刃扭力切刃扭力 較小較小 大大 大大

面板強度面板強度 較小較小 大大 大大

排土性排土性 佳佳 佳佳 較差較差

綜合評價綜合評價 ×× ◎◎ ○○

貳、設計、創新與科技潛盾機中間支撐選擇

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切刃盤開口率５０％

輻條形（６支） 中間支撐

部分半圓形

貳、設計、創新與科技潛盾機切刃齒

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切刃齒

中央切刃齒

轉動式切刃齒（17英吋）

先行切刃齒

周邊切刃齒

切削刃齒

圓柱形切刃齒

潛盾機切刃齒

貳、設計、創新與科技

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①

③②

④

⑤⑦

⑥

轉動式切刃齒轉動式切刃齒 周邊切刃齒周邊切刃齒 先行切刃齒先行切刃齒

切切削削刃齒刃齒 圓柱型圓柱型切刃齒切刃齒中央切刃齒中央切刃齒

NoNo 切刃名稱切刃名稱 各各切刃之分工切刃之分工

１１ 轉動式切刃齒轉動式切刃齒 Roller CutterRoller Cutter 切碎切碎卵礫石（卵礫石（φφ700700以上）以上）

２２ 周邊周邊切切刃齒刃齒 Peripheral Face Peripheral Face BitsBits

最最外圍部外圍部分（分（超挖超挖部分）部分）之掘進之掘進

３３ 先行切刃齒先行切刃齒 Face BitsFace Bits 地盤之地盤之先行掘削（先行掘削（保護保護Scraper TeethScraper Teeth））

４４ 切削刃齒切削刃齒 Scraper TeethScraper Teeth 於土艙內處理掘進後之土於土艙內處理掘進後之土砂砂

５５ 圓柱型圓柱型切刃齒切刃齒 圓柱形圓柱形Face BitsFace Bits 地盤之地盤之先行先行掘進掘進（（保護保護Face BitsFace Bits））

６６ 中央切刃齒中央切刃齒 Center BitsCenter Bits 潛盾潛盾掘進剖面掘進剖面中心部中心部之掘進之掘進

７７ 超挖超挖刀刀 Copy CutterCopy Cutter 最最外圍部外圍部分分之掘進之掘進（曲線施工（曲線施工等等））

超挖刃超挖刃

貳、設計、創新與科技潛盾機切刃齒

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ＲｏｌｌｅｒＣｕｔｔｅｒ

外圍部挖掘

高度１００mm(外圍部)

高度１２５mm(内周部)

圓柱型ＦａｃｅＢｉｔｓ

部分挖掘

高度１５０㎜

ＦａｃｅＢｉｔｓ

部分挖掘

高度１００㎜

ＳｃｒａｐｅｒＴｅｅｔｈ全剖面挖掘高度７５㎜

２Cut

３Cut

６Cut

３Cut

１Cut

３Cut

１Cut２Cut

１２Cut

１Ｃｕｔ：切刃面板回轉一次則做切割一次

１.配置較多的外周側Ｃｕｔ數量

２.配置較多的先行切刃齒Ｃｕｔ數量

潛盾機切刃齒高度與配置

貳、設計、創新與科技

2020

② Roller Cutter

③Face Bits

④Scraper Teeth

①圓柱形Face Bits

挖掘順序 各切刃之分工

①圓柱形切刃齒(150mm) 地盤之一次挖掘

②轉動式切刃齒(125mm) 巨礫之切碎

③先行切刃齒(100mm) 地盤之二次挖掘

④切削刃齒(75mm) 於土艙內處理掘進後之土砂

貳、設計、創新與科技潛盾機切刃齒配置功能

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模擬潛盾機礫石進入土倉

貳、設計、創新與科技

22ＴｙｐｅＢ：ＲｏｌｌｅｒＣｕｔｔｅｒ３個圓柱型ＦａｃｅＢｉｔｓ３個

ＴｙｐｅＡ：ＲｏｌｌｅｒＣｕｔｔｅｒ６個

隧道隧道ⅠⅠ（（1,2341,234ｍ）ｍ）：發進時卵礫石層→風化岩→到達時卵礫石層：發進時卵礫石層→風化岩→到達時卵礫石層

潛盾機面板構造潛盾機面板構造 ：：ＴｙｐｅＡＴｙｐｅＡ →ＴｙｐｅＢ→ＴｙｐｅＡ→ＴｙｐｅＢ→ＴｙｐｅＡ

ＲｏｌｌｅｒＣｕｔｔｅｒ不適用於風化岩之挖掘（擔心偏摩耗問題）

因此，將取下更換上圓柱形ＦａｃｅＢｉｔｓ

貳、設計、創新與科技可更換之構造

2323

【卵礫石層】於面板側設置短的攪動棒

攪拌棒

固定棒

【風化岩層】

隧道Ⅰ：依據掘進情況、中途進行改造

隧道ⅡⅢⅣⅤ

攪拌棒

固定棒

貳、設計、創新與科技攪動棒配置

24攪動棒裝置實景

攪動棒配置

貳、設計、創新與科技

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軸式軸式

絲帶式絲帶式

採用

可搬運之最大徑

７００×６００

☆開口數量及螺旋管之強度研討中

貳、設計、創新與科技無軸式螺旋運輸機

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貳、設計、創新與科技高風險施工區段採全自動監測

EXMEXM

SIS EXM

EXMEXM

SIS

BCS BCS

潛盾穿越塔台區(機房)及滑行道，最淺覆蓋僅6m，屬高風險施工區段

採全自動監測，謹慎掘進，達到預警及零災害目標，最大地表沉陷僅約3.5mm

潛盾隧道

油槽

電力機房塔台

監測項目 最大值(mm) 警戒值(mm) 行動值(mm)淺式沉陷點 3.5 30 50土中傾度管 15.1 35 45

連通管式沉陷計 7.1 30 40 (塔台監測)

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塔台為機場控制中樞，滑行道為重要設施，施工不得閃失

穿越前，潛盾檢修及更換切刃，採機上灌漿、加強背填灌漿、二次灌漿及微型樁遮斷壁防護

採用自動監測系統，提供即時資訊

貳、設計、創新與科技

航勤南路

發進：Ａ１１－Ｐ２

到達：Ａ１２

2+

650

2+

700

2+

750

2+

800

2+

900

2+

950

2+

650

2+

700

2+

750

2+

800

2+

850

2+

900

2+

950

2+

700.0

00

뾛뱵

?

릣?

뿚뤀

뭷됗

뛮뗴

ADJACENT PROPERTY SURVEY BOUNDARY

ADJACENT PROPERTY SURVEY BOUNDARY

1.加強背填2.二次灌漿3.機上灌漿

CP-4：切刃齒檢修更換

安全隔艙

EC 滑行道

潛盾通過滑行道及塔台段防護措施

0+

550

0+

600

0+

650

0+

700

0+

750

0+

550

0+

600

0+

650

0+

700

0+

750

0+

729.5

00

0+

760.0

00

?

럛? 뗟 먝 뺎 뚯뙥? 뼻1L 걝15m

ADJACENT PROPERTY

SURVEY BOUNDARY

ADJACSURVE

塔台路

微型樁塔台

加強背填二次灌漿機上灌漿

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施工位置 儀器名稱 監測最大值 警戒值 行動值

A11P1~A11P2

#1,#2潛盾機

房屋傾斜計

TI 1037187秒 ±309秒 ±413秒

A11P1~A11P2

#1,#2潛盾機

沉陷觀測點SSI 1008 -10.01mm ±30mm ±50mm

A11P2~A12站

#3,#4潛盾機

電子式桿式變位計

EBS0020

3.63mm ±30mm ±50mm

A11P2~A12站

#3,#4潛盾機

桿式伸縮儀EXM102719 -3.95mm ±30mm ±50mm

潛盾機通過重要地標後監測成果

A11P2~A12站

#9,#10潛盾機

電子式桿式變位計

EBS0090

-2.23mm ±30mm ±50mm

A11P2~A12站

#9,#10潛盾機

桿式伸縮儀EXM105212 3.53mm ±30mm ±50mm

参、機場捷運潛盾隧道施工成果

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施工成果展現施工成果展現潛盾機編號 水平差 高程差

#1(上行線) -6(LT) +21(UP)

#2(下行線) -5(LT) +16(UP)

#3(上行線) +40(RT) +40(UP)

#4(下行線) +65(RT) -22(DN)

#5(上行線) -31(LT) +26(UP)

#6(下行線) -58(LT) +30(UP)

#7(上行線) -57(LT) -3(DN)

#8(下行線) +1(RT) +35(UP)

#9(上行線) +11(RT) -1(DN)

#10(下行線) +25(RT) -14(DN)

参、機場捷運潛盾隧道施工成果

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