作者

王劍虹

摘要

歷史是一面鏡子，前事不忘，後事之師。人們學習前代的事物以免重蹈覆轍，可是歷史不斷重演，因為不曉得往昔的案例或者身不由己。工程也是一樣，事故一再發生。與地工有關的重大事件，從去年二月北投石牌的開挖造成鄰房傾斜，九月的士林百老匯開挖災變至今年四月初台北捷連系統施工造成的損鄰、氣爆等，都上了報紙的頭版新聞，公共安全及人民生命財產均受到威脅，從事地工的工程師們應責無旁貸地扛起捍衛的責任。對地工而言，經驗相當於歷史，不經一事，不長一智，從失敗中學到的是最珍貴的，可是失敗時付出的代價也是慘痛的。科學家可以失敗了九十九次，只要擁有一次的成功，他可能被譽為傑出的科學家，但地工的工程師則即使完美的演出了九十九次，只要一次的失誤，他可能為此而將以往的榮譽付之一炬。一項工程的失敗牽涉範圍甚廣，從調查規劃、設計、施工的流程及其間的審查、監造以及外在的因素如人情包袱、低價搶標等等加上工程資料的不完備，要指出真正的原因往往相當困難，這也是一般工程失敗的案例探討很少被公開的原因。
本期專輯為『工程案例探討』，收集的內容包括了國立成功大學土木系蔡錦松副教授從土壤力學的理論觀點來檢討台北基河路開招工程災變原因，亞新工程顧問公司陳柏序、蘇鼎鈞、陳明山三位先生提供深開挖時採用地質改良的方式以減少鄰房產生變位的成功案例，萬鼎工程公司鍾毓東、陳福成兩位先生、中鼎工程公司余明山先生及中國石油公司柯允華先生等就國內極特殊的九十公尺深圓筒型連續壁的施工方法、工率和品管經驗等作詳細的介紹及統計，為目前國內有關連續壁施工報導最詳細的文章。此外，國立台灣工業技術學院營建系廖洪鈞副教授就管幕工程的推管施工以同一工程案例比較了地箭工法、土壓平衡式和泥水加壓式推管工法等在高水位下粉土質砂土層的適用性，值得一讀，中興工程顧問社劉弘祥、張龍均兩位先生就國內首次採用TBM開挖隧道的設計考量及施工時遇到的特殊問題作詳細的撰述，此經驗頗值得爾後類似工程的參考。
土壤與地下水的污染與整治和地工息息相關，在可預見的未來將會愈受重視，本期特邀經驗豐富的美商磐亞公司陶正綱博士就油品污染及美國的法規作背景的介紹，並提供一個實際參與的調查整治案例作為讀者們的參考。
地工雜誌自本(45)期開始，增加了英文目錄及本文中的中英文關鍵字並將英文摘要移至本文，國際編碼也正在申請中，期望向著學術性、國際性的優良期刊邁進，此目標需要大家的支持並提供大作。最後謝謝提供文稿的學者、專家們，以及榮民工程事業管理處處長曾元一先生的贈言，在此致上由衷的謝意。

作者

曾元一

摘要

大地工程的施工技術，廿餘年來進展極為快速。近年來由於經濟發展的需要，使得工程規模愈來愈大，工程技術的困難度也相對增加，更彰顯大地工程這門學問的重要性。在土木工程科技中，大地工程是相當新的一們應用科學，人類自古以來即知造橋修路、建築屋舍，但直到廿世紀才發展出士壤力學理論，而在戰後的50年代，基於地下防禦工事及地下結構的需要，才促成岩石力學興起，對與工程息息相關的土壤及岩石也有了新的認識。任何一項土木工程，都是土壤或岩石作為基礎，而土壤及岩石均為一種自然形成的地質材料，其特性為不連續及不均質，因此在這種變異性大的地質材料中進行工程，對設計、施工者都是一種挑戰。
大地工程學經過數十年來的研究，對於土壤及岩石的工程性質已發展出各項理論。但就多變的地質材料而言，其理論仍然包含了相當多的假設條件，以致於理論分析即使再精密，與實際情況容有差距仍不能免。因此在大地工程技術中，經驗方法仍佔很大的比例。
大地工程技術的範圍廣泛，除包含了地質學、水文學、土壤及岩石力學方面的學識之外，尚需具備相當的實務經驗，由於大地工程在國內發展的歷史很短，已往的學校教育在大地工程學的師資及教材均嫌不足，使得土木工程師對土壤及岩石的工程特性較不易掌握，導致工程失敗的案例亦時有所聞。近來各級院校的土木工程科系在大地工程課程學理方面的傳授都已相當重視，師資亦大幅提高，惟在工程實務方面的訓練仍較為欠缺，過去學術界及產業界是兩個不相同的領域，學術界進行大地工程理論的研究，產業界則憑藉自己的經驗來施工，兩者之間沒有交集，也沒有溝通管道。但自從「地工技術雜誌」創刊後，這種情形已明顯改變。藉著學術論著及施工經驗的發表，地工技術雜誌已成為學術界、產業界間溝通的橋樑，對於學術理論的發展，施工經驗的累積及技術的傳承，有著不可磨滅的貢獻。
目前各項重大公共工程建設陸續展開，除已進行的北宜高速公路工程及北二高工程以外，可預見正規劃中的高速鐵路、中南二高、東西向快速道路及南部橫貫公路等重大建設，多朝向山區發展及穿越中央山服，不僅工程規模龐大、技術性高，且地質狀況更差，施工難度增加，對未來的工程參與者更具有挑戰性。現階段大地工程的重要性雖然在學術界及產業界均已有了共識，對從事重大工程建設在理論及技術方面亦已有了信心，但在朝向未來蓬勃的前景之際，對大地工程技術的發展，仍有以下幾點期許：
1.重視地質調查及工址探勘
近年來的工程建設逐漸朝向大型化及複雜化，為配合這種趨勢，大型機具及自動化控制施工法已日漸普遍。由於大型機具如TBM對地質變化的調適能力較小，對地質調查的精確性也就十分需要。目前的工址探勘工作雖已較往年重視，但為因應自動化機械施工，對於施工中前方地質變化的掌握則更為殷切。因此發展精確且簡便的探測方法如地球物理探勘技術，是今後應努力的方向。
2.整理地工資料，累積施工經驗
地質情況各地不同，在工程規劃階段，若能參考過去施工所作的地下鑽探及工址探勘資料，作可行性研究分析時將很有幫助。目前國內甚多重大工程同時進行，有相當寶貴的地質資料，分散各工程業主，待工程結束後，其資料恐多佚失，殊為可惜。為累積施工經驗，地工資料的蒐集及整合，實屬刻不容緩的工作。
3.加強學校教育，培訓專業人才
地工技術為一應用科學，目前學校的教育多偏重倫理傳授，工程人員的實務觀念，大多為就業後在工程現場學習或由工程失敗中獲得，對於專業地工人力的培訓較為緩慢。學校教育在相關大地工程理論之外，應重視實務，諸如加強施工現場觀摩研究，聘請產業界具實務經驗的工程師作有關的專題講座等。
4.積極推動地工技術的研究發展
研究發展為應用科技進步的最主要途徑。地工技術既為一門新的科技，自有相當廣泛的研究發展空間。學術界應和產業界相結合，趁現今重大公共工程進行的良好時機，攜手合作，對地質材料及施工技術等的諸多問題進行研究，如此大地工程的技術水準始能繼續提昇。
地工技術雜誌發行迄今已達十一年，從草創時期至今天成為工程界主要的知識來源，編輯者的熱忱及辛勞令人感佩。盼地工技術雜誌今後能更上一層樓，在知識的交流扮演更建設性的角色。謹在新的一年開始，聊寄數語，與地工界人士共勉。

英文篇名

A THOUGHT FROM A SOFT GROUND EXCAVATION CASE

作者

蔡錦松

關鍵字

軟弱地盤、深開挖、新生地

摘要

台北基河路災變提供深開挖工程檢討反省的機會。本文目的在於從此單一事件中記取教訓，累積經驗。文內將災變可能相關之因素歸結成專業技術、工程規劃以及地層本質三個方面來討論。其中，在專業技術方面，強調以安全監測來輔助工程進行。工程規劃方面，則認為地質調查應以適當之方法，取得可靠的數據資料。至於軟弱地盤狹長型基地，則在長邊擋土部份，建議地盤改良措施。地層本質方面，則認為軟弱新生地地質的特性乃是造成深開挖困擾的主要原因。文章結論指出，經由案例檢討，萃取相關經驗，仍是軟弱地深開挖技術進步的原動力。

英文摘要

A great ground subsidence which caused by a deep excavation within soft soil is described in this paper. Experience learning from this case is the major concern. Discussion extends to design and construction skills, planning and insitu geological conditions. The importance of construction monitoring is first mentioned for the safety of excavation. Secondly, proper insitu tests such as cone penetration test and wine shear test which are suitable for soft ground exploration are proposed. Thirdly, ground improvement is recommended for slender site especially with soft soil beneath. Finally, the paper indicates that the unstable characteristic of newly filled land on weak formation is the major concern for the current case and thus needed to be further studied. The conclusion is that the useful experience obtained will not only help similar works in the future but also raise the desire to understand the deep excavation within soft ground.

英文篇名

A POST-STUDY ON THE STABILITY ANALYSIS OF AN EXCAVATION WITHIN SOFT GROUND

作者

蔡錦松

關鍵字

穩定分析、深開挖、不排水剪力強度、地盤改良

摘要

新生地軟弱地盤深開挖之隆起穩定分析是本文討論重點。內容以討論民國八十二年九月二十六日於台北市基河路所發生的工程案例為主。該案例具有典型軟弱地盤深開挖隆起破壞之潛在條件。本文暫且不論及施工方面之可能因素，單就原設計穩定安全因數2.29前提下，重新檢討現地軟弱層土壤強度。首先指出原先以摩耳－庫倫型式所表示者應予以修正，接著推論舊基隆河道新生地，地表下10至35公尺間沈泥質黏土之不排水剪力強度應為：Su＝3.0＋0.16（D－10）t／m2。式中D為地表深度，單位為公尺。依據日本建築學會1974年修正公式重新驗算，得原設計之穩定安全因數為0.99。另外，由新的強度值來分析，欲滿足安全因數1.2之要求，連續壁貫入深度須達34公尺，較原先之24公尺，多10公尺。建議另以適當之地盤改良技術，來減少所需之貫入深度。

英文摘要

The stability of deep excavation within soft ground is the major concern in this paper. A case study describing a great ground subsidence happened in Taipei is presented. This case mentions a deep excavation in a soft soil site which was once an old river bed. A stability safety factor 2.29 was perviously proposed; but somehow was not proven in real construction. Important factors which influence analytical results are thus studied for this particular case. The new in-situ undrained shear strength, Su=3.0+0.16（D-10）t／m2, is then proposed for the soft soil between 10 and 35 meters in depth（D）. The stability analyses first indicate a different safety factor 0.99. Secondly, instead of the original 24-meter diaphragm wall, a new one with 34 meters in length is found to fullfill the requirement of safety factor 1.20. Ground improvement is thus recommended to reduce the required length for the new diaphragm wall.

英文篇名

BUILDING PROTEVTION AND INSTRUMANTATION FOR EXCAVATION-A CASE STUDY

作者

陳柏序、蘇鼎鈞、陳明山

關鍵字

鄰房保護、地質改良、監測系統

摘要

大地工程師對於在軟弱粘土層進行之深開挖工程？應綜合考量開挖穩定性、支撐系統安全及鄰房保護等問題，必要時則需進行地質改良工程以減少擋土結構之變位量，及其衍生之地表沈陷和鄰房傾斜情形。本文主要介紹位於台北市天母地區某深開挖工程案例，因該基地土層極為軟弱，影響基礎開挖工程甚鉅，經評估連續壁變位量可能達19公分左右，故進行地質改良工程以減少連續壁變位量，其改變方法包括水泥高壓噴射樁，扶壁式改良（SMW工法）及土釘等施工方式。監測結果顯示實際連續壁變位量僅在l至2.5公分左右。另由於本工程施工中採用深井之強制抽水方式，導致粘性土層之壓密沈陷，惟大部份呈均勻沈陷現象，並未有鄰房損壞之間題發生。

英文摘要

For deep excavation in soft clay, the geotechnical engineer has to consider the stability of excavation, the safety of bracing system, the protection of adjacent structures, and so on. In certain cases, soil improvement techniques may be required in order to reduce lateral displacement of the retaining structure, subsequent ground settlement and tilt of adjacent structures. This paper describes a case history of deep excavation in very soft clay in Tien-Mu, Taipei. Soil improvement methods including jet grouting, soil mixed wall as well as soil nail have been employed to reduce lateral displacement of the diaphragm wall. The maximum lateral displacement of the diaphragm wall was estimated to be 19em if no soil improvement were employed. With soil improvement, lateral displacements less than 1 to 2.5cm were monitored. However, pumping from the artesian layer existing below the excavation level induced consolidation of the soft claylayer. Fortunately, because of the uniform settlement, no damage to adjacent buildings was observed.

英文篇名

A CASE STUDY OF 90M DEEP CYLINDER SHAPE SLURRY WALL CONSTRUCTION

作者

鍾毓東、陳成、余明山、柯允華

關鍵字

連續壁、端版、穩定液、脫水機械、廢液處理、強塑劑、特密管、完整性試驗、混凝土側壓、施工管理、混凝土強度

摘要

本文整理國內極特殊之90m深圓筒型連續壁案例，特別針對施工方法、工率及品質管理，加以紀錄分析。連續壁之混凝土強度，依深度由上而下依次為300kg／cm2、450kg／cm2及300kg／cm2三種強度，以承受隨壁體深度變化之彎矩，此設計觀念在國內極為罕見。分割單元中，公單元長度長達10m，仍能維持壁溝穩定，為本工程特色之一。開挖作業採用抓斗式MHL及鑽掘式BW兩種開挖機並用，對於開挖方法、接頭清洗及底泥清除方式，開挖效率與垂直精度，文中均詳加介紹；其中開挖垂直精度在千分之一以內，水準極高。穩定液在開挖過程中，扮演極重要角色，文中針對穩定液之配比、處理流程、品質檢驗、如何調整穩定液以節省成本、及如何處理廢液以達環保要求，均詳加闡述。同時，有關穩定液生產量及廢液處理使用之材料量相對於開挖土方量之比值，亦作整理，可做為成本分析之參考。其次，對於鋼筋籠吊裝及混凝土澆灌作業之方法及工率，亦加以詳實紀錄並統計。最後，探討混凝土之強度及其特性，發現現場鑽心取樣強度遠高於標準試體強度，平均比值約為125％～145％。

英文摘要

A case study of 90m-deep cylinder shape slurry wall construction, which break many local records of slurry wall construction, is illustrated in this article. The contents focus on the construction method, construction efficiency and quality control. The concrete strength along the depth of slurry wall, is designed to be 300kg/cm2, 450kg/cm2 and 300kg/cm2 corresponding to the variation of moment distribution. Such design concept is rare in local practice. Also an outstanding record of the construction is when the B element reaches 10m, the longest element ever used in local construction, the excavation trench remains stable. Both clam-shell type MHL machine and drilling type BW machine are utilized to excavate the same element at the different depths. The excavation sequence, joint cleaning, slime treatment, excavation efficiency and the vertical accuracy are described in detail. As commonly known, slurry always an important role in slurry wall construction, therefore part of this article is contributed to full discussion of the production procedure of slurry, which includes mixing proportion, quality control, quantity adjustment, and waste treatment. Mean while, the production of slurry, the material consumed for slurry and waste slurry treatment and the excavated soil volume of slurry wall are compared, so that the cost analysis and quality control can be refered in future projects related to slurry wall construction. In addition, a detailed record and statistics on the methods and efficiency of rebar cage insertion and concrete placing are also discussed in the article. In the end, the concrete strength and its characteristics are studied and it is found that the strength of the in-situ cored sample is higher than that of the cylinder sample with a mean ratio of 125%~145%.

英文篇名

PIPE JACKING FOR A PIPE-ROOF PROJECT CONSTRUCTED BELOW GROUND WATER TABLE

作者

廖洪鈞

關鍵字

推管作業、管幕工程、粉土質砂土、地下水

摘要

本文將以地下水位下管幕工程之推管施工作業為例，比較地箭工法，土壓平衡式推管工法，和泥水加壓式推管工法等三種推管方式在高地下水位下（水實約在4.5m～9m之間）粉土質砂土層中施工之適用性，同時，對於不同推管方式，在施工過程中所遭遇之困難及排除方式，也將於文中加以討論。

英文摘要

A Pipe-roof project was constructed within the silty sand layer of Tapei Basin and under a water head ranging from 4.5m to 9m. Totally, three types of pipe jacking methods, namely, the earth arrow method, the earth pressure-balanced type shield method, and the slurry-balanced type shield method, were adopted for this project. This paper will compare the suitability of these three methods for this particular project. The difficulties encountered during the pipe jacking process will be highlighted and the measures taken to deal with the problems will be discussed also.

英文篇名

THE DESIGN AND CONSTRUCTION OF THE PING, LIN PILOT TUNNEL IN TAIWAN

作者

劉弘祥、張龍均

關鍵字

導坑、隧道鑽掘機、鑽炸法、地下支撐、隧道計測、地工試驗

摘要

坪林隧道導坑為坪林主隧道施工前之地質探查隧道，其目的在於探查沿線地質構造及地質弱帶、辦理地工計測及試驗、瞭解隧道鑽掘機（TBM）對不同岩體之鑽進行為、提前排除主隧道周圍之地下水、預先處理主隧道之地質弱帶及提供主隧道施工期間之輔助通道等。本文首將敘述本工程之內容與地質之概況。續對於工程設計之考量將詳加敘述，諸如洞口佈置與邊坡保護、斷面佈置、支撐設計、隧道計測、地工試驗及地質調查等。由於本工程是國內首次採用TBM開挖隧道，針對此工法選擇及機具規格之擬訂亦加以說明。最後將記錄本工程於鑽炸階段與TBM階段之施工成果，並探討特殊問題發生之原因與處理經過，以供工程同好參考。

英文摘要

The Pinglin Tunnel of Taipei-Ilan Expressway Project in Taiwan, at 12.9km, will be the longest 2-lane vehicle tunnel in Southeast Asia and the third longest one in the world. The Pinglin Pilot Tunnel（φ=4.8m）, which is located between and slightly below the two main tunnels（φ=11.8m）. The functions of pilot tunnel are subjected to obtain parameters on geological conditions, to pretreat poor strata and predrainage groundwater, to experience the TBM in difficult ground and to serve as auxiliary tunnel during and after construction of the two main tunnels. The pilot tunnel was commenced in August 1991 by drill & blast method from the east portal, while the TBM was under manufactured. The TBM was transported to the job site in September 1992. After erecting was slided to the face, the TBM started to bore in November 1992. It is expected to go quite ahead the main tunnel. In this paper, the contents and geological condition of this project will be introduced briefly first, then will describe about the design of this project in details such as the slop protection and structure design for the portal area, the design of cross connection of the tunnels and the choice of ground support, tunnelling measurement, and geotechnical tests. In addition, it will express the primary specification of TBM and merit of construction especially in encountering the fractured and water contented ground.

英文篇名

SOIL AND WATER CONTAMINATION DUE TO OIL LEAKAGE - A CASE HISTORY

作者

陶正綱

關鍵字

土壤污染、浮油回收、污染整治

摘要

地下油槽及油管洩漏造成的土壤及地下水污染，已成為環工及地工的重要問題。本文主要就污染調查與整治之背景與作法作觀念性的說明，並介紹一個土壤與地下水同時進行整治的工程案例，以供工程界參考。

英文摘要

The contamination of soil and ground water resulting from the leakage of underground oil tank or pipe have become a major problem both in environmental and geotechnical aspect. This paper explains conceptually the method for the investigation and treatment of the contamination A case history is also presented herein for the reference.