隧道安全檢測評估與維修補強技術(shù)之探討- 以鐵路南迴線多良一號為例

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1、2010清雲(yún)土木工程與物業(yè)管理研討會/中華民國99年5月14日隧道安全檢測評估與維修補強技術(shù)之探討-以鐵路南迴線多良一號為例劉英偉宋建龍國立屏東科技大學(xué)土木工程系教授國立屏東科技大學(xué)土木工程研究所Tel：0933378577Tel：0987867961E-mail：Liuiwliu@mail.npust.edu.twE-mai：ganlong55@yahoo.com.tw摘要營運中之鐵路隧道維修補強案，因其隧道襯砌材質(zhì)老化及力學(xué)上之破壞等因素，導(dǎo)致襯砌產(chǎn)生龜裂變形及施工縫、冷縫等位置，因未全面敷設(shè)防水膜以致襯砌後產(chǎn)生漏水滲漏問題，部分區(qū)段更產(chǎn)生

2、嚴重之劣化現(xiàn)象、表面蜂窩及混凝土剝落等現(xiàn)象，通稱為「隧道異狀」。隧道修復(fù)或重建之費用較昂貴，加上公共建設(shè)經(jīng)費拮據(jù)，鐵路運輸不可一日停駛，有鑑於此，針對營運中的隧道襯砌加以檢測，適時的維修補強，以延長隧道使用年限，達到節(jié)省修復(fù)或重建工程經(jīng)費，實為重要課題。關(guān)鍵字：鐵路隧道、隧道異狀、檢測、補強一、前言確保鐵路隧道設(shè)施功能正常營運及結(jié)構(gòu)之安全。自南迴線鐵路隧道通車後，由於早年施工技術(shù)不臻完善及施工環(huán)境不甚理想，多良一號隧道起拱線以上未鋪設(shè)防水膜，或施工縫及混凝土冷縫因隧道完工時程過久，易產(chǎn)生滲水、裂縫及混凝土剝落現(xiàn)象。南迴鐵路路線由枋寮站起自平原區(qū)

3、逐漸爬坡升高，沿線百分之八十為山區(qū)，路線全長98.2，本論文以多良一號隧道(如圖1.1-1)維修補強技術(shù)之問題，作為研究參考之案例，歸納隧道異狀種類圖1.1-1多良一號隧道口(宋建龍攝)及成因，選擇適當維修補強工法與材料，配合鐵路營運作設(shè)計與施工綜合考量，藉由案例研究的整理與施工案例之探討，評估維修補強技術(shù)改善對策，二、文獻回顧2.1國外隧道維修補強技術(shù)歐美地區(qū)最新之隧道維修補強技術(shù)與392010清雲(yún)土木工程與物業(yè)管理研討會/中華民國99年5月14日工法，依異狀產(chǎn)生之種類包括龜裂、裂縫、道為長，故異狀種類、數(shù)量及整體之老劣化錯移、漏水、襯砌表面

4、剝離等，其修補工法程度，較晚期興建之道路隧道、捷運隧道嚴概略有表面塗佈工法、灌漿工法、充填工重，於58座國內(nèi)完成之隧道檢測案例中，法、滲漏水引導(dǎo)工法、防水膜工法、噴凝土需進行補強之鐵路隧道約佔82.8%(48件)。工法、固結(jié)灌漿工法、背填灌漿工法等。本本節(jié)摘選數(shù)個隧道之檢測及維修補強工程節(jié)以日本地區(qū)為例，綜合彙整「變狀隧道對為案例，整理如後。策工設(shè)計手冊」［1］、「隧道補強、補修手冊」2.3環(huán)島鐵路整體系統(tǒng)安全提昇計畫（多良一號隧［2］、「山嶽隧道老朽化對策手冊」［3］、「隧道加固工程）道補強、補修手冊」［4］、等日本隧道維修(一)情形：補強技

5、術(shù)與工法，按其異狀產(chǎn)生之原因供分經(jīng)由本次現(xiàn)場檢測資料與安全評估三大類一、襯砌劣化或剝落；二、漏水；結(jié)果顯示，七座隧道部分區(qū)段均已產(chǎn)三、外力變化等如後說明。生嚴重之劣化現(xiàn)象，甚至有些區(qū)段滲2.2國內(nèi)鐵路隧道維修補強案例水嚴重、裂縫密集且即將閉合，未來若遭遇強烈之地震，恐發(fā)生混凝土剝國內(nèi)隧道之安全檢測與維修補強於落而危及列車行駛之安全。1995年後始有較系統(tǒng)之制度發(fā)展，並藉助相本段另現(xiàn)場檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ASSM工關(guān)之精密檢測儀器、評估標準進行安全檢法之水平施工縫起拱線處、垂直施工測、評估與維修補強，迄至現(xiàn)今，較有系統(tǒng)縫及冷縫等位置，因未鋪設(shè)防水膜且化

6、上述項目之國內(nèi)隧道檢測案例計有58為結(jié)構(gòu)之弱面，易產(chǎn)生滲水、裂縫、座，其中鐵路隧道有48座，道路隧道有8表面蜂窩及混凝土剝落等異狀。座，水利隧道有2座。國內(nèi)使用中之鐵路隧道多興建完成於1978年左右，部份甚至完成於日據(jù)時代，完工迄今多已逾25年，其營運期齡較公路隧402010清雲(yún)土木工程與物業(yè)管理研討會/中華民國99年5月14日(二)改善及補強方法：◆環(huán)狀導(dǎo)水◆襯砌裂縫止水補強灌漿(詳圖2.3-2所示)◆固結(jié)灌漿補強(詳圖2.3-1所示)◆起拱線以上襯砌局部剝落填補(詳圖2.3-3所示)◆鋼肋及鋼襯鈑補強◆碳纖維貼片補強◆襯砌施工縫止漏◆側(cè)壁導(dǎo)

7、水2.4南迴線鐵路多良一號隧道（K60+105附近）緊急搶修工程：採?。▽偻饬ψ兓瘜?dǎo)致隧道起拱線混凝土隆起劣化）災(zāi)害現(xiàn)況及補強方式：(一)災(zāi)害現(xiàn)況：1、K60+090~K60+130部份，依原設(shè)計圖其襯砌厚度t=55~65cm，現(xiàn)海側(cè)起拱線附近襯砌隆起剝落，厚度t僅餘25~40cm，襯砌圖2.3-1固結(jié)灌漿施工(宋建龍攝)2、K60+110山側(cè)附近避車洞有一環(huán)狀開口斜裂縫，寬約1cm，並延伸至山側(cè)SL處。3、K60+305山側(cè)附近SL下方片狀剝落，長約2.6m，高約1.5m，深約15cm。4、多良一號隧道下方處臺九線K148附近邊坡上方處，有土

8、石滑移現(xiàn)象。(二)補強方式：1、襯砌剝落清除，並利用鋼板封閉後，再以圖2.3-2襯砌裂縫止水補強(宋建龍攝)水泥砂漿回填灌漿。2、隧道圍巖部份採用自鑽