隧道安全檢測評估與維修補強技術之探討- 以鐵路南迴線多良一號為例

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1、2010清雲土木工程與物業管理研討會/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土木工程系教授國立屏東科技大學土木工程研究所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，因其隧道襯砌材質老化及力學上之破壞等因素，導致襯砌產生龜裂變形及施工縫、冷縫等位置，因未全面敷設防水膜以致襯砌後產生漏水滲漏問題，部分區段更產生

2、嚴重之劣化現象、表面蜂窩及混凝土剝落等現象，通稱為「隧道異狀」。隧道修復或重建之費用較昂貴，加上公共建設經費拮据，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，達到節省修復或重建工程經費，實為重要課題。關鍵字：鐵路隧道、隧道異狀、檢測、補強一、前言確保鐵路隧道設施功能正常營運及結構之安全。自南迴線鐵路隧道通車後，由於早年施工技術不臻完善及施工環境不甚理想，多良一號隧道起拱線以上未鋪設防水膜，或施工縫及混凝土冷縫因隧道完工時程過久，易產生滲水、裂縫及混凝土剝落現象。南迴鐵路路線由枋寮站起自平原區

3、逐漸爬坡升高，沿線百分之八十為山區，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，評估維修補強技術改善對策，二、文獻回顧2.1國外隧道維修補強技術歐美地區最新之隧道維修補強技術與392010清雲土木工程與物業管理研討會/中華民國99年5月14日工法，依異狀產生之種類包括龜裂、裂縫、道為長，故異狀種類、數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座國內完成之隧道檢測案例中，法、滲漏水引導工法、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、固結灌漿工法、背填灌漿工法等。本本節摘選數個隧道之檢測及維修補強工程節以日本地區為例，綜合彙整「變狀隧道對為案例，整理如後。策工設計手冊」［1］、「隧道補強、補修手冊」2.3環島鐵路整體系統安全提昇計畫（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、術與工法，按其異狀產生之原因供分經由本次現場檢測資料與安全評估三大類一、襯砌劣化或剝落；二、漏水；結果顯示，七座隧道部分區段均已產三、外力變化等如後說明。生嚴重之劣化現象，甚至有些區段滲2.2國內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，恐發生混凝土剝國內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年後始有較系統之制度發展，並藉助相本段另現場檢測結果發現，ASSM工關之精密檢測儀器、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，迄至現今，較有系統縫及冷縫等位置，因未鋪設防水膜且化

6、上述項目之國內隧道檢測案例計有58為結構之弱面，易產生滲水、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時代，完工迄今多已逾25年，其營運期齡較公路隧402010清雲土木工程與物業管理研討會/中華民國99年5月14日(二)改善及補強方法：◆環狀導水◆襯砌裂縫止水補強灌漿(詳圖2.3-2所示)◆固結灌漿補強(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◆側壁導

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：採取（屬外力變化導致隧道起拱線混凝土隆起劣化）災害現況及補強方式：(一)災害現況：1、K60+090~K60+130部份，依原設計圖其襯砌厚度t=55~65cm，現海側起拱線附近襯砌隆起剝落，厚度t僅餘25~40cm，襯砌圖2.3-1固結灌漿施工(宋建龍攝)2、K60+110山側附近避車洞有一環狀開口斜裂縫，寬約1cm，並延伸至山側SL處。3、K60+305山側附近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台九線K148附近邊坡上方處，有土

8、石滑移現象。(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、隧道圍岩部份採用自鑽