TWI516658B - 地下通道施工工法及用於此工法之預鑄結構 - Google Patents

Description

地下通道施工工法及用於此工法之預鑄結構

本發明係關於一種地下通道施工工法；具體而言，本發明係關於一種可用以增加施作流程的彈性之地下通道施工工法。

由於都市發展迅速，交通網絡更加密集，在進行開挖工程前需詳加確認事前關於地質構造、管線分布、鄰房位置的調查，施工時更須留意現場結構改變對環境可能的破壞。以地下通道施工而言，須特別注意開挖後通道推進的效率同時維持兩側壁體的穩固，以及地下通道的整體結構強度。

傳統上於預鑄塊吊裝作業進行前，係將吊放路徑上的所有支撐物皆拆除，如此可能會驟然減弱地下通道內的兩側支撐而提高施工風險。另一方面，傳統之預鑄塊係形成管狀之鋼筋水泥塊，亦即，各預鑄塊僅依賴在預鑄塊之間的間隙灌漿來完成連接，這樣僅能提供有限的結構強度，其結構強度較為不足。因此，一種增進地下通道的施工效率，同時可調整整體之結構強度的地下通道施工工法係為重要的課題。

本發明之一目的係提供一種地下通道施工工法，可增加施作流程的彈性。

本發明之一目的係提供一種地下通道施工工法，可調整整體 之結構強度。

地下通道施工工法包含：拆除部分支撐架以露出放置空間；吊放複數預鑄結構於放置空間之放置面，且預鑄結構係以一間距排列；固定相鄰兩預鑄結構間的第三鋼筋；於相鄰之預鑄結構間澆置混凝土；以及澆置混凝土以連接預鑄結構兩側而形成側壁。

預鑄結構包含頂部壁體及設置於頂部壁體兩側之立起結構體。頂部壁體與立起結構體共同圍繞內部空間。設置於立起結構體內之第一鋼筋係自立起結構體的底面向下伸出，且兩側之第一鋼筋係由第二鋼筋連接形成一底部。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。

100‧‧‧地下通道

102‧‧‧地面

104‧‧‧連續壁

106‧‧‧放置空間

108‧‧‧放置面

200‧‧‧支撐架

300‧‧‧吊車

302‧‧‧軌道

400‧‧‧預鑄結構

401‧‧‧頂部壁體

402a‧‧‧第一鋼筋

402b‧‧‧第二鋼筋

402c‧‧‧第三鋼筋

403‧‧‧立起結構體

404‧‧‧底部

405‧‧‧內部空間

406‧‧‧側壁

407‧‧‧底面

409‧‧‧插置孔

d‧‧‧間距

L1,L2‧‧‧長度

圖1為本發明地下通道之立體圖。

圖2A為本發明預鑄結構之立體圖。

圖2B與圖2C為預鑄結構的不同實施例示意圖。

圖2D為本發明地下通道之正面圖。

圖3A與圖3B為吊裝預鑄結構的不同實施例示意圖。

圖4至圖9為本發明地下通道組裝過程之示意圖。

圖10為本發明地下通道施工工法之流程圖。

圖11及圖12為本發明地下通道之不同實施例示意圖。

本發明之地下通道較佳可應用於人行地下道、大眾運輸隧道、排水系統等建築工事中，但不以此為限。圖1為依本發明之工法建設的地下通道100之立體圖。如圖1所示，地下通道100係自地面102向下開挖，挖空之地下通道100兩側設置有連續壁104作為防護，以防止兩側土石坍塌。連續壁104係為地面102開挖前，於預定開挖位置之兩側挖掘，然後置入鋼筋籠並灌漿完成連續壁104。於兩側之連續壁104間可設置有複數支撐架200沿地下通道100延伸方向分布，依開挖深度，在垂直方向上，支撐架200可自開挖處(即地面102)依預定距離設置一至複數層於地下通道100間。藉此，支撐架200可進一步提供兩側連續壁104水平支撐力。此外，連續壁104位於地面102之一側則設有軌道302供吊車300移動。地下通道100內具有可容納預鑄結構400之放置空間106。放置空間106指的是地下通道100內拆除支撐架200後所空出來的部分空間。行走於軌道302上之吊車300可依序將預鑄結構400吊放到地下通道100內的放置面108上。

圖2A為本發明預鑄結構400之立體圖。如圖2A所示，預鑄結構400包含頂部壁體401及設置於頂部壁體401兩側之立起結構體403。頂部壁體401與立起結構體403共同圍繞內部空間405。設置於立起結構體403內之第一鋼筋402a係自立起結構體403的底面407向下伸出，且兩側之第一鋼筋402a係由第二鋼筋402b連接形成一底部404。如圖2A所示，預鑄結構400底部404是在吊放前已形成，但亦可於吊放預鑄結構400至放置面108後形成底部404。

此外，預鑄結構400整體係形成門形結構。預鑄結構400沿排列方向於其正面及反面上具有複數插置孔409供吊放預鑄結構後再裝上第三鋼筋402c，其中，插置孔409與第三鋼筋402c的對應方式如局部放大處所示。在其他情形中，為節省現場的施作時間，亦可以將部分的第三鋼 筋402c預先在吊裝前組裝於插置孔409。例如將每一預鑄結構400的正面皆預先組裝好鋼筋第三鋼筋402c，而背面的部分則等到吊放於放置面108後再把第三鋼筋402c組裝上去。或是在預鑄結構400的正反面上採用錯位的配置，使吊放作業進行時，後一預鑄結構400反面上的第三鋼筋402c能與前一預鑄結構400正面上的第三鋼筋402c錯開。如此可進一步節省地下作業的時間。

在圖2A的實施例中，預鑄結構400的立起結構體403係設置於頂部壁體401兩側，形成側端壁體的結構。在其他情況，立起結構體403還可應通道設計有不同的變化。圖2B與圖2C為預鑄結構的不同實施例示意圖。如圖2B所示，預鑄結構400外型大致為中空的三角柱體且立起結構體403形成三個直立柱體。預鑄結構400的內部空間405分別為頂部壁體401以及與頂部壁體401垂直的三個柱體所圍繞。底部404係由第二鋼筋402b連接自立起結構體403底面407伸出的第一鋼筋402a所構成。另外，相鄰兩邊的第二鋼筋402b亦可視需求進行綁紮，以提高底部之結構強度。如圖2C所示，預鑄結構400外型則為中空的方柱體且立起結構體403形成四個直立柱體。預鑄結構400的內部空間405分別為頂部壁體401以及與頂部壁體401垂直的四個柱體所圍繞。底部404係由第二鋼筋402b連接自立起結構體403底面407伸出的第一鋼筋402a所構成。舉例而言，當通道設計為一直線時，可運用如圖2A所示的預鑄結構400，而當通道中有岔路的情形時，則可在通道岔口運用圖2B或圖2C所示的預鑄結構400。

圖2D為地下通道100之正面圖。如圖2D所示，預鑄結構400係經吊裝且其底部404已澆置混凝土。地下通道100兩側設置有連續壁104作為側邊防護。一般而言，連續壁104係自地面102延伸設置到至少放置面108，本實施例中，如圖2D所示，兩側之連續壁104係自開挖處向下 延伸至放置面108，進一步穿過放置面108，藉此確保放置面108下的土石較不會因荷重而鬆動，以提高放置面108的穩定性。放置面108的施作係於開挖至預定深度後進行，其施作方式可依所需荷重強度來選擇，例如僅在開挖後的土層上澆置一層薄層混凝土，或是進一步在土層中埋設基樁以提高底層的荷重穩定性，或可在土層上鋪設鋼筋網，並將鋼筋網與預鑄結構400底部404外露之第一鋼筋402a與第二鋼筋402b連接，以此作為補強的底層結構。

此外，如圖1所示，支撐架200係圍繞而成中空矩形，其中，中空矩形的長度L1係略大於預鑄結構400的長度L2，但不以此為限。中空矩形以可供預鑄結構400通過的面積與形態為較佳。例如，當中空矩形的面積大於預鑄結構400之水平截面積，且其長度L1略大於預鑄結構400的長度L2時，可供預鑄結構400穿越支撐架200所圍繞之中空部分。藉此，預鑄結構400除了可自支撐架200與支撐架200間的空隙吊放至放置面108，亦可自支撐架200圍繞的中空矩形處穿設而過並吊放在放置面108上。

圖3A至圖9為本發明地下通道100組裝過程之示意圖。以下的示意圖可同時參考圖10之地下通道100施工工法流程圖。在吊放預鑄結構400之前，須先進行步驟S1010：拆除部分支撐架以露出放置空間。逐次拆除兩側連續壁104一部分的支撐架200之後再一邊進行預鑄結構400吊放作業。如圖3所示，此時僅拆除通道前方附近最底下的兩層支撐架200，而上方三層支撐架則未拆除。亦即，支撐架200的拆除作業較佳係以拆除下層部分並保留上層部分以提供連續壁的兩側水平支撐。在其他情形中，若挖掘深度較淺，而連續壁兩側無塌陷之虞時，可一併將各層的支撐架200皆拆除。

如圖3A及圖4所示，當部分支撐架200拆除後，進行步驟 S1020：吊放預鑄結構於放置空間之放置面，且預鑄結構係以一間距排列。如前所述，預鑄結構400底部404係由第一鋼筋402a與第二鋼筋402b構成，預鑄結構400藉吊車300移動到放置位置後下降並置於放置面108。接著進行步驟S1030：固定相鄰兩預鑄結構間的第三鋼筋。如圖4所示，相鄰兩預鑄結構400具有間距d，且間距d較佳係可讓施工人員手部伸入以進行第三鋼筋402c固定作業。如圖4所示，相鄰兩預鑄結構400間的第三鋼筋402c係採交錯設置，後續則直接在兩預鑄結構400的間隙d封模灌漿，但不以此為限。在其他實施例中，相鄰兩預鑄結構400間的第三鋼筋402c亦可以等高度成對設置，然後再以續接器相接。此外，第三鋼筋402c亦可如前述在吊放預鑄結構400之前就先裝上去，如圖3B所示的另一種吊放情形，在圖3B的示意圖中，第三鋼筋402c先裝在預鑄結構400上且予以折彎，避免第三鋼筋402c於吊放時被其他物件擋住，待吊放到放置面108後，再以人力將第三鋼筋402c扳直。

如前所述，第二鋼筋402b與兩側第一鋼筋402a連接形成底部404之作業可延後於吊放預鑄結構400至放置面108後再進行，換言之，相鄰兩預鑄結構400間的第三鋼筋402c固定作業與預鑄結構400形成底部404的連接作業可同時進行。另外，亦可視結構強度、地形變化等需求變更預鑄結構400底部404的連結作業。例如，進一步將前一預鑄結構400的第二鋼筋402b與後一預鑄結構400的第二鋼筋402b連接，以提高結構強度。因此，預鑄結構400底部404綁紮作業可視施工需求而調整，進而增加施作流程的彈性。

如圖5至圖7所示，待第三鋼筋402c固定好之後，於步驟S1032判斷是否有足夠的放置空間。當地下通道100內有足夠的放置空間106容納預鑄結構400時，重複上述步驟S1020至步驟S1030，依序吊放預鑄結 構400，並完成第三鋼筋402c之固定。反之，若地下通道100內沒有足夠的放置空間106容納預鑄結構400時，接著於步驟S1034判斷是否已完成預定施工長度。如圖7所示，若沒有足夠的放置空間106且已達到預定施工長度，此時預鑄結構400吊放作業即告一段落，接著進行步驟S1040：於相鄰之預鑄結構間澆置混凝土。於預鑄結構底部及相鄰之間距澆置混凝土後，再進行步驟S1050：澆置混凝土以連接預鑄結構兩側而形成側壁406。另外，預鑄結構400底部404間亦可視需要施作一層較薄的混凝土，使其內表面更加平整。

在圖5至圖7所示之實施例中，預鑄結構400底部404及間距d之混凝土澆置作業是以數塊澆置方式進行，即依次吊放數個預鑄結構400達到預定施工長度後，再將數個預鑄結構400底部404與相鄰的間距d處封模灌漿。藉此可進一步提高預鑄結構400彼此間的結構強度，亦可提高工作效率。然而，在其他實施例中，也可以採逐塊澆置方式進行，即每吊放一個預鑄結構400後，就將底部404與前一預鑄結構400間的間距d處封模灌漿。

如圖8及圖9所示，若沒有足夠的放置空間106但尚未達到預定施工長度，重複上述步驟S1010至步驟S1030，先將部分支撐架200拆除，然後依序吊放預鑄結構400，並完成第三鋼筋402c之固定。直到預鑄結構400吊放已達到預定施工長度，接著進行步驟S1040及步驟S1050，以完成預鑄結構400之間的混凝土澆置作業。當地下通道100內皆已放置預鑄結構400。最後自預鑄結構400上方及預鑄節構400與連續壁104之間回填開挖之土方達地面高度。此外，當未達預定之施工長度時，先前拆除之支撐架200亦可移置後續待施工處並架設於連續壁104之間，具有重複使用的好處。

圖11及圖12為本發明地下通道100之不同實施例示意圖。如圖11所示，地下通道100具有一傾斜坡度，為確保放置面平整，因此在進行預鑄結構400吊放作業前，將放置面108處理為階梯狀分布，使吊放之預鑄結構400能落在每一階的放置面108上。在其他情形中，例如當地下通道100的傾斜坡度較小，亦可省去前述之放置面108處理作業而直接吊放預鑄結構400。如圖12所示，地下通道100為一彎道，此時預鑄結構400可依固定弧角依序吊放。需注意的是，相鄰預鑄結構400之間的間距d於較窄處仍須保持足夠空間可讓施工人員手部伸入以進行第三鋼筋402c固定作業。藉此，本發明之地下通道施工工法可對應地下通道型態調整施工方式。藉由本發明之地下通道施工工法，除了可配合地下通道型態調整施工方式外，還可視施工需求調整預鑄結構之間的結構強度，使施作流程的彈性提高，因而現場作業的效率可獲提升。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

100‧‧‧地下通道

102‧‧‧地面

104‧‧‧連續壁

106‧‧‧放置空間

108‧‧‧放置面

200‧‧‧支撐架

300‧‧‧吊車

302‧‧‧軌道

400‧‧‧預鑄結構

Claims (9)

1. 一種地下通道施工工法，係於地面開挖後，在兩側連續壁之水平支撐的拆除作業進行時可同時進行地下通道建置的施工方法，地下通道係由預鑄結構組成，且相鄰預鑄結構具有複數第三鋼筋，地下通道施工工法包含下列步驟：(a)拆除部分支撐架以露出放置空間；(b)吊放複數預鑄結構於放置空間之一放置面，該些預鑄結構係以一間距排列，且每一預鑄結構底面具有複數第一鋼筋；(c)固定相鄰兩預鑄結構間之該些第三鋼筋，且綁紮該些第一鋼筋而形成一底部；(d)於該底部與相鄰之預鑄結構間澆置混凝土；以及(e)澆置混凝土以連接該些預鑄結構兩側而形成側壁。
2. 如申請專利範圍第1項所述之地下通道施工工法，步驟(c)進一步包含綁紮預鑄結構底面之第一鋼筋而形成一底部。
3. 如申請專利範圍第1項所述之地下通道施工工法，進一步包含自預鑄結構上方回填開挖之土方。
4. 如申請專利範圍第1項所述之地下通道施工工法，其中該支撐架係圍繞而成一中空矩形，該預鑄結構之面積係小於該中空矩形之面積，且該預鑄結構可穿越該支撐架所圍繞之中空矩形。
5. 如申請專利範圍第1項所述之地下通道施工工法，其中該支撐架係水平設置於兩側連續壁之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之地下通道施工工法，其中兩側之該連續壁係自開挖處向下延伸至少到達該放置面。
7. 一種預鑄結構，用於如申請專利範圍第1項所述之地下通道施工工法， 該預鑄結構包含：一頂部壁體；至少二立起結構體，設置於該頂部壁體兩側，該頂部壁體與該立起結構體共同圍繞一內部空間，且該立起結構體具有一底面；複數第一鋼筋，設置於該立起結構體內並自該底面伸出；以及複數第二鋼筋，設置於兩側之該第一鋼筋間，該些第二鋼筋連接該第一鋼筋而形成一底部；其中，該頂部壁體與該立起結構體具有一鄰接面，且該預鑄結構具有一排列方向與該鄰接面垂直。
8. 如申請專利範圍第7項所述之預鑄結構，其中該預鑄結構係形成一門形結構。
9. 如申請專利範圍第7項所述之預鑄結構，更包含複數第三鋼筋，插設於該鄰接面，且兩預鑄結構間於該鄰接面上的第三鋼筋係採交錯設置。