工程概述

機場捷運潛盾隧道穿越了桃園國際機場下方，鄰近重要構造物包括如航廈、塔臺、滑行道等，尤其是在塔臺、滑行道等飛航管制區域不能受施工干擾及影響，因此配置了全程即時自動化監測系統。本文以機場塔臺路段為例，概要介紹潛盾隧道穿越塔臺之監測儀器的配置，藉由全程即時自動化監測系統的整合，做為潛盾施工安全管理。

桃園國際機場塔臺路段，地表為紅土層，其下則為礫石地層(桃園層)與膠結不佳砂岩與泥岩(大南灣層)。礫石層標準貫入試驗N值則多達100以上，地下水位約在地表下3～7公尺之間變化。潛盾隧道由上行線(往台北)編號5及下行線(往機場)編號6號潛盾機鑽掘，自A12車站(第一航廈)發進，經過塔臺區範圍長約160公尺，詳如圖一。

 

 

圖一 機場塔臺區平面圖

 

 

潛盾隧道監測儀器的配置

潛盾隧道監測儀器的配置以監測潛盾隧道引致的地層變位及隧道內部空間變位為主。針對穿越塔臺管制區下方之潛盾隧道段，佈設自動化監測儀器，另輔以人工量測地表變位，其監測項目內容如表一；監測儀器與塔臺相對位置及平面配置分別如圖三、四。自動化監測系統之配置茲概述如下：

(1)連通管式沉陷計：設置於塔臺、近場台、電力中心，以監測建物之沉陷。

(2)佈設C型計測斷面3處，採自動化監測以供施工監測管理，詳如圖二。

 

 

圖二 C型計測斷面(MC-C)

 

 

(3)全測站3D測沉系統：配合稜鏡之裝設，進行塔臺管制區內建物26點之沉陷觀測。
(4)佈設電子式儀器包括傾斜計、土中傾度管、水壓計、桿式伸縮儀。

 

 

表一 塔臺管制區潛盾隧道段監測項目內容表

地層變位			隧道內空	塔臺區建物變位		地下水
地表沉陷	地層沉陷	地層側移	變位	建物沉陷	建物倾斜	狀況
地表型沉陷觀測點(SM)	電子式多桿式伸縮儀(EXM)	電子式土中傾度管(SIS)	周弦式收斂計(BCS)	連通管式沉陷計(DSM)	電子式傾斜計(TI)	水位觀測井 (OW)
淺層沉陷觀測點(SSI)			環片內混凝土應變計(SG)	稜鏡觀測沉陷點(SB)		電子式水壓計(ELP)
				自動化全測站儀(TS)
				公共管線型沉陷觀測點(SU)

 

 

 

圖三 監測儀器與塔臺相對位置示意圖

 

圖四 塔臺管制區監測斷面圖

 

自動化儀器簡介

塔臺管制區潛盾隧道段，配置了自動化監測儀器，以便潛盾通過管制區期間能即時得到監測資訊，提供風險管控重要依據。自動化監測儀器項目及照片詳如表二。 

 

 

表二 自動化監測儀器項目表

 

 

塔臺區監測成果

歸納本工區大地監測儀器成果，潛盾施工對塔臺路段卵礫石地層產生之變位大都低於管理值，最大變位量如表三所示: 其中電子式房屋傾斜計，受潛盾機開挖擠壓致瞬間數值變更較大，惟俟潛盾機通過後隨即恢復至警戒值以下。其中超過施工管理值之多點式桿式伸縮儀，經推估是土層受潛盾機開挖擠壓造成伸縮桿隆起，經後續持續追蹤變位值已維持穩定無進一步擴大。

 

 

表三 塔臺區監測最大變位量成果表

儀器名稱	最大變化量	管理值(±) (警戒值/行動值)
連通管式沉陷計	-7.55 mm	30mm/40mm
電子式房屋傾斜計	45秒	309秒/413秒
全測站系統	-6.72 mm	30mm/40mm
	5.2 mm
	11.46 mm
電子式水壓計	5.65 t/m^2	±1m/±2m
土壤中傾度管	-13.95 mm	35mm/45mm
多點式桿式伸縮儀	42.76 mm	30mm/50mm
淺層式沉陷觀測點	3.47 mm	30mm/50mm

 

 

自動化即時監測系統緊急通報

本區段之監測系統為即時及自動化系統，由監測執行廠商設計視窗介面監視平台，在多頁式選單畫面中，藉由圖形、顏色、燈號及數據等，可直覺的由監視螢幕判讀即時資料，資料擷取頻率設定每10分鐘一次，儀器若有超過設定管理值或故障異常，系統會經由燈號顏色、警示聲響及自動發送手機簡訊告知管理者，詳如圖五。

 

圖五 塔臺管制區與滑行道自動監測傳輸架構

 

緊急通報案例(如表四)

當儀器量測資料超過設定管理值時，將訊息籍由簡訊傳至相關人員手機，監測數據經判讀確認無誤後，監造單位即開立「警戒黃單」予廠商，並召開緊急應變措施討論會議，由承商即刻進行潛盾施工安全管理標準再確認及加強監測，經後續監測數據確認並無擴大。藉由緊急通報、有效施工管理方案等流程，達成自動監測資訊與高風險管控結合之終極目標。 

 

表四 緊急通報案例及流程