隧道工程止漏樹脂灌漿技術
隧道沿線經常遭遇斷層、剪裂帶、卵礫石層、有害氣體、軟弱地盤及河床下施工等問題，為克服此種困難地質，除了加強支撐措施之外，另外必須採取各種輔助工法才能順利通過，其中止漏樹脂灌漿材料能發揮止水（氣）效果與固結工力能，增強開挖面自立時間與穩定性。本文首先針對止漏樹脂灌漿材料之特性作一概略說明，接著列舉多項止漏樹脂灌漿技術在台灣隧道工程之應用實例，包括：1.止氣灌漿；2.修補襯砌；3.河床下淺覆概開挖；4.止水灌漿；5.卵礫石層與軟弱地盤開挖。期望這些成工力案例可供未來處理困難地質時之參考。
台灣位處於歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊碰撞交界處，地層年代輕及地質構造變異性高。近年來大部份隧道工程均位於地層及構造複雜之西部麓山帶、中央山脈帶及雪山山脈帶，因此隧道沿線經常遭遇斷層、剪裂帶、卵礫石層、有害氣體、軟弱地盤及河床下施工等問題，為克服此種困難地質，除了加強支撐措施之外，另外必須採取各種輔助工法才能順利通過，其中止漏樹脂灌漿材料具有高滲透力、韌性、高強度、可調整凝結時間及遇水會產生膨脹之特性，故能發揮止水（氣）效果與固結工力能，增強開挖面自立時間與穩定性。本文首先針對止漏樹脂灌漿材料之特性作一概略說明，接著列舉多項止漏樹脂灌漿技術在台灣隧道工程之應用實例，包括： 1.止氣灌漿—隧道通過含甲烷地層，利用止漏樹脂灌漿材料可封堵岩盤裂隙，達到止氣及止水工力能；2.修補襯砌—老舊隧道襯砌表面劣化及接縫處發生漏水，利用止漏樹脂灌漿材料可及時表面補強及接縫處止水，恢復原有輸水工力能；3.河床下淺覆概開挖—河床下地質大多為卵礫石或破碎岩盤，伴隨著源源不絕的河水，利用止漏樹脂灌漿材料可立即止水並膠結地盤，在安全無虞的條件下開挖隧道；4.止水灌漿—斷層及剪裂帶地層最常發生落盤、擠壓、湧滲水等困難，利用止漏樹脂灌漿材料可有效封堵斷層及剪裂帶的裂隙，並將斷層泥及剪裂帶的碎屑予以固結；5.卵礫石層與軟弱地盤開挖—複合地層最常發生落盤、擠壓、湧滲水等困難，利用止漏樹脂灌漿材料可有效滲透軟弱砂泥層，將鬆散且複雜地層膠結為一體。
二、止漏樹脂灌漿材料之特性
一般常用於隧道工程之化學灌漿材料包括：聚胺酯樹脂（Polyurethane Resin）、矽酸鹽樹脂（Silicate Resin）及懸濁型水玻璃系（Sodium Silicate or Water Glass），其相關工程特性如表1所示（各種材料性質可能因廠牌不同會有所差異）。其中聚胺酯樹脂灌漿材料為單劑型或雙劑型由二苯甲浣二異氰酸鹽（MDI）與多元醇（Polyols）兩劑混合，必要時另以氨類(Amine)加速劑以控制反應速率及膠結與發泡速率；矽酸鹽樹脂為水-NCO基質與尿素結合，水玻璃-NCO-胺基甲酸乙酯複合結合作用結果；懸濁型水玻璃系為水玻璃中矽酸離子（SiO3-2）與水泥離子鈣（Ca+2）中和，並且水泥中的消石灰、石膏（可溶化）和矽酸鈣鹽反應作用而成膠化。一般而言，止漏樹脂灌漿材料必須具有下列特性：
(一) 高黏著強度：樹脂有極佳黏著強度。
(二) 溶液型：黏滯度低，可灌入0.1mm縫隙。
(三) 促滲作用：膨脹時產生的壓力可促使樹脂深入更細微裂縫。
(四) 膨脹性：具膨脹性可節省材料。
(五) 作用時間可調整：可依實際情況調整作用時間。
(六) 塑性及彈性：彎曲強度高，具有延展性及韌性，灌漿完成後不會因開挖之振動而產生裂縫，仍能與岩層密合。
(七) 無公害：無TDI、無CFC、無溶劑、無塑性劑、安全及無毒性，僅在作用時會產生CO2氣體。
(八) 耐久性：能抗硫、抗酸及抗微生物侵蝕。
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Jheng 於 酷Go夢工坊 - 部落街 2007-11-07(22:28:09)星期三 發表。
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