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大口徑推進工法技術實務及困難處理對策-以曾文南化聯通管統包工程A2標為例南區水資源分署

  發刊期數:第0595期/ 發布日期:113/06/07

曾文水庫南化水庫為穩定臺南及高雄聯合調度供水系統之關鍵。行政院於107年6月11日核定「曾文南化聯通管工程計畫」,使曾文水庫南化水庫及高屏攔河堰之水源能串連,健全南部地區供水備援系統,並作為曾文水庫水源的另一緊急供水通道。本計畫管路沿既有道路埋設,管路全長約25公里,設計輸水能力為每日80萬噸。約八成的區段採用推管工法,推管段之管材(直徑2.6公尺)除了一般之延性鑄鐵管(DIP),部分區段另採用國統公司專利之承插式水道用推進鋼管(WSP),可大幅縮短施工及檢驗時間。本文將介紹大口徑推管工法於本工程之實務應用及困難處理對策。

本工程推進段之管線直徑達2,600mm,為我國歷年來最大口徑推進工程之第二例,總長4,675公尺,其中WSP 型推進管段約有1,708公尺。目前臺灣WSP推進施工多採用日本水道鋼管協會之WSP雙層鋼管型式(詳圖1),此傳統銜接施工步驟較為繁瑣且耗時,故推進機頭及前方管體可能因待機過久而遭受地層擠壓,不利次輪之推進作業,另外銲接施工及相關檢測費用高,皆為傳統WSP雙層鋼管施工之主要缺點。

本工程採用之WSP雙層鋼管承插銜接方式(如圖2),係於推進井WSP管內側安裝膠圈後,將前後兩管銜接緊實即可進行下一輪之推進(如圖3),施工步驟簡單省時,可降低推進風險,同時具有較佳防蝕效果。由於加大接頭止漏橡膠圈之截面積,可使管體在承受不均勻外壓下之承、插口間隙變形量變小,俾提高管材之使用壽命。

然而大口徑伴隨著作業空間須加大,本工程管路多位於既有道路台3線底下,受限於既有道路寬幅,且需盡可能降低對道路服務水準的影響,如何佈設工區將是一大考驗。首先從工作井著手,本工程將工作井分成推進井(橢圓形)及到達井(圓形)兩種,推進井需吊放管材及進行泥水加壓推進作業,因此配置出類似操場形式的橢圓形工作井(如圖4),再來是道路上的工區配置,我們將管材吊掛固定式的起重機及其軌道、推進用操作室、發電機、泥水回收槽等設備及運土車出去動線皆精確規劃,榨出利用率最高的工區範圍(如圖5),如此配置減少占用道路的面積(圖6),加上推進距離依現地地質及環境限制設計100公尺~300公尺,且分散成三區段開展工作面,避免工區集中使影響交通長度過長,此方案配置之交通維持計畫亦通過臺南市政府交通局審查,並透過各方交通領域專業人士指導,除克服大口徑推進作業於既有道路影響交通之難題,並商討出更精進的工區配置最大化的降低對在地的交通衝擊。