「鐵路改建工程報導」第328期電子報

交通部鐵路改建工程局<http://www.rrb.gov.tw/images/epaper/epaper_02.jpg>
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【328期工程報導電子報】　發行日期：2014/1/17
*<http://www.rrb.gov.tw/images/icon.gif> 總統視察花東鐵路電氣化計畫－「新溪口隧道工程」實地瞭解電氣化工程遭遇之困難並肯定工程團隊辛勞



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馬總統於12月22日視察新溪口隧道工程，聽取周局長簡報 <http://www.rrb.gov.tw/upload/images/epaperDetail/20140107_153004.81014.jpg> 　（本刊訓）馬總統於102年12月22日由交通部葉部長及本局長周局長陪同下，視察花東鐵路電氣化計畫－「新溪口隧道工程」，實地瞭解電氣化工程遭遇之困難及執行現況，對於花東鐵路電氣化施工團隊不畏工程艱鉅、全力克服難關，馬總統表達慰勉之意，給予最高肯定。目前雖因天災及承商施工動員能力而造成工程進度落後，惟已積極採取相關因應措施。
　花東鐵路電氣化是東部民眾期盼很久的交通建設，除承商施工動員能力外，臺灣地質特性及天候因素，亦影響本工程建設的進度，如近年因花東地區受到連續颱風豪雨襲擊，致蘇花公路數次中斷影響材料機具供應，以及新溪口隧道在101年天秤颱風將整個工地淹沒等因素，導致工程受阻，嚴重影響工程進度。
　馬總統視察過程中聽取周局長簡報說明電化工程遭遇種種困難及因應措施，馬總統特別指示務必要全力趲趕，盡最大努力如期來完成這一項工程，儘早發揮計畫效益，以符合花東民眾期待。
　花東鐵路完成全線電氣化後，列車速度可由原時速110公里提升為130公里，花蓮到台東間，比目前行車提高2倍班車容量及減少30分鐘的行車時間。鐵工局為早日提供民眾行的便利，在以安全為重的前提下，對花東鐵路電氣化工程正全力趲趕中，並依序辦理檢查測試，安全為通車第一要件，務必做到安全第一，同時通過交通部履勘後，預定103年6月通車。（許健宏）

*<http://www.rrb.gov.tw/images/icon.gif> 交通部范次長視察花東電氣化工程，並試乘電力機車,對花蓮壽豐間測試成果表示嘉許



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范次長與周局長於電力機車電力測試後合影 <http://www.rrb.gov.tw/upload/images/epaperDetail/20140107_164422.81875.jpg> 　（本刊訊）交通部范次長范植谷於本102年12月13日由本局周局長陪同視察花東鐵路電氣化工程。
　范次長於花蓮車站登上編號E355號電力車頭，實地參加花蓮至壽豐間第三次送電機車來回測試，驗收電氣化工程成果，
　范次長於試乘後表示，鐵工局對花東電氣化工程的努力是有目共睹的，並對本路段試車成果表示滿意及嘉許。
　隨後范次長視察光復變電站及玉里變電站，其中玉里變電站之台電161KV部分已測試完畢，次長要求鐵工局持續趲趕工進，期於103年展開列車測試。（鍾承憲）

*<http://www.rrb.gov.tw/images/icon.gif> 花東鐵路電氣化光復變電站，加入台電系統營運



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　（本刊訊）為提供花東線鐵路全線電氣化之電力動能，台電花蓮區處及花東供電營運處在電力系統部分，將位於花蓮縣光復鄉的臺鐵「光復變電站」於102年12月30日正式加入台電系統營運，為整體電氣化工程邁進一大步。
周局長與變電站同仁合影 <http://www.rrb.gov.tw/upload/images/epaperDetail/20140114_153644.65540.jpg> 　花東鐵路電氣化工程中，電力為主要動能，花東鐵路沿線總共需設置4個變電站，其中花蓮縣設置2個變電站，分別是102年11月28日加入的玉里變電站，及102年12月30日加入的光復變電站，兩站都順利完工運轉。
　這次併聯方式由台電光復二次變電所以69kV、2迴路地下電纜送到鐵路光復變電站，在整條花東鐵路電氣化工程中，是繼鐵路玉里、鐵路關山之後，第3個成功加入系統的變電站，電力供應在花蓮縣內可全區安全運轉，反覆測試後，送電進行過程相當順利，為103年6月鐵路電氣化通車啟用向前邁進一步。

*<http://www.rrb.gov.tw/images/icon.gif> 高雄東段計畫與脫鉤方案之探討



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高雄計畫平面位置及分標示意圖 <http://www.rrb.gov.tw/upload/images/epaperDetail/20140109_095835.39743.jpg> 計畫概要
　「臺鐵捷運化-高雄市區鐵路地下化計畫」之工程計畫範圍，起於高雄市葆禎路附近(臺鐵里程UK400+040)至高雄市澄清路附近(臺鐵里程UK410+257)，詳高雄計畫平面位置及分標示意圖。依臺鐵縱貫線走向區分為三個設計標，DL01標、DL02標及DL03標。本高雄東段計畫屬DL03標，其工程範圍為永久軌里程UK406+700~UK410+257之間，起自高雄市民族路之西邊約300公尺處，止於澄清路自強陸橋附近，工程長度約3,557公尺，西邊與高雄車站工程為界，東邊則銜接鳳山計畫。本設計標主要工作項目包括有關之土木、大地、結構、建築、車站、臨時軌道、水電、空調通風、電梯及電扶梯工程、景觀及平面道路等。
工程概述
　本設計標主要分為CL311標民族路段臺鐵隧道工程及CL312標大順路段臺鐵隧道工程兩大土建標，分別概略如下：
　CL311標施工範圍里程西起於UK406+700，東至UK407+900，工程長度約1,200公尺，包括940公尺之明挖覆蓋隧道及民族車站，明挖覆蓋隧道寬度10.55公尺，開挖深度約18~29公尺，採用連續壁型鋼橫撐施工之箱型構造物，民族車站位於民族陸橋東側與寧夏街口附近，為一地下二層岸壁式月台車站。車站長度260.0公尺，寬度18公尺，開挖深度約23.6公尺，採用明挖覆蓋順打工法施工之箱型構造物。
　CL312標施工範圍里程西起於UK407+900，東至UK410+257，工程長度約2,357公尺，包括705公尺之明挖覆蓋隧道和640公尺之U型擋土牆引道構造物及295公尺的民族車站，明挖覆蓋隧道寬度10.55公尺，開挖深度約9~23公尺，採用連續壁型鋼橫撐施工之箱型構造物，U型擋土牆引道寬度10.55公尺，開挖深度約2~7公尺，採用連續壁型鋼橫撐施工之U型構造物，大順車站位於大順陸橋西側附近，為一地下二層岸壁式月台車站。車站長度295.0公尺，寬度18公尺，開挖深度約15公尺，採用明挖覆蓋順打工法施工之箱型構造物（後續已配合鳳山計畫縮減隧道範圍及取消引道）。
原設計臨時軌道切換程序
　本工程為利用在鄰近鐵路現有路線之區域施工，基於現有路權及維持鐵路營運之限制，必需充分利用有限的路權，在兼顧現有鐵路營運及在原有鐵路路線改變結構型態，必需要先將現有路線改道，才能進行施工，因此必需透過規劃之方式使施工可順利進行，大致的規劃及施工需將現有軌道遷移至臨時軌道，未來永久軌雖位於地下，但基本線型與現行縱貫鐵路正線類似，為了維持鐵路的運行，必須將目前軌道作臨時遷移，才能夠在現行縱貫鐵路正線區域施工，本計畫之臨時軌遷移共分成三個階段如下：
一、第一階段臨時軌道之切換為在312標之範圍內，目的是因為臨時軌道的規劃在里程UK408+ 525~UK406+755跨過未來的隧道，以及部份臨時軌位置非常靠近連續壁，故在施工隧道前，必須先將該區域做成軌道支承版，才能夠在其開挖時不致因施工影響軌道的運行，故先將該部份的軌道改線，施做完軌道支承版後，便進行第二階段臨時軌道之切換。
二、第二階段臨時軌道主要範圍介於311標民族陸橋與312標大順陸橋間，路線佈設於隧道北側，切換完成後，里程UK407+334以東受現有軌道影響無法施工部份便可一併解決。
三、第三階段臨時軌道之切換，目的為里程UK407+200以西必須待機檢段拆除後才可施工，機檢段則須配合屏東潮州機廠完工後進行拆遷。
脫鉤方案臨時軌道切換程序
　由於高雄車站檢車段無法如期搬遷，致原設計需使用檢車段部分用地之第三階段臨時軌無法依原設計位置施作，迫使永久軌及臨時軌線形變更，除需避開檢車段外，僅能於核定路權內調整永久軌及臨時軌道線形，在原本受限於用地條件及民族陸橋情況下，僅能利用站體及隧道上方設計，結果將大幅增加臨時軌與主體結構之重疊長度，即增加臨時軌道支承版設計，惟尚需進行相關配合作業（脫鉤方案），主要如下：
一、需先施作民族車站西隧道連續壁(原第三階段臨時軌切換後施作)及其上方之支承版(原設計無該支承版)
二、前項工作位於原營運中東、西正線上，故必需將原有東、西正線南移(新增軌道切換)。
三、南側尚有臺鐵東臨港線及DMU車庫，故必需將東臨港線及DMU車庫拆除。
四、東臨港線因尚需營運，故需先於407K+220處先辦理西正線出岔後，方可拆除東臨港線。
五、西正線出岔東臨港線除配合增設電力桿基礎、安裝伸縮接頭2處、西正線新鋪202(＃12右開)道岔1套及新鋪軌道25公尺，尚需配合號誌系統整合、高雄站EI啟用及中性區間東移等相關前置工作。
六、原設計臨時軌第二階段於312標範圍先行切換(先進行科工館站施工)，另大順陸橋以西考量鳳山計畫，相對主體結構併入鳳山計畫。
七、原設計臨時軌第二階段於311範圍部分與第三階合併為一個階段。
原設計與脫鉤方案之探討
　高雄計畫脫鉤方案主要影響為311標工程，原設計考量了台鐵局檢車段拆遷時程影響因子，將臨時軌設計分為拆除前、後兩階段，目的在檢車段拆遷前，即可進行311標部分民族站及以東隧道600公尺之隧道工程，為分段施工概念，可大幅降低影響工期之風險，惟因受檢車段無法配合第三階段臨時軌時程搬遷，其影響程度已更遠高於脫鉤前，建議更應該將原設計臨時軌第二、三階段分開處理，有助於部分民族站及以東600公尺之隧道先施工及減少臨港出岔次數等，雖然如此，尚有脫鉤後續衍生之問題需一 一配套解決，謹摘要如下：
一、首先必須面對的為聯外施工動線受限問題，即民族站以西之北側連續壁（含民族陸橋限高單元）、軌道支承版僅能以北側民族陸橋下迴轉道作為唯一施工動線。
二、原設計民族站以西連續壁（含民族陸橋限高單元）南、北側可一次施，需配合臨時軌切換採半半施工方式，相對可施工場地僅原規畫二分之一。
三、中油管線群及民族陸橋下自自來水600mm管線需辦理二次遷移，增加作業干擾、時程及施工困難度。
四、穿越民族站重大污水管2800mm及1650mm管遷工程，其中污水管1650mm需優先完成遷建並廢除舊管，以施作該處站體之擋土措施。
五、前項重大污水管2800mm工作井位置接近民族陸橋，在管遷作業期間除與施工主動線要相互搭配外，亦受管遷難度高之施工風險影響。
六、配合本工程之新建高雄市政府機車路考場需完成啟用，並拆除與本工程衝突舊有路考建物及設施（屬車站以東隧道）。
七、配合高雄市政府交維計畫，增設民族路機車便橋工程。
　以上，於技術上尚能克服，關鍵在於需搭配良好的施工規畫與執行並進，同時可兼顧311標工程要徑（民族站及以東隧道）之進行。
結語
　鐵路地下工程能否如期順利進行，臨時軌道係扮演關鍵角色，嚴格來說，以有限用地條件下，再加上周詳設計考量，一般臨時軌範圍一但進入車站，其困難度相對增加，更何況本工程係面臨臺鐵局高雄站、檢車段及臨港線，因該站除旅運外，尚涉及列車運轉調度、檢車、洗車等功能，相對軌道、號誌、電務及電力系統複雜，對於切換時程亦較難以掌控，也就是說即使臨時軌道工程如期完工，可能面臨臺鐵局系統整合前之等待切換風險，以本案例工程已進入施工階段，應儘可能避免重大變更，然而在無法避免情況下，設計、監造單位與施工廠商在有限時程內，應充分討論、配合與執行，並搭配主辦單位程序可行性，最後訂定原則方向，避免且戰且走模式，否則期程將難以掌控。（張安志）
*<http://www.rrb.gov.tw/images/fd01-04.gif> 檔案下載：20140109_095835.56376.pdf <http://www.rrb.gov.tw/upload/documents/epaperDetail/20140109_095835.56376.pdf>


*<http://www.rrb.gov.tw/images/icon.gif> 鐵工局代辦高雄捷運R11高雄站工程積極趲趕已完成底版作業，預計103年4月30日交付



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　（本刊訊）交通部鐵路改建工程局代辦高雄市政府捷運工程局R11高雄站之永久站連續壁與結構工程，站體最後一單元結構底版業於102年12月25日順利施築完成，為日後高雄捷運R11高雄站臨時站切換至永久站營運跨出了重要的一步。
R11潛盾隧道現況照片 <http://www.rrb.gov.tw/upload/images/epaperDetail/20140114_154542.2721.jpg> 　高雄捷運R11高雄站之永久站因位於臺鐵高雄車站正下方，必須配合本局高雄車站段地下化工程一併施工，高雄捷運於97年3月9日通車時，捷運高雄車站係以兩條臨時潛盾隧道及臨時站營運， R11高雄站之永久站正好位於兩條潛盾隧道間，未來配合高雄鐵路地下化通車後將成為一座兩鐵共構的車站。
　因R11高雄站之永久站施工時，上方有臺鐵高雄車站、兩側距營運中的捷運臨時潛盾隧道最近距離僅2.6公尺，且站體之總開挖深度達32.84公尺，施工困難度極高。同時為確保施工暨兩鐵之營運安全，開挖前於兩側主要連續壁間再設置了11道地中壁，雖增加開挖施工的困難度，但卻大幅提昇了施工的安全性，保障了兩鐵營運之安全。　
R11結構底版施工 <http://www.rrb.gov.tw/upload/images/epaperDetail/20140114_154542.64034.jpg> 　本工程自101年底開挖施工以來即以24小時分三班的方式來趕辦工進，期間並與捷運相關單位利用夜間列車停駛期間進行隧道巡檢，配合24小時的隧道內自動監測系統，嚴密監控潛盾隧道的結構變化，確保捷運之營運安全，終於在本局與高雄市政府捷運局的通力合作之下，結構底版工程於102年12月25日順利施築完成，對深開挖的施工安全目標具有指標意義，也為高雄捷運由臨時潛盾隧道切換到永久路線跨出關鍵的一步，同時對高雄鐵路地下化工程高雄站區施工作業面開展有正面助益，為未來兩鐵共構車站的完工奠定良好的基礎。（馬良俊）

*<http://www.rrb.gov.tw/images/icon.gif> 徵稿啟事



*<http://www.rrb.gov.tw/images/b.gif>
　（本刊訊）鐵路改建工程報導，為充實版面及豐富內容，凡本局同仁、承商及顧問，對工程施工技術介紹、工程技術專論、施工報導及照片，或同仁於從事鐵路改建工程之生活歷程及心得，皆所歡迎。
　來稿請加附照片或圖表，送鐵工局秘書室，敬請熱愛本刊，踴躍賜稿。（編審組）

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高等岩石力學102年第1學期期末考

臺北科技大學

高等岩石力學102年第1學期期末考

103.1.9

1.辨認岩石(10%)

2.a.何謂"size effect尺寸效應": 受力之物體或材料，其力學性質（例如強度、彈性模數等）受其尺寸之影響者，稱為尺寸效應。許多材料及物體之力學參數，常有隨尺寸之增大而下降之趨勢

b.E_t50 在強度50%下的切線斜率

          

 

 

 

 

 

 

c.Based on Elasticity,what is the relation 、 (10%)

側量壓力係數

波松比

3. A granitic rock is composed of a mixture of 30 % quartz, 40 % plagioclase, and 30 % augite. Its porosity is 3.0% and its longitudinal wave velocity measured in the laboratory is 3200 m/s. Describe its state of fissuring.(10%)

Solve:

quartz 30% 石英      V=6050m/s

plagioclase 40% 斜長石 V=6250m/s

augite 30%輝石       V=7200m/s

n=3%

由iq=49.7及n=3%查圖2.3，

約若在第III區，裂縫狀況：多裂紋(strongly fissured)

 

4.in a series of triaxial compression tests on a sandstone,the stress  and   at peak are follows.

Test	(MPa)	(MPa)
1	2.5	15
2	5	30
3	10	52
4	20	80

Determine values of Si and  that best fit the data

Sol:

 

 

 

Si=2.69MPa

5. A vertical hydraulic fracture was initiated in a borehole at a depth of 2500 ft. Assume the ground is saturated continuously from the surface and that the pressure in the ground water is hydrostatic. The water pressure was first raised 750 psi above the original groundwater pressure and then it was not possible to raise it further. When pumping stopped, the water pressure fell to a value 120 psi above the original groundwater pressure. After a day, the pressure was raised again, but it could not be pumped to a value higher than 100 psi above the previous pressure (the "shut-in" pressure). Estimate the horizontal stresses at the site of measurement, the tensile strength of the rock, and vertical pressure at the site. (10%)

Sol:

Unconsidered pore pressures ：

                                        

           

Consider  pore pressures ：

  

 

 

6.Assuming a reverse fault with its strike N50⁰E, the strength parameters of rock at a depth of 600 m before and after faulting are :qu=10MPa,  respectively. determine the orientation and magnitude of its maximum and minimum principle sresses before and after faulting, and estimate its dip at this fault.(density=27KN/m³)

Sol:

斷層前

(正斷層)

(逆斷層)

斷層後

(正斷層)

(逆斷層)

傾角約

 

7.with coupling of the normal deformation and shear deformation and dilatancy laws for rough joints,predict the path dependency doring a direct shaer test with no dilatancy

Sol:

 

 

8.explain rock mass classification(RMR & Q system) & their applicarion.

Sol:

RMR:Bieniawski南非評分法

1.      岩石材料強度 +15

2.      RQD         +20

3.      弱面間距     +20

4.      弱面狀況     +30

5.      地下水情況   +15

6.      弱面方位     -60

Q system:挪威BARTON岩體品質評分法

RQD 岩心品質指標

Jr:弱面粗糙度

Jw:弱面滲水情形

Jn:弱面組數

Ja:弱面品質

SRF:應力影響因素

由岩體分類可變形模數E、剪力模數G及求隧道荷重、開挖方法及支保設計

 

9.分析下圖主應力方向

 

 

 

10.stereographic projection as shown in Fig.5.6(b),explain the detail of the dispersed set 2 with a distribution of great circle girdle

 

 

 

 

 

 

 

Sol:

第一組散亂情形範圍大，第二組分散呈半月狀