Re: [問題] 為什麼鐵路地下化一定要蓋那麼深?

作者: NiChu (氵尼~~魚禾火~~)   2017-03-13 00:12:42
免責宣言:
實在不知道該不該認真回應U大師的文....key完後發現有點長,不想看的直接←離開吧
洨弟我不是純土木背景的,本篇文章可能存在些許謬誤還請版上正科出身的高手指證
正文開始:
U大師一開始提到,為啥不蓋地塹
OK~今天我們都是土木大師,要來蓋個地塹....首先得先挖個溝
可是兩邊的土會坍方,根據土本的說法:你就讓他坍吧~等他坍夠了他就不會坍了
沒錯!!最簡單最easy的地塹就是瘋狂地挖土,只要你挖到土方的安息角他就不會坍了
甚麼叫安息角,安息角就是「大量顆粒狀物質被傾倒於水平面上堆積為錐體」
根據教科科科科科科書書上的講法,一般土壤的安息角約30~40度左右
(這也是為甚麼早期的防汛堤防都蓋的斜斜大大的坡面,因為要避免土體自然滑落。)
洨弟我數學老師常常請假,我們就先用30度來算好了
你挖一個3米深的地塹,水平總投影面積需要根號三乘以二的長度...
也就是1.732*2=3.464米寬的溝(這還不含車道寬度),再加上車道寬度(假定單線車道4米)
你光一個地塹就要7米*未知長度的土地,在寸土寸金的都市....大師您一定在開玩笑
好~~既然我們知道不可能不做任何的土建加工,那又有幾種選擇?
首先,來講講我們可能會用到的幾種構造物
1.擋土牆、2.隧道、3.橋梁
擋土牆又可以分重力式&懸臂式
重力式是靠著混凝土自身的重量,抵擋牆後的土壓(形狀為梯形),混凝土重>>牆後土重。
懸臂式則是利用槓桿原理,用混凝土牆利用牆後土重抵擋牆後土側向壓力,
其構造有點像倒過來的T字形,原理為土下壓力>土側向壓力。
(台北常見的水泥牆狀的堤防就是懸臂式結構)
擋土牆可有效減少地塹的土地投影寬度,但是擋土牆的構造真的就只能擋土,無其他用途
懸臂式構造更是可以大幅減少建造用地取得的問題,但缺點是其結構較重力式複雜
,且有結構壽命較重力式短上許多的缺點(結構老化無法承受剪應力時即為使用年限)。
至於U大師又開示說:可以上面加蓋阿~~像那個甚麼嘉和遮體
上方加蓋,真是好棒棒的提案
大師不愧是大師,一語道破百姓迷思
基本上...加蓋,除非當初規劃地塹擋土牆時就已經規劃好未來有加蓋的打算
加蓋上去,某種程度來說,跟砍掉重練沒甚麼兩樣....
橫向的加蓋,叫做蓋橋
縱向的加蓋,叫做隧道
跨距小於5米的叫涵洞,大於5米的叫橋
但是涵洞長度一長....就叫隧道
嘉和遮體的設計,以外觀來講....就是拱型隧道,只是因為當初施作的目的是要遮蔽演習
砲火流彈,所以叫遮體,打從一開始就是會在上面覆土、載重,後續改成道路也沒啥問題
(畢竟荷重計算時會充分考量上方載重及兩側土壓等問題的)。
然而擋土牆的計算不會考量到反向壓力(自牆面往土壤端施力)的問題,若直接加蓋
,若安全係數不足基腳工不夠深之擋土牆,則會發生滑移(基腳內滑)
這也是為何橋梁的兩岸橋台底部還要做基腳、兩側要有翼版的原因,需靠基腳與翼版
增加橫向與縱向摩擦,避免重心自兩側橋台轉移時發生滑動
而隧道箱涵或隧道無重心轉移問題則是因為其構造,是將上方壓力經由兩側壁板轉移至
下方及兩側,且結構體可抵擋左右土壓及下層地下水之上浮力。
至於隧道上緣為何不緊貼地面興建?
這問題牽扯層面較廣,可能的原因有:
1.原本的地表起伏:可能設計的出入口隧道頂端地表高程均為10 m,但中間某幾段地表
是緩坡導致中間的隧道頂端跟實際地面產生落差,在施工結束後不影響原地表兩側建
物的情況下,通常會回填至原地表高程。
2.閃避構造物:相關案例請看台北捷運橘線、綠線,挖一挖還會挖到旁邊建物的地錨,
更不用說有時候隧道還得從建物下方穿過的狀況,既有建物地基深度必須考慮。
3.排水問題:地塹式會遇到排水問題,尤其是大量地表逕流匯入後,以台灣夏天洪汛期間
的狀況大概會三天兩頭就看到台鐵出現海列車吧。若上方加蓋則需考量原本就有的區域
排水(例如新生大排),此問題與第2點相同。
4.工程需求:當隧道要閃避既有構造物,勢必得做坡度調整,鐵路的坡度需求又較道路
嚴苛,加上原本施工前的地表起伏,就會造成一些地方看起來好像挖很深,但有些地
方隧道頂看起來根本就是地表的狀況。
3/13補充
推 jasonpig: 我其實也想問這種工法的困難點在哪 ,畢竟很多地方河溝03/12 19:57
→ jasonpig: 也是這樣蓋起來的 03/12 19:57
特別回覆J大
可能在您眼中的河溪是這樣子"加蓋"
這是一般民眾較口語化的講法,但以水利工程角度來講...
這個根本是整個水路系統砍掉重練的級別了
在工法上,要看你排水系統的規模
小規模的通常就是上游做擋水阻絕+抽水機把水抽到下游去→
原渠道挖除→重新施作箱涵(場鑄或預鑄)
以桃園老街溪或桃園大圳部分渠段加蓋這種大規模等級的
桃園大圳還可以斷水處理,但是仍會分期,所以你看這種區域排水幹線規模等級的
其箱涵大多都是2孔以上,施工順序如下
既有渠道清淤疏濬(挖寬)→疏浚土方直接施作導水路將水流導引至單一側(假定左側)
施作土堤圍堰劃出施工區域→挖除右側護岸→施作右側箱涵(場鑄)
右側箱涵完工變更臨時導水路,將水流導入新設箱涵→挖除左側護岸→施作左側箱涵
左側箱涵完工後,挖除臨時導水路→召喚○市長
看完後有沒有覺得....民眾口中的"加蓋"兩個字...好像有點複雜?
作者: Akulamaru (Akula)   2017-03-13 01:12:00
又一篇手癢(?)好文XD
作者: SuperModel (「超萌的」)   2017-03-13 01:14:00
受不了被激的苦,只有你會懂。
作者: selfhu (水管爆了)   2017-03-13 01:53:00
手癢生好文
作者: hinajian (☆小雛☆)   2017-03-13 02:45:00
稿費推
作者: MonkeyCL (猴總召)   2017-03-13 02:48:00
這一篇文章值 532 Ptt幣
作者: SmileEMU800 (SmileEMU800)   2017-03-13 05:35:00
已用心看完手癢文XD講得比在下專業深入,同是土木建築群給推,雖然在下只是高中生XD
作者: Stan6003 (巨猩)   2017-03-13 06:56:00
鐵道版各種神人
作者: GTOW (小胖)   2017-03-13 07:33:00
那鶯歌鳳鳴那路段算地斬式嗎?
作者: SmileEMU800 (SmileEMU800)   2017-03-13 07:55:00
正是樓上,是地塹ㄑㄧㄢˋ哦~
作者: kizzle (kizzle)   2017-03-13 08:25:00
推好文~
作者: jasonpig (柑仔人)   2016-03-12 19:57:00
我其實也想問這種工法的困難點在哪 ,畢竟很多地方河溝也是這樣蓋起來的
作者: snyk (BMI 48)   2017-03-13 09:38:00
作者: GTOW (小胖)   2017-03-13 10:03:00
那鳳鳴是地塹 為何左邊是90度垂直 右邊是斜坡呢?
作者: SmileEMU800 (SmileEMU800)   2017-03-13 10:05:00
那是施工期間的擋土,那叫做預壘排樁
作者: Akulamaru (Akula)   2017-03-13 11:50:00
鳳鳴左邊應該是為了蓋車站而挖的,原本也是斜的
作者: Tamama56 (袴田日向)   2017-03-13 12:19:00
專業推
作者: milen (OOXX點點點)   2017-03-13 15:01:00
高鐵神岡段...短短一段有隧道有地塹有高架啊
作者: j30916 (麵包王)   2017-03-13 15:09:00
作者: MiaoXin (妙信)   2017-03-13 15:58:00
市民大道地下也是長長的停車場,軌道就只能更往下了,對吧?
作者: chewie (北極熊)   2017-03-13 20:50:00
鳳鳴看起來不是擋土牆型式
作者: ciswww (Farewell)   2017-03-13 21:49:00
台北松山間隧道必須比各車行地下道更深,因為興建期間必須讓車行地下道至少維持一半的車道能夠通行
作者: NiChu (氵尼~~魚禾火~~)   2017-03-13 21:51:00
還記得小時候松山-台北車站地下化時也是分兩階段
作者: SmileEMU800 (SmileEMU800)   2017-03-13 21:59:00
http://i.imgur.com/3L2ovLy.jpg支援鳳鳴站的擋土排樁說明圖
作者: ciswww (Farewell)   2017-03-14 00:24:00
本文宜同時考慮原文二樓推文
作者: zxcc79   2017-03-14 07:39:00
幫樓上補充ultratimes: 哪會塌陷,當然不是挖個溝而已,整個都要弄成結構體
作者: lsh0508 (L.S.H)   2017-03-14 10:09:00
想借題問一下,台灣是否有法規規範地下化路段上方之土地使用,因為目前台灣似乎幾乎都是做為道路,做為商業區或住宅是否有其可行性呢?
作者: chewie (北極熊)   2017-03-14 10:10:00
都市計畫公共設施用地多目標使用辦法 不過複層使用真的不太舒適 去北捷忠孝復興東邊那個廁所站十分鐘就知道了 又吵振動又大 不然就要用很高的成本去解決噪音振動問題 不實際
作者: SmileEMU800 (SmileEMU800)   2017-03-14 10:26:00
通常地下隧道上方會基於隧道安全而禁止建造屋舍
作者: chewie (北極熊)   2017-03-14 11:50:00
大概會用共構的方法去作 例如北捷地下街 或是台鐵隧道上的停車場等等 事後建只能做比較低矮.用量低的小型建築所以一開始就考慮共構是OK 只是不一定符合成本效益
作者: MiaoXin (妙信)   2017-03-15 00:22:00
說到震動,中山地下街的椅子待個幾分鐘就能有感受了
作者: lina7inverse (杉森‧費西佛)   2017-03-15 12:53:00
絕不只是個推啊啊啊

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