เทคนิคการก่อสร้างอุโมงค์รถไฟฟ้ าด้วยระบบ(E.P.B.)
การขุดเจาะอุโมงค์ในกรุงเทพมหานครด ้วยระบบหัวขุดเจาะ ได ้เริมเข ้ามาดําเนินการก่อสร้าง
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2519 ในโครงการอุโมงค์สงน้ำาของการประปานครหลวง ซึ่งกลุ่มบริษัท I.O.N.
เป็นกลุ่มแรกทีเข้ามาดําเนินการก่อสร้าง โดยใชหัวขุดเจาะอุโมงค์ประเภท Semi Mechanical
Shield จากประสบการณ์ก่อสร้างอุโมงค์ในกรุงเทพฯ ทีผ่านมาทําให้ได้ทราบปัญหาในการใชหัว
ขุดเจาะประเภท Semi Mechanical (Open Type Shield) ทีมีขีดจํากัดไม่เหมาะสมกับการขุด
เจาะอุโมงค์สําหรับโครงการรถไฟฟ้ามหานคร ซงมีสภาพของช ึนดินหลายประเภท ดังนั"น จึงได้
มีการพิจารณาเลือกใชหัวขุดเจาะอุโมงค์ประเภทสมดุลย์แรงดันดิน ( Earth Pressure Balance
Shield) (E.P.B.) ซงเป็นหัวขุดเจาะทีเหมาะส ึําหรับการขุดเจาะในทุกสภาพของชั้นดินใน
กรุงเทพฯ
โครงการทีได้ดําเนินการก่อสร้างอุโมงค์ด้วยหัวขุดเจาะอุโมงค์ชนิด E.P.B. ซึ่งได้ดําเนินการแล้ว
เสร็จรวมระยะทาง 12 ก.ม. ในชนดินอ่อนและดินแข็งของโครงการบําบัดน้ำาเสียระยะที 1
กรุงเทพมหานคร สามารถยืนยันได้ว่าหัวขุดเจาะชนิด E.P.B. เหมาะสมกับการก่อสร้างอุโมงค์ใน
กรุงเทพฯ
เทคนิคการขุดเจาะอุโมงค์ด้วยวิธี Earth Pressure Balance (EPB)
ลักษณะของหัวขุดแบบ Earth Pressure Balance เป็นหัวขุดแบบปิดหน้า เพือกันการ
พังทลายของหน้าดิน การขนถ่ายดินอาศัยดินทีอยู่ใน Soil Chamber ถูกดูดผ่าน Screw
Conveyor เป็นตัวขนถ่ายดินผ่านระบบสายพานอีกชนหนึง ซึ่งทางออกของ Screw Conveyor
มีประตูปิด-เปิด ด้วยระบบไฮดรอลิกอีกชนหนึง ความเร็วของการขนถ่ายดินด้วยระบบ Screw
Conveyor ขึ้นอยู่กับแรงดันดินใน Soil Chamber กล่าวคือ ถ้าสภาพดินดีจะไม่มีแรงดันดิน ถ้า
สภาพดินเหลวจะทะลักเข้ามาใน Soil Chamber ทําให้เกิดแรงดัน ซงแรงดันนี้จะไปกําหนด
ความเร็วรอบของ Screw-Conveyor ให้ชาลง เพือต้านดินให้ทะลักเข้ามาน้อยลงหรือปิด Slide
Gate ถ้าสภาพดินเหลวและสามารถทะลักผ่าน screw conveyor ได ้
1. การควบคุมหัวขุดเจาะอุโมงค์ อุปกรณ์ทีใชในการควบคุมการเคลือนตัวของหัวขุด
ประกอบด้วย
Shield Jack เป็นแม่แรงขนาดตั้งแต่ 80 ตัน จํานวนขึ้นอยู่กับขนาดของหัวขุดติดั้งด้านหลัง
หัวขุด เพือใชในการถีบตัวไปข้างหน้า โดยอาศัยเปลือกอุโมงค์เป็นตัวรับแรงการบังคับแนวซ้าย-
ขวา หรือ ขึ้นบนและลงข้างล่าง ให้พิจารณาเลือกตําแหน่งของ Shield Jack เชน ต้องการให้หัว
ขุดเลี้ยวซายให้เลือก Shield Jack ในตําแหน่งขวามือโดยยึดถือการหันหน้าเข้าหัวขุด
Copy cutter คือ ฟันสามารถยึดตัวออกทางด้านรัศมี เพื่อเพิมการกัดหน้าดินให้ผ่าน
ศูนย์กลางใหญ่ขึ้น เพือชวยให้หัวขุดสามารถเลี้ยวตัวได้มากขึ้น
Articulated Steering Jack คือ สวนของหัวขุดทีสามารถหักงอเพือลดรัศมีความโค้งของ
อุโมงค์
ระบบควบคุมหัวขุดเจาะอุโมงค์ (TBM Driving control System) ใช้อุปกรณ์ Gyro-Compass
& Computerize Level Control System
2. เทคนิคการคํานวณออกแบบความดันทีหัวเจาะ เพือต ้านทานแรงดันดินในขณะทีขุดเจาะ ซึ่ง
ในการคํานวณโครงสร้างของหัวขุดจะต้องพิจารณาแรงดันดิน แรงต้านทานขณะขุดเจาะ ความ
หนาของ skin plate ความแข็งแรงของ ring girder และความสามารถในการดันและบิดของ
cutter head เป็นต้น
3. วิธีเลือกตําแหน่งทีจะนําเครืองมือขุดเจาะอุโมงค์ลงไป และนําดินทีขุดเจาะออกไปทิ้ง
(Construction shaft) จะต้องคํานึงถึงขนาดพื"นทีรวมทั"งทางเข้าออก เพื่อขนถ่ายวัสดุและ
อุปกรณ์ในการก่อสร้างทีเพียงพอและสะดวก ระยะทางระหว่าง Construction Shaft และ
Reception Shaft จะต ้องสมพันธ์กับประสิทธิภาพของหัวขุดและระยะเวลาการก่อสร้าง
4. เทคนิคการวางแผนและลําดับขั้นตอนการนําดินทีขุดเจาะอุโมงค์ไปทิ้ง โดยส่งผลกระทบต่อ
การจราจรน้อยที่สุด การจราจรในกรุงเทพมีผลต่อการก่อสร้างอุโมงค์มาก ไม่เพียงแต่การขน
ถ่ายดินเพียงอย่างเดียว การขนถ่ายชนส่วนอุโมงค์ก็มีผลกระทบมาก การวางแผนจะต้อง
พิจารณาสวนประกอบดังนี้
ขนาดของพื"นทีทํางานต้องมีขนาดทีเหมาะสมและการจัดการที่ดี เช่น พื้นทีทีเก็บดิน ต้อง
เพียงพอต่อการขุดเจาะอุโมงค์ในตอนกลางวันและจะต้องมีการจัดการขนย้ายดินให้หมดในเวลา
กลางคืน ซึ่งจะไม่กระทบกับการจราจร
การขนย้ายชนส่วนอุโมงค์จากโรงงานผลิต จะต้องขนย้ายในเวลากลางคืนและไม่ส่ งผล
กระทบกับการขนย้ายดิน
ระยะทางจากสถานทีทิ"งดินและหน่วยงาน ต้องสมพันธ์กับปริมาณรถในการขนถ่าย จะต้องมีที
ทิ้งดินสํารองเพือป้องกันผลกระทบต่อการขุดเจาะอุโมงค์
ปัญหาอุปสรรคและวิธีการแก้ไขในขณะดําเนินงานขุดเจาะอุโมงค์
1. เมือหัวเจาะเคลือนออกไปจากแนวทีกําหนด สาเหตุทีหัวเจาะผิดไปจากแนวทีกําหนดมีดังนี้
ขาดความรู้และความเข้าใจของวิศวกรและผู้ควบคุมในการควบคุมหัวเจาะ
ความผิดพลาดในการสารวจและการคํานวณ
ขาดความชํานาญและประสบการณ์ ในการควบคุมและประกอบชนส่วนอุโมงค์ การแก้ไขโดย
ใช้เทคนิคการควบคุมหัวเจาะ
2. เมือพบชั้นทราย ชั้นดินปนทรายหรือน้ำาใต้ ดิน ในขณะขุดเจาะลักษณะของหัวขุดแบบ Earth
Pressure Balance นั้น สามารถขุดได้ในทุกสภาพชนดิน (ยกเว้นชั้ นที่เป็นหิน) วิธีการแก้ไข
ปัญหากรณีนี้ที่พบชนดินแต่ละประเภท ทําดังนี้
1) ชนดินแข็ง ( Stiff Clay) ความจริงหัวขุดประเภทนี้เหมาะสําหรับขุดในชนดินอ่อน หากเจอ
สภาพดินแข็ง จําเป็นต้องฉีดนํ"าเข้าไปเพื่อย่อยสลายดินให้อ่อนตัว มิฉะนั้นดินก้อนใหญ่จะก่อ
ปัญหาให้ Screw Conveyor อุดตันได้
2) ชั้นดินเหนียว ( Medium Clay) เป็นชนดินที่เหมาะสมกับหัวขุดประเภทนี้ปัญหามีน้อย ดิน
ที่ออกมาจะเป็นแท่งอย่างต่อเนือง จะต้องตักดินให้ขาด
3) ชนทราย ( Sandy Clay) หากเป็นทรายร่วนจะต้องฉีด Bentonite เข้าไปผสมเพื่อกัน
ไม่ให้หน้าดินบริเวณหน้าหัวขุดพัง การขุดจะต้องมีแรงดันดินหน้าหัวขุดเพือป้องกันดินพัง
4) ชนดินปนทราย ทําเช่ นเดียวกับข้อ 3
5) น้ำใต้ดิน โดยเฉพาะในระดับ 20 ม. มีน้อยหากพบก็จะพบในลักษณะที่ซึมเข้ามา
ตามสภาพชั้นดิน ยังคงปกติ ถ้าเป็นกรณีที่สภาพดินอ่อนตัวมากวิธีแก้ไขปัญหาคือ การฉีดน้ำายา
ประเภท Quick setting compound หรือการทํา Ground treatment
3. เมื่อพบอุปสรรคขวางหน้า (Obstruction)
ในกรณีทีพบอุปสรรคขวางแนวขุดเจาะอุโมงค์ หากทราบล่วงหน้า (Known obstruction)
เช่น เสาเข็มเขือน ถ้ารู้ว่าจําเป็นจะต้องตัดเสาเข็มจะต่องทํา Ground Treatment ไม่ว่ากรณีที่
อยู่ในชั้นดินอ่อนหรือดินแข็ง จําเป็นต้องเสริมความแข็งแรงของเสาเข็มโดยเพิ่ม Bearing load
แทน Friction load ของเข็มในสวนทีถูกตัดออก เมื่อหัวขุดๆ ไปถึงตําแหน่งเสาเข็มก็จะเปิด
ประตู Soil chamber เพือให้คนเข้าไปสกัดนําเอาเสาเข็มออก
วิธีการตรวจสอบการทรุดตัวของชั้นดิน ( Ground Settlement)
การดําเนินการและป้องกันการทรุดตัวของชนดินขณะดําเนินการก่อสร้าง มีวิธีการตรวจสอบ
ดังนี้
1. ตรวจสอบการทรุดตัวของบ่อก่อสร้าง (Working Shaft)
ขณะดําเนินการก่อสร้างบ่อสร้าง (Working Shaft) ไม่ว่าจะด้วยวิธีการก่อสร้างแบบการจม
บ่อ (Sinking Shaft) หรือการสร้างผนังบ่อก่อนการขุดดินภายในบ่อออก การตรวจสอบการ
เคลือนตัวของดินสามารถตรวจสอบด้วยการติดตั"งอุปกรณ์ ดังนี"
Inclinometer สําหรับตรวจสอบการเคลือนตัวของดินในแนวราบ
Extensometer สําหรับตรวจสอบการเคลื่อนตัวของดินในแนวดิ่ง
2. ตรวจสอบการทรุดตัวของสงก่อสร้างข ้างแนวขุดเจาะอุโมงค์
โดยปกติก่อนการดําเนินการขุดเจาะอุโมงค์ จะมีการสํารวจระดับของผิวดิน หรือผิวจราจร
ล่วงหน้าก่อนหัวขุดเจาะอุโมงค์จะขุดไปถึง และมีการสํารวจระดับของผิวดิน หรือผิวจราจร
หลังจากทีหัวขุดเจาะอุโมงค์ได้ขุดผ่าน โดยแบ่งระยะเวลาในการตรวจสอบ 1, 3, 5 และ 7 วัน
ตามลําดับ การตรวจสอบโดยทัวไปใชกล้องระดับ
ในกรณีทีมีสงก่อสร้างอาคา รอยู่ด้านข้างการขุดเจาะอุโมงค์ จะต้องมีการบันทึกสภาพอาคาร
และสงก่อสร้างดังกล่าว ก่อนการดําเนินการก่อสร้าง รวมถึงค่าระดับตัวอาคารและสิ่งก่อสร้าง
3. การดําเนินการและป้องกัน (Operation Method & Prevention)
การขุดเจาะอุโมงค์จําเป็นต ้องเกิดชองว่างขณะทีปลอกเหล็ก (Tail Shield) ของหัวขุดเลือน
ตัวไปข้างหน้า ชองว่างทีเกิดจากความหนาของปลอกเหล็กและการขุดในกรณีที่ใช้ Over
Cutter จําเป็นต้องได้รับการเติมให ้เต็มด้วยวิธีการเกร๊าท์ (Grouting) สารทีใชในการเกร๊าท์ ถ้า
ใช้วัสดุทีแข็งตัวเร็วจะช่ วยลดการทรุดตัวได้มาก โดยปกติจะใชน้ำายาโซเดียมซิ ลิเกต
(Sodiumsilicate) เข้มข้น 10% เจือจางกับนําฉีดพร้อมกับนําปูนเขาวไปอุดในชองว่างผ่านรูเกร๊าท์
(Grout Hole) สารทั้งสองจะฟอร์มตัวในทันที ในกรณีทีจะมีการบรรจบท่อเข้ากับอุโมงค์
โดยเฉพาะอุโมงค์ทีอยู่ในชนดินอ่อน จําเป็นต้องเสริมความแข็งแรงของดิน ในบริเวณทีจะ
บรรจบด้วยวิธีการฉีดน้ำาปูนด้วยแรงดันสูง (Jet Grouting) หรือแม้กระทังการเริ่มดันหัวขุดเจาะ
อุโมงค์ จากบ่อก่อสร้างในกรณีทีเตรียมชองเปิด ( Bulkhead) ด้วยเหล็กซึ่งจะต้องตัดเหล็กเพื่อ
เปิดช่องเงื่อนไขและข้อกําหนดสําหรับหัวขุดเจาะอุโมงค์ จํานวนของหัวขุดเจาะที่ใช้ทั้งหมด 8
หัว สําหรับโครงการรถไฟฟ้าใต้ดิน มีดังต่อไปนี"
สภาพดินบริเวณทีจะทําการขุดเจาะ (Ground condition)
ชั้นดิน ( Earth profile)
ความลึกของดินบริเวณขุดเจาะอุโมงค์ 15-20 m
ระดับน้ำาใต้ดิน (Ground Water Level) 0.5-3 m
ค่าความถ่วงจําเพาะของดิน (Specific Gravity of Soil) 1.45-2.3
ค่าความเหนียวของดิน (Soil Cohesion) 0.2-32 ton/m2
ค่า N (N Value) 0-50
ค่าสมประสิทธิมุมเสียดทานภายในของดิน ( Internal Friction Angle of Soil)
ค่าน้ำาหนักกดทับ (Surcharge Load) 2.0 ton/m2
- 4
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
