淺談反射震波探測海上基樁長度

前言

金門塔山發電廠重油供應設施之連絡橋、卸油平台、靠船樁叢、繫船樁叢等海上結構物,係藉深入海底岩盤三公尺以上之(直徑90~100㎝)鋼管基樁所支承,而每支鋼管基樁,係依海上反射震波探測各結構物樁址之海床與岩盤面高程,以及樁頂高程計算長度,進而做為鋼管基樁備料的依據。以下就海上反射震波探測工作,予以概述。

探測原理

藉高壓電擊產生之人造震波,經海水傳播至海床下地層,而震波傳送的速度,於海床及以下各層面各有不同,震波於海床及以下各層面發生反射現象,返回海面為受波器接收到震波,於海床及以下各層面的走時。進而得到海床及以下各層面的時間剖面,據以計算海床及以下各層面深度及構造。

探測設備

1.水中受波器:採用8個水中受波器,間距4.6M吊接成一組,藉100HZ~10HZ間之頻率消除雜音加強震波信號。

2.濾波器:選擇性的過濾高頻及低頻雜音信號。

3.記錄器:放大並記錄水中受波器接收之震波信號,內含之振盪器

能準確在熱感記錄紙上記出震波到達時間之刻度。

4.電源供應器:由發電機輸入之115V電壓升至380V直流高電壓,再輸至激發電容箱。

5.激發電容器:內容160μf電容,可儲存1000焦耳之能量,接收激發信號後,提供電擊所需電能。

6.電擊產生器:以火花放電的原理產生電擊波。

7.Uniboom:用於30M深以內之地層探測。

8.Sparkappay:用於100M深以內之地層探測。

探測步驟

1.測線設計:依欲探測之結構物基址形狀及地層構造,決定測線之配置和長度。

2.岸上控制測量:由已知的基準點座標,測量建立現場岸邊之控制點,作為海上定位之控制點。

3.安置震測儀:將檢視性能正常的儀器,安置於工作船之甲板上後,把水中受波器及電擊產生器,牢固拖曳於工作船後左右兩側之水面。

4.工作船之海上定位及導航:由岸邊之控制點,以DGPS定位儀,在陸上站接收衛星定位資料,即時加以修正後,以無線電傳送至工作船之DGPS定位系統,即時定出工作船位座標,同時在航跡儀上顯現工作船位置,進而指示工作船在正確的測線上施測。

震測儀之操作

先調整及選擇電擊所需能量,檢視接地狀況是否良好,再調整及選擇濾波範圍、記錄器之掃描或激發速度及放大倍率、記錄之時間刻度,然後開機施測同時檢視記錄器之信號調整至最清晰程度,最後進行以下震測剖面之解析。

先依據地層反射震波信號、走時相互關係,定出地層反射面位置及複反射面位置,再依據地層之不連續及繞射波現象,定出斷層之位置、形態及落差,並依據反射信號之頻率、特性,佐以鑽探或地質資料,解釋地層或堆積層之類別。

結語

金門塔山發電廠重油供應設施,係委託國立海洋大學,利用海上反射震波,探測各結構體基樁址之海床及岩盤面之高程,其震測結果,實測資料如下海床及岩盤走向趨勢圖一、二,及基樁址震測結果實測資料表。

1117-6-1

樁址海床及岩盤面高程探測

 

1117-6-2

結構體平面佈置圖

 

1117-6-3

結構體海床及岩盤面走向趨勢圖一

 

1117-6-4

結構體海床及岩盤面走向趨勢圖二

基樁址震測結果實測資料表

區域

海床面高程(m)

岩盤面高程(m)

備註

連絡橋AR2

EL+1

EL-5.1

 

連絡橋AR3

EL-1

EL-7.2

 

連絡橋AR4

EL-3

EL-9.4

 

連絡橋AR5

EL-5.5

EL-9.8

 

連絡橋AR6

EL-8.5

EL-11.7

 

卸油平台

EL-10

EL-16

 

靠船樁叢BD1

EL-12

EL-25

 

靠船樁叢BD2

EL-10

EL-14

 

繫船樁叢MD1

EL-13

EL-31.5

 

繫船樁叢MD2

EL-12

EL-24

 

繫船樁叢MD3

EL-10

EL-12.8

 

繫船樁叢MD4

EL-6

EL-10

 

 

以上資料之海床面及岩盤面高程,均為該區域(如AR2)之平均值,而各區域基樁的長度,係由設計圖示樁頂高程、岩盤面高程及深入岩盤的3m長等數據計算而得(樁長=樁頂高程-岩盤面高程+3m),經計算的每支基樁長,與實際打設完成的基樁長,大致相符,因此在基樁的打設的過程,沒有發生基樁備料不足的情事發生,而圓滿順利的將全部(169支)基樁打設完成。

參考資料

1.金門塔山發電廠重油供應設施工程(國營會91年度工程品質查核), 91年7月簡報,台電金門工務所編。

2.金門塔山發電廠重油供應設施工程施工報告,91年10月。

 

【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】

 


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