台湾隧道设计与施工
2007海峽兩岸地工技術∕岩土工程交流研討會 ( 月 日,天津) 論文集
1950年代以後,工業逐漸發達,鑽孔已改用手提式鑽機,開炸則以導火索引爆,此為鑽炸法之濫觴。1960年代以後從石門水庫、曾文水庫至北迴鐵路等隧道工程仍沿用傳統之鑽炸法,開挖方式則有全斷面開挖、台階開挖及導坑先進等方式,機具部份由於日本廠商的引進,鑽堡乃逐漸取代手提式鑽機。1980年代新奧工法引進國內以來,開炸逐漸改良為以延時雷管或非電氣雷管引爆,以改善作業安全、施工品質與速度,開炸技術並進步到以「勻滑開炸」之方式進行,鑽堡則進化為多臂型式之鑽堡機(圖4.1),目前,此種鑽堡已廣泛應用於隧道工地。此外,國外尚已發展出以雷射及電腦定位之鑽堡機,可根據前輪開炸資料,自動設計最佳佈孔型態,此種自動化鑽堡勢將成為未來施工之利器。
隧道開挖除了鑽炸法之外,亦有採用機械作為掘進工具者,目前常用的有:潛盾機(圖4.2)、旋臂式掘削機(圖4.3)及隧道鑽掘機(簡稱TBM,如圖4.4)三種。潛盾機多用於軟弱地層,旋臂式掘削機則用於強度中等以下之岩石隧道,而TBM則因為經過近五十年之不斷改進,加上施工經驗的累積,迄今已有為數甚多之長大隧道以TBM工法順利開挖完成,因其具有平均速度快、使用人力少、支撐需求低及對環境影響小等優點,對於長隧道而言,已有逐漸廣為採用之趨勢。
西元1976年台北市衛生下水道B主幹管工程,首先引進潛盾機施作,自此台灣正式邁入隧道全斷面機械化掘進之新里程碑,此後潛盾機大量運用於都市上下水道主幹管、捷運系統隧道及高壓電纜洞道等工程。1977年中山高大業隧道首先引進旋臂式掘削機施作,此後,二高之新店隧道群,以及北宜高之彭山隧道西段,亦相繼採用此種機械進行開挖。至於TBM之引進,則始於1992年北宜高雪山隧道之導坑工程,當時由於該隧道東段斷層密佈且含水量豐富,以致施工進度不甚理想,但也因此累積了不少寶貴經驗,為後續的主坑工程、士林發電計畫頭水隧道及新武界計畫引水隧道等,奠定了良好的基礎。
圖4.1 多臂式鑽堡機 圖4.2
潛盾機
圖4.3 旋臂式掘削機
圖4.4 隧道鑽掘機

