台湾隧道设计与施工(5)

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

圖5.1.5 雪山隧道主坑工程之TBM

5.2新店隧道群 圖5.1.6 雪山隧道一號豎井昇井鑽機與承載座

為滿足經濟發展之交通運輸需求，並有效紓解中山高的車流，遂有北二高的誕生。全計畫包括主線、台北聯絡線及內環線，全長約108km。其中汐止中和段經過台北都會區，為減少拆遷及徵收土地，以穿越山區邊緣的方式進行，因此隧道甚多，新店隧道群即為其例。該隧道群通過台北盆地東北山區周緣之南港層，沿線以厚層泥質砂岩及薄層砂頁岩互層為主，邊坡屬逆向坡。

該隧道群係由新店一號至四號隧道連接而成，為南北向分離之單向三車道公路隧道，設有一處聯絡隧道，主隧道淨高5.1m。隧道內採混凝土剛性路面，隧道外路工採柔性瀝青混凝土路面。於1991.4開工，1997.5完工。

其中，新店一號隧道曾大幅修正設計，將一部分交流道匯入主線的邊坡開挖段改為隧道段，因而產生了四車道斷面（開挖跨徑約22m，如圖5.2.1），為舉世罕見的淺覆蓋大斷面隧道。施工過程中，由於地表覆蓋僅8~10m，在大斷面開挖又淺覆蓋的條件下，施工極為困難，故採垂直鋼筋樁預先加勁頂拱上方之岩盤，以增加其自持力；另以雙側導坑開挖方式（圖5.2.2），以縮小開挖斷面、增加隧道穩定。

前述之大斷面，隧道內車道寬由洞口之四車道（寬15m）向內漸縮為三車道（11.25m），而洞口造型則維持原450之斜面，因此產生了一喇叭狀之變化襯砌斷面，為此特設計出五心圓之襯砌鋼模，其設計雖較複雜，但施工卻較為容易。該鋼模長8m，分為左右兩側及中間漸變段三部份（詳圖5.2.3），可大幅節省修改鋼模的時間，以配合趕工需求。上述變化斷面之襯砌設計實為當時之創舉。

另外，新店隧道群因鄰接社區、民房密集，若採鑽炸施工，其震動與噪音可能損鄰並影響安寧，且市區夜間開炸亦受法令限制，故改採兩套旋臂式掘削機（圖5.2.4）進行新店二號至四號隧道之開挖工作；然因施工時之粉塵問題及高故障率，使得進度較不理想。

5.3員山子分洪隧道

往年基隆河流域每逢颱風、豪雨，常造成低窪地區氾濫成災，為有效解決洪患，遂有基隆河整體治理計畫之催生，員山子分洪工程即為其優先推動之項目（圖5.3.1），而該計畫之分洪隧道則是其主體結構之一。上述工程採200年重現期之洪峰流量進行水理分析及工程配置，其目的在導引超過基流量之洪水，以北偏東之方向排入東海，俾降低中、下游之洪峰而發揮減災功能；最大分洪量可達1310cms。

台湾隧道设计与施工

張吉佐 侯秉承 張博翔 : 隧道設計與施工

圖5.2.1 新店一號隧道北口南下線四車道斷面 圖5.2.2

新店一號隧道雙側導坑開挖方式

圖5.2.3 四車道變化斷面之襯砌鋼模 圖5.2.4 新店隧道群所使用之旋臂式掘削機

該分洪隧道沿線岩性主要為砂岩、頁岩及砂頁岩互層，另外尚通過含煤地層及多條斷層（圖

5.3.2）。全長約2.48km，直徑12m，開挖斷面積達175m2，漸變段最大更達342m2（圖5.3.3）。此外，過河段岩覆僅4m左右，當時乃先從地表對溪床進行地質改良與止水，再將河床面以混凝土配合卵塊石設置固床工來減緩溪流沖刷，終能順利通過此一過河段（圖5.3.4）。

另外，考量洪水輸砂之磨損效應，為確保營運年限及維護考量，乃使用強度450kg/cm2之襯砌混凝土（圖5.3.5），並採用多項配套措施以降低水合熱、抑制溫度裂縫。至於可密集佈設、快速施測並減少施工干擾的3D光學量測系統（圖5.3.6），亦是該工程的特色之一。

該計畫因執行時程緊迫，且施工困難度較高，故採用統包及最有利標之發包方式，是工程能順利推動、如期如質完工的主要關鍵；該分洪隧道已於完工前先後多次發揮分洪效果，最大分洪量曾達600cms，減少災害損失新台幣數十億元。

圖5.3.1 員山子分洪工程平面配置圖

圖5.3.2 開挖面含煤層及斷層