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雪山隧道

地區:雪山
1991/07/01 - 2005/10/31
相關圖片
雪山隧道施工爆破
雪山隧道施工照
雪山隧道施工近照
雪山隧道施工遠照
雪山隧道辛苦施工之工人
雪山隧道施工困難重重
雪山隧道爆破
特色
為亞洲第一、世界第五長之公路隧道,長十二點九四公里,有兩座主坑、一座導坑,三處豎井,三十六條聯絡道,工程於八十年七月一日開工,九十四年十月三十一日完工,工程使用TBM工法施工,施工期間,由於遭遇斷層剪裂帶惡劣地質及大量湧水困擾,被大英百科全書列為世界最困難的隧道工程之一。
雪山隧道工程的施工

台灣及亞洲第一、全球第五的公路長隧道-北宜高速公路雪山隧道工程〈原稱坪林隧道〉,施工十四年零三個月,土木工程完工,待機電及交控工程也完成,進行整合測試、防災演練及三階段履勘後通車。 這座公路長隧道工程,主要的工程內容是一條導坑、兩條主坑、二十八條人行聯絡道、八條車行聯絡道、六條機房坑道、六條機房中繼站坑道、三處共六座通風豎井及相關的地下機房等。由榮民工程公司(前榮工處)擔任土木施工。 業主為什麼找榮工處擔任雪山隧道工程的施工?因為榮工的隧道施工經驗最豐富,榮工當年的隧道工程業績是次一家營建商的三十三倍。 雪山隧道貫穿台灣北部雪山山脈,隧道最大覆蓋厚度達七百五十公尺,隧道東段位於地球板塊接壤之逆衝斷層帶,斷層及剪裂帶密集,岩體破碎並蘊含豐沛之高壓地下湧水。大體言之,全線之地質以東口最差,一路向西前進預期地質情況漸佳,至坪林附近地質條件為良好。 一般長隧道的施工除了從兩個洞口相對開挖之外,還會從中間最有利的地點加開幾座施工橫坑,以分段斬長龍的方式、用最短的時間、經濟有效地完成開挖,但因雪山隧道工程位於台北翡翠水庫水源特定保護區,由西向東降坡,工程的設計是導坑以一部小型雙盾式TBM、兩座主坑以兩部大型雙盾式TBM由東往西掘進,直抵坪林端拆解,如此,隧道可由工作面自然往東口排水。 TBM工法除用TBM機具開挖,並以預鑄環片組合施工,也就是鑽機一面往前開挖,同時用預鑄鋼筋混凝土環片把完成開挖的部分預襯起來,因此整個工作環境看起來乾淨、堅固而安全。榮工處在頭端城工地近處設立一座環片廠,附設拌合場及試驗室,生產預鑄環片。 導坑的內徑為四點八公尺,它的作用是讓它走在前頭,可以用來研判隧道沿線的地質狀況,提前排除岩盤內的地下水,對地質弱帶作必要的處理,以降低主坑施工的困難度,工程完工後,它則作為服務隧道及逃生隧道用途。 導坑於民國八十年七月由頭城端先用傳統鑽炸工法開挖五百餘公尺後讓小TBM進洞,開啟我國首度使用TBM工法進行隧道自動化開挖作業的新頁。 由於雪山隧道東段(即頭城端)三點六公里地質為四稜砂岩層,其間三公里內存有五處斷層,其岩體強度高卻極為破碎,斷層與斷層間更存在無數蘊含豐沛高壓地下水之剪裂帶,因地質節理多且含斷層剪裂帶,岩盤複雜多變,致導坑TBM未能達到預定鑽掘速率及預先探查及處理不良地質之效果。 每遇機具受困,施工人員便必須關機,從隧道開挖面後頭約兩百公尺處兩側開挖迂迴坑,繞到機頭前方,處理開挖面的問題,甚至必須用人工在機頭前開挖頂導坑或頂帽坑,待發現地質狀況轉好後,再啟動機具,緩緩繼續向前推進。 雪山隧道工程施工的艱鉅受到全世界的矚目,大英百科全書將它列為世界施工困難度最高的隧道工程之一。TBM在導坑施工受挫期間,有美國、德國、奧地利、瑞士、日本等全世界十六個國家的四、五十名隧道專家專程到我國工地實際了解,提供協助。 八十二年七月開工的主坑工程,東行線TBM進洞後平穩向前推進,但西行線TBM不幸於民國八十六年十二月十五日遭出水量達每秒七百五十公升的高壓湧水侵襲,不只TBM被泥水及土石淹埋,連同施工地點已完成環片預襯的一百多公尺隧道也遭抽心的土石重擊崩塌,TBM機具損毀,後來決定改採鑽炸法施工。 民國八十七年七月,榮工處為執行政府的公營事業民營化政策,改制成立公營的榮民工程公司,對於原榮工處業務概括承受。 導坑TBM開挖在四稜砂岩層段(約距東洞口三點六公里)通過第三號豎井之後岩性轉佳,加上施工團隊也歷經十年的工作經驗,預先施作前方灌漿,所以進度逐漸好轉,月進度從兩百一十六公尺的記錄進步到單月四百點八公尺之最佳進度,也創下單日二十四點七公尺佳績。 為使隧道提早貫通,除延長西口鑽炸法開挖長度,並從第二號豎井已開挖之西行線又增闢鑽炸法工作面雙向開挖,於民國九十二年五月三十一日西段先行貫通,復於民國九十二年十月二十日TBM挖抵第二號豎井與鑽炸段全線貫通! 主坑東行線東口段採頂導坑工法配合TBM鑽掘混合工法施工,穿越石牌斷層帶之後以TBM全斷面鑽掘,也曾達兩百三十八公尺之佳績。除西端以鑽炸法施工外,施工單位後來也自西行線再進入東行線增闢三處工作面進行頂導坑施工,終於民國九十三年八月十二日全線貫通。 主坑西行線全線改採鑽炸法施工以後,分別自東西口兩端及自第二號豎井向東、西兩個方向分別以鑽炸法開挖,西段於民國九十二年九月十五日貫通,所剩一千兩百餘公尺,由導坑經第二號通風中繼站增闢開挖面,終於民國九十三年三月十四日全線貫通。 雪山隧道設計的三處豎井,由坪林往頭城依序排列,每處設兩座豎井,一座進氣井及一座排氣井,豎井直徑為六公尺至六點五公尺不等,深度從兩百四十公尺至五百零一公尺不等,豎井下設通風機房,通風機房間分別加設三處通風中繼站,使兩座主隧道分區形成通風網路。 雪山隧道工程施工的艱辛堪稱台灣第一,從前榮工辦理過的長隧道工程,都曾分別遭遇過破碎地質、大湧水(如北迴永春隧道、合豐頭水隧道),沈泥地質(東線鐵路自強隧道),甚至地熱(南迴大鳥隧道)問題,都經一一克服,大家也不以為苦。雪山隧道施工的辛苦,在於既採用最現代化的TBM工法,卻因為地質條件太差,影響施工進度,政府官員關心工程,不停的到工地視察,從行政院院長、交通部部長的不斷親自巡視、督促中,施工單位及全體同仁內心都承受著無比的壓力,施工單位主管機關退輔會長官及榮工公司高層主管日夜進駐工地、直接督工,這種情形,在台灣的公共工程中還是首見。 根據國工局所公佈的資料,雪山隧道有斷層帶六處,較大剪裂帶九十八處,地盤湧水三十六處。抽坍次數導坑二十九次,東行線十二次,西行線二十三次。TBM受困導坑十三次,東行線三次,西行線十次。 環顧世界諸多施工困難之隧道工程,如日本的中山隧道、青涵隧道、俄羅斯西伯利亞Severomuisk隧道、丹麥Storebaelt隧道等,都因此延長工期及增加經費達一倍以上者。 雪山隧道工程在十四年餘的施工中,先後有一十一位工程人員不幸殉職。並且也創下多項記錄: (一)、引進TBM工法創國內單月兩百三十八公尺(主坑)及四百點八公尺(導坑)之實績,主坑雙盾身TBM口徑十一點八公尺,世界最大。 (二)、鑽炸工法之進度主坑曾創單月一百二十六公尺及導坑單月一百二十三公尺(西段)之紀錄。 (三)、第三號豎井深四百五十公尺,創國內以沉挖工法施工最深的紀錄。 (四)、自日本引進水平長距離鑽探機作水平長距離鑽探,預先研判地質並兼具排除地下水功能。 (五)、施工高峰期動員兩千多名人力,工程投入之人力、物力、財力,堪稱台灣工程史上之最。 根據國工局從文獻獲得的資料,全世界最長的公路隧道,第一是挪威的Laerdal隧道,長二十四點五公里;第二是中國大陸施工中的終南山隧道,長十八公里;第三是瑞士的St。Gotthard隧道,長十六點九公里;第四是奧地利的Arlberg隧道,長十三點九公里,但這些長隧道都是單座隧道,雪山隧道的雙座隧道乃世界第一。 雪山隧道工程完工了,它不但傲視台灣,也傲視亞洲和全世界。我們要向勞苦功高的全體工程人員致敬,因為,他們是台灣工程界一批默默耕耘、赴湯蹈火、出生入死、犧牲奉獻的無名英雄!

為台灣北部東西交通走廊,對蘭陽平原的開發及北台灣的繁榮、發展有所 助益。