影片介紹:
東線鐵路以往是行駛76.2公分軌距的小火車,1982年在東線拓寬計畫下,拓寬成與西線相同106.7公分的標準軌,提高了行車效率。榮工處在東線拓寬工程中承辦了溪口段、光復段、三民段及中興段等四段主要改線工程,其中,三民段改線的自強隧道,興建中遭遇世所少見的惡劣地質,導致工程延後,經榮工處一再進行地質調查,及引進新奧工法,終於克服困難,於1984年自強隧道與掃叭隧道完成路線切換,1985年東線拓寬全線完工通車,這項艱鉅的工程,除了促進東部交通發展外,也為台灣隧道工程帶來一大突破。
東線鐵路拓寬工程,是1978年7月1日開工,榮工處所承辦之四段改線工程,其中溪口段長8.5公里,含甚難施工之1,652公尺之溪口河底隧道;光復段長7.2公里,含困難度極高之2,356公尺光復河底隧道;另中興段長14.8公里,此三段工程皆如期或提前完工。1982年東線拓寬工程通車時,自強隧道尚未完工,只得先在掃叭隧道鋪設106.7公分軌距的軌道暫供列車通行,當時為遵奉政府節約規定,未舉行任何慶祝儀式,而數以萬計之民眾仍聚集在臺東車站,舉行各種民間慶祝活動,以感謝政府開闢東部交通德政。
榮工處承辦之三民段改線工程全長9.3公里,計有2,750公尺自強1號隧道、90公尺自強2號隧道及540公尺秀姑巒溪大橋等。自強1號隧道穿過舞鶴台地,於1979年2月15日,分為南、北兩個洞口同時開工,南口於1980年4月於距洞口600餘公尺處,因遭遇軟化沉泥地質及發生災害,而被迫停工;北口繼續向南挖完1,800餘公尺,所剩最困難的270餘公尺,經榮工處再三研究後引進新奧工法,並敦請奧地利及法國馳名隧道公司,派工程師現場指導,卒告克服困難於1984年底全部完工。
隧道在南端停工後,榮工處在災害段一帶重新陸陸續續做更進一步的地質鑽探調查,得知該段將會貫穿藍色的沉泥層地質,最後決定利用新奧工法,來進行剩下的開挖工作。新奧工法當時在歐洲使用非常成功,已有超過3,400公里之施工經驗,其工法本身有完整之理論基礎,利用噴凝土、輕型鋼支承、鋼絲網及岩釘作為支撐的系統,以達到安全經濟迅速的目的。
岩石開挖時需要有一定之支撐力,以維護施工作業及人員安全。當岩石情況良好時不需要任何支撐,岩石情況略差時需要少許支撐系統,而有些土壤幾乎沒有支撐能力,使用一般支撐方式也無法使它達標。而自強隧道中之沉泥段即屬於此種幾乎沒有支撐能力之類型,因此就必須使用灌漿的方式先使土壤固結,再繼續開挖。
灌漿工法主要是藉著環狀安排,同心椎狀的灌漿孔,將隧道上方3到4公尺的土質加以灌漿固結,形成一個環狀的保護層,讓隧道在開挖初期有足夠的自立時間,以作為噴混凝土的臨時支撐。逐段灌漿後,需另外鑽設一個探查孔,以取樣檢查灌漿的效果。另外在灌漿完成後,因隧道上方會聚集很大的水壓,需要在灌漿面後方另埋設4到5根排水管
,以解除上方巨大水壓(如圖5)。而採用此工法逐段前進灌漿工法的優點,則是每段灌漿區長度可達18公尺,開挖可達15公尺,可免除經查構築臨時擋牆的麻煩。
自強隧道中採用新奧工法的施工步驟為,先開挖兩邊側壁,再視地質情況一次或分次完成環狀開挖,並保留中央土心。各部分開挖完成後,先鋪一層鋼絲網及噴凝土,並架設支承組立,之後鋪第二層鋼絲網及噴凝土,及挖去土心,並視地質情況構築臨時仰拱,形成管狀防止隧道下方上浮力及側壁壓力,最後鑽設岩栓加強隧道支撐,整個作業完成後並趨於穩定,才得以做內襯砌施工。
新奧工法每一個工作面的灌漿需要1個月,而開挖則需要20天,故一個區段之處理需要50天,平均每天
只能前進30公分,對所有隧道施工來說,是一個艱辛無比的施工紀錄。1984年4月30日,兩端施工終於見光貫通,對所有工程人員,使用新的觀念完成這項艱苦的工程,已經奠定了成功的第一步,且貫通點的精密度很高,南北口高程只相差3釐米,中心線只差16釐米,完全在設計規範內。在連續開挖機及裝載機的協助下,最後終於在1984年10月17日全線開挖貫通。全部的工作人員在這項工程中,發揮他們辛勤的汗水與智慧,用5年的時間完成這項隧道施工上的一大突破。
臺灣的山地分布很廣,未來所發展的公路、鐵路以及一些地下工程,都必須面臨地下開挖的問題,自強隧道在一個非常軟弱的地質情況下施工完成,對於未來的地下工程,開啟
了一個新的施工模式,這種工法不失為一個可彈性運用的最佳施工方法,臺灣東部的純樸、清新與秀麗是有目共睹的,而隧道施工的發達與進步,對於多山的東部地區來說,這是促進交通運輸的先決條件,在往後的多項建設下,東部的發展將指日可待。