台湾与大陆长隧道机电设施之比较——以台湾苏花公路改善计划中武塔—观音—谷风隧道与大陆秦岭终南山隧道为例

台9线苏花公路山区路段改善计划总计改善长度约38.4 km,南澳至和平段有13.1 km长之双孔单向隧道群(武塔隧道0.5km、观音隧道7.9 km、谷风隧道4.7 km),预计2017年完工通车。苏花改计划之推动,成立了苏花公路改善工程处,日后并将建制项目之交控中心。秦岭终南山公路隧道,工程总投资27.93亿元人民币(约126亿台币),系按高速公路标准设计,双孔单向4车道设计。长18.02 km,为世界第一长的双孔单向公路隧道,该隧道2001年开工,于2007年1月20日正式通车后,15 min就可穿越秦岭。将武塔—观音—谷风隧道群与终南山隧道机电设施作比较,包括:工程地质条件,隧道型式,联络隧道、营运通风、交控监控、防灾方案,除为苏花改计划中借鉴外,亦可在海峡两岸未来隧道工程引为参考。     

武汉长江隧道顺利推进

2007年4月8日，武汉长江隧道工程顺利推进，一号隧道累计掘进318m，并安全从武九铁路地下通过。武汉长江隧道是万里长江上的第一条全程过江公路隧道，隧道总长约3630m，是一条左、右隧洞隔离的双向四车道公路隧道，车道净高4．5m，设计车速50km／h。武汉长江隧道2004年12月开工，预计2008年底竣工通车。     

我国海底隧道建设近况

我国目前在建的海底隧道已有两座：一是厦门翔安隧道，全长9km，海上主体工程长6km，工程投资32亿元，工程已开工，预计2010年建成通车；二是青岛胶州湾湾口海底隧道，隧道工程全长6170m，隧道长5550m，为双洞双向六车道，项目总投资31．86亿元。     

铁峰山二号隧道双线贯通

万(州)开(县)高速公路全长29.3km,是重庆北上陕西的主要通道之一。铁峰山隧道为该路一号控制性工程,双线左右洞累计长12030m,其左线长6010m,右线长6020m,于2004年1月开工建设。该隧道地质构造特别复杂,有涌水、煤层、岩爆,为低浓度瓦斯隧道,特别的是共有2000多米膏盐地质地段,施工尤其困     

西藏米拉山隧道将于2017年6月底通车 系世界海拔最高公路特长隧道

正位于西藏拉萨市和林芝市交界的米拉山隧道将于2017年6月30日完成通车任务,届时米拉山隧道将成为世界海拔最高的公路特长隧道。米拉山隧道项目是国道318线林芝至拉萨段公路改造工程的控制性工程,平均海拔达4 740 m以上。隧道按双向4车道一级公路标准建设,左线长5 727 m,右线长5 720 m,属特长隧道。     

秦岭终南山公路隧道施工技术

西康公路秦岭终南山特长隧道，穿越我国南北气候分界线，为亚洲第一、世界第二特长双车道公路隧道，是国家规划中西部大通道上的关键性控制工程。它的建成将西安至安康通车里程缩短两个小时，既为关中至陕南的公路交通提供了一条快捷的通道，又有效地保护了秦岭植被及自然生态不受破坏。正因为其具有特殊性，故引起国内外隧道界的广泛关注。本文着重介绍施工阶段采用的步骤、方法及工作成效。     

林场公路隧道全线贯通

深圳市深圳至盐田港二通道的重要节点工程林场隧道已于2007年9月上旬全线贯通。该隧道为目前深圳市最长、规模较大的一座公路隧道,双线六车道,左洞长2300m,右洞长2267m,隧道工程地质条件复杂,作业环境差,施工难度也最大。全线按低山丘陵与丘陵平原区设计,路线长11．4km,设高级沥青路面,设计时速80km,是桥梁、隧道、立交多且最复杂的道路工程。全线共有左右分线的隧道11座,桥隧占全线路长919,6,工程概算达27．48亿元。整条路线布置在北梧桐山上,出了隧道就是高架桥,宛如一条空中走廊。目前该路线的多座隧道工程已贯通或正在加紧施工中,部分标段可望2008年春节前通车。     

上海长江隧道提前实现上下行线贯通

上海长江隧道工程长约8．9km,其中江中段长7．5km,隧道外径宽15．43m,内径宽13．70m。内部结构分上、下两层,上层为单向3车道高速公路,下层为轨道交通预留空间。     

宁海白峤岭隧道设计

宁海白峤岭隧道是宁波市规划的高等级公路网中沿海南线公路的组成部分 ,为双向四车道 ,下行线隧道长 85 0m ,目前已建成通车。隧道地质条件较差 ,因而对隧道的施工、防排水要求较高。另外该隧道位于城区 ,要求隧道建成后两侧洞门与自然景观协调、富有特色 ,从而增加了设计的难度和复杂性。本文对该隧道的设计概况作一介绍     

在软弱砾质砂岩中开挖三车道扁平大断面隧道

日本的舞子隧道（Maiko Tunnel)是一座3．3km长的三车道双孔公路隧道，与世界上最长的悬索桥明石海峡大桥（Akashi Straits Bridge)相连。此隧道为扁平大断面隧道（典型断面为148m^2)。隧道现场的地质情况主要是由非粘结的砂和砾石层组成，由于在约1．8km的长度内地下水位在规划的隧道拱顶上约10m处，因此提前在主洞规划路线下面建了一条盾构隧道以利于开挖区域的排水，从而达到了主洞开挖期间稳定工作面的目的。本文报导了穿过非粘结砂和砾石地层的隧道部分的施工情况，还指导了从排水隧洞向上进行化学注浆以使地表沉降达到最小的情况，同时也提供了一些量测数据。     

导读台9线苏花公路改善计划

正推动中之台9苏花公路改善系建构于强化路线抗灾维生性及运输安全服务性,该计划目标系为改善苏花公路的安全性与可靠度,范围系台9线苏花公路山区路段,北起苏澳附近台2线与台9线路口(里程104K+726),往南经东澳、南澳、鼓音、汉本、和平、和中、和仁、清水至崇德(立雾溪畔止,台9线里程约182 km),全长约77 km路段中,总计改善长度约38.4 km,其中,隧道段就占23.4 km。其计划经费约492亿元,含用地、规划、工程及物价指数调整,用地需求除路线构造使用,并考量路线安全维护设置地磅管制站及交控系统设施需求。2010年底完成环评后,2011年初动工,预定2017年完成,全面开放则需俟其机电系统、交通控制系统及防灾系统等工程之整合与测试完成后方可通车。     

ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆段施工的应用与对策

近年来,随着环境保育观念的提升,减少地表开挖的理念,已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往,隧道洞口浅覆段采用明挖法,已逐渐被暗挖法直接穿越所取代。即使在地质、地形或环境条件上不尽理想之区段,基于整体路线考量,亦有非采用不可之情形。本文以台湾北部正施工中的双线双车道公路隧道为例,探讨ADECO-RS工法在隧道洞口浅覆进洞的应用与对策。由于该案例位处山凹处,属谷部地形,不仅覆盖极薄,开挖过程中更遭遇到废煤矿碴与多雨的气候,使得降雨所汇集的地表水,不断入渗至隧道内,开挖面自立性极差。几乎非原设计之NATM工法足以因应。但经采取ADECO-RS工法之管幂加劲、土心加固及拱盖培厚等超前约束与加固理念后,勉为通过,其处理经验与心得,希供后续类似案例之参考。     

超浅覆盖隧道穿越煤坑段抽坍处理技术

随着环境保育、水土保持观念的提升以及减少对自然条件改变的理念,安全、节能、环保的隧道施工技术,已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往浅覆盖隧道多以露天明挖,或辅以混凝土盖板保护顶拱再填土覆盖之施工方式,皆为需要大量开挖的施工方法。在减少开挖之因素考量下,舍传统明挖或混凝土覆盖板方式,以先进支撑稳定顶拱之工法,是最常被采用的开挖方式之一。本文探讨台湾北部某开挖中之双孔公路隧道,地形上通过一处长100 m山谷地区,其上方覆土仅20 cm～2 m,同时下方为煤碴堆积及废弃煤坑分布等不利隧道施工之因子。基于节能环保及水土保持因素考量,采用管幂工法通过。由于本案例地质材料除表土、风化岩盘及昔日矿碴外,多雨的气候,使得地表水常年汇流于山谷内,造成隧道开挖遭遇极大的困难,但经数次之抽坍应变处理后,勉为通过,其处理经验与心得,可供后续类似案例之参考。     

雪山隧道营运中长期监测成果分析与评估

由于雪山隧道规模庞大且地质条件特殊,加上长达15年的施工期间,曾发生多次施工困难及大量涌水事件,导致其结构安全课题一直备受关注。为确认隧道之长期稳定,乃于完工后设置长期监测系统作为评估之用。长期监测工作自2009年开始,于2011年3月完成第一阶段工作,监测系统之项目包含控制点测量、内空变位监测、裂缝扩展监测、孔隙水压力量测及水量量测5大项。本文将整理现阶段之监测成果,并予分析评估,以作为未来隧道营运及维护管理之依据。     

超浅覆隧道遭遇废煤坑管幂施工补强技术

近年来,随着环境保育观念的提升,"减少地表开挖"的理念已逐渐落实在隧道设计及施工实务上。以往,隧道穿越浅覆盖段采明挖法(开膛剖肚)的方式,已逐渐被暗挖法(直接穿越)所取代;因此,管幂先撑浅埋暗挖设计,在未来一段期间内,即使是在一些地质不尽理想的超浅埋段将不断被尝试。以台湾北部某执行中的双孔公路隧道为例,探讨超浅覆隧道遭遇废煤坑采管幂施工之补强技术。由于案例穿越一旧崩塌地形成之谷地地形下方,不仅覆盖极薄,遭遇的废煤矿碴自立性极差,几乎非原设计之管幂工法足以因应;但经紧急采取双层管幂、钢管加劲及拱盖培厚等管幂补强技术后,勉为通过,其处理经验与心得,希供后续类似案例之参考。     

雪山隧道照明监控策略分析

雪山隧道全长12.9 km,在隧道界属于长隧道,且连接台北及宜兰两地之重要孔道,仅30 min开车路程即可到达,有效地繁荣宜兰当地观光产业,因此每逢假日皆可吸引大批游客进入宜兰,故隧道照明设计系以安全为主要诉求。隧道照明系依CIE设计准则进行规划,以消除用路人进入隧道时之黑洞效应及长时间行驶于隧道内之闪烁效应,为了随时应付隧道外日夜气候变化及隧道内交通与环境状况,合理及快速调变照明程度是一件重要之工作,因此发展1套合适之隧道照明监控策略是有其必要性。此监控系统,除了依据设置于洞外之辉度计,量测洞口周遭辉度情形外,相关交通讯息、隧道环境状况及事故事件等因素皆是影响到隧道照明之需求,故良好的隧道监控设施架构,将有助于隧道照明控制是否顺畅之表现,且在符合隧道安全考量下与节约用电达到一平衡点,以获得最佳控制流程。     

南水北调西线隧洞独头通风14km方案研究

规划中的南水北调西线工程地处海拔高程3 000 m以上的青藏高原,高原高寒缺氧为主要气候特点。输水线路隧洞长244km,最长洞段73 km,TBM单工作面掘进长度达25 km,考虑布置通风竖井通风,独头通风距离将达到14 km,在国内外隧道工程中都是罕见的。对通风设备、通风系统进行研究,提出14 km独头通风解决方案,为西线工程提供参考。     

既有隧道扩挖及改建技术探讨

既有隧道的扩挖或改建需求,大致可分为基于交通量增加、新增通风或逃生空间、老旧隧道维修补强等。而往往既有隧道的建设年代久远,衬砌劣化、背后空洞、围岩的依时弱化或变形等先天条件不良,且设计图说、工程记录等付之阙如,故设计前之调查更显重要。此外,如何考量利用既有隧道之外支撑及衬砌,减少扩挖或改建过程对隧道及围岩之扰动,为设计及施工另一考量重点;而若施工期间仍需维持车辆或列车之运行,则其设计与施工之考量将与一般隧道新建工程大不相同,难度更高。本文首先搜集汇整日本所开发之8种隧道扩挖工法,以及意大利开发之扩挖工法,分别探讨其适用条件、使用限制及优缺点等,最后以一台湾案例比较说明,进而探讨各种既有隧道扩挖或改建技术,以期提供尔后相关工程之选择与参考。     

系统思考于长隧道防灾之研究

长公路隧道空间潜藏之危险可能造成重大灾害之伤亡及交通运输路网系统功能失效,其空间内之安全防灾系统及防灾应变作业必需经过严谨的考量,以因应其空间之复杂及防灾功能性要求,故于灾害管理信息整合及应用上也更趋重要。救灾工作系与时间在赛跑,对于时间延迟的影响,是整体防灾目标达成之关键因素;然救灾仅以灾害后果之情境来模拟,恐无法展现各系统因果关联与灾害信息滞延之后遗症影响,此外对于救灾工作跨组织协调、应变工作派遣、救援资源、疏散避难等面向,皆无法完整真实反应防救灾系统。有鉴于此,对于长隧道空间之防灾及安全管理应谨慎进行评估。本文系以系统思考为出发点,考量长公路隧道具有空间复杂、跨领域防灾知识及科技研究限制等特性,针对系统内具时间延迟特性进行灾害冲击探讨,藉由各子系统之因果关系,探究灾害防治问题与灾措施,最后结合长隧道空间灾害信息,尝试以系统性结构建立定性分析模型,希冀本文研究内容可强化灾害防治工作与救援策略,并避免灾害带来的后遗症累积,而所提出之灾害管理之系统思考,将有助于未来系统建立动力模式与进行风险管理之基础建立。