雪山隧道规划设计与施工因应方案回顾-国道高速公路局.PDFVIP

雪山隧道規劃設計與施工因應方案回顧 1 2 3 蔡茂生 李友恆 呂芳森 1 國道新建工程局工務組 組長 2 國道新建工程局設計組 科長 3 國道新建工程局設計組 副工程司 摘 要 雪山隧道為北宜高速公路之關鍵工程，穿越雪山山脈北支，隧道長達 12.9km ， 地表高約 850 m ，最大覆土深度達750m ，沿線地質構造複雜，工程採用多項先進調 查技術諸如遙感探測、航照判釋、水力破裂法應力測量等技術，規劃設計階段總計 投入超過 1 億元的地質調查經費；主體設計包括主隧道、導坑、通風豎井、橫坑、 洞口佈置、通風、照明、消防、逃生、通信、監控、維修、緊急供電系統等，各項 設計與設施配置複雜且環環相扣；設計上並特別關注周遭茶樹生長以及水資源與環 境的保護，締造出安全並兼顧生態永續發展之現代化隧道設計。工程自 80 年開工 後施工過程中因地質惡劣、岩盤破碎並蘊含大量高壓地下水，工程進度嚴重遲滯， 為提昇施工進度，經分別在 88 年間及 91 年初，採增加北洞口鑽炸法施工長度及利 用 2 號豎井下主線增闢鑽炸法的工作面，終得以突破困境，完成此項世界矚目跨世 紀的艱鉅工程，於 95 年 6 月 16 日通車，並為我國隧道工程史寫下光輝的一頁。本 文將回顧過往，將雪山隧道之規劃設計及施工期間調整施工計畫階段調整作一簡單 說明，提供隧道工程界參考及作為爾後推動類似工程建設之參考。 一、 前言 宜蘭地處台灣東北部，東邊面向太平洋，另三面為山地圍繞，由於此一相對封 閉的地理空間，至 18 世紀明鄭時期才有大量漢人進入宜蘭開墾，也因此造就宜蘭 獨具的交通歷史風貌，聯外交通建設亦成為各時期之施政重點，早在日治時期於公 元 1916 年即完成宜蘭到台北的公路，即為現今北宜公路（台 9 線）的基礎，雖然 早年於 1924 年即有台北宜蘭的鐵路完成，到 1980 年北迴鐵路的建設完成，仍使蘭 陽地區對外交通極為不便。 為加速台灣東部的繁榮發展，縮短台北都會區和蘭陽平原兩地間的行車時間， 最早自 71 年即由公路總局進行「南港頭城隧道公路可行性研究」，於76 年由交通 部運研所接續研究，到 77 年政府正式決定推動「國道南港宜蘭快速公路計畫」，並 1 於民國 78 年奉示提昇至高速公路標準，之後奉示將規劃路線由頭城延伸至蘇澳， 計畫名稱隨後修改為「北宜高速公路計畫」。期間經路線評選、基本設計、細部設 計等階段的縝密規劃設計，並導入價值工程評估及運用 PCM 以提昇營建管理績效。 基本設計階段鑑於雪山隧道地質調查及營運維修需要，經顧問公司及專家一致建議 設置導坑，並採用ＴＢＭ開挖儘早施工，故於 79 年 12 月採基本設計成果辦理發包 施工，由承包商配合施工需要辦理詳細設計，並依國際慣例提供地工設計摘要報告 （GDSR ）供施工廠商參考，於是80 年 7 月以雪山隧道導坑工程開啟北宜高速公路 建設的第一步。 為縮短台北和蘭陽平原間之距離，加速蘭陽地區發展，並帶動東部開發，而興 建第一條橫貫東西部之北宜高速公路。其路線自台北市起，向東南方經石碇、坪林 後，以長隧道貫穿雪山山脈，由頭城附近出口直抵蘭陽平原，全長約 31 公里，採 雙向各二車道設計，全線共有五座隧道，隧道總長度達 20.1 公里，詳如圖 1 。其中 穿越中央山脈北支雪山山脈之隧道長 12.9 公里為最主要之關鍵工程，並首度引進全 斷面隧道鑽掘機（ＴＢＭ），為是台灣隧道工程史上之一大創舉。 圖 1 北宜高速公路路線圖 二、 規劃設計 (一) 辦理歷程 北宜高速公路南港頭城段自 71 年起年歷經不同單位主辦及國內、外顧問公司 參與規劃設計，其間歷經可行性、路線研選、基本設計、細部設計等階段之規劃設 計委辦情