隧道為什麼不會被山壓垮？

土壤隧道主要有兩種開挖方式，一種是「明挖覆蓋」，做法如同挖地下室，沿路將隧道上方的土挖出來，四周的隧道壁同時要以鋼筋混凝土做類似擋土牆的連續壁， 並做梁柱支撐， ... 關閉廣告 Luis國際資訊事務所 跳到主文 國際局勢千變萬化，經濟與政治的重要性越來越跟我們息息相關，關注Luis伯豪國際資訊事務所，帶給您最新的國際大事，最快速的經濟訊息，最有效的應對方式，與最有趣的觀點探討。

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部落格全站分類：生活綜合 相簿 部落格 留言 名片 公告版位 Apr27Mon200917:47 隧道為什麼不會被山壓垮？ 隧道為什麼不會被山壓垮？全島面積不到四萬平方公里的台灣，因地殼被擠壓抬升而形成的山脈，縱貫全台南北，3000公尺以上的山脈更超過200座，因此到處可見山岳隧道，然而開挖山岳隧道不僅要考慮山脈壓在隧道上的力量，還要防止岩體軟弱或結構不良等帶來的危險。

面對這些難題，工程人員如何防止隧道垮下來？文／楊嘉慧；審稿／台灣大學土木工程學系教授　黃燦輝開闢道路時常需要穿山越嶺，開挖山岳隧道是必要工程。

台灣地質年輕，且受到歐亞板塊與菲律賓板塊的擠壓，節理錯綜複雜，斷層厚度不一，又有許多破碎帶或軟弱砂泥層岩體，挖到地質結構不良處，若沒妥善處理，很可能造成坍塌。

台灣大學土木工程學系教授黃燦輝表示，由於每座山脈的狀況不一，開挖的第一步是對山體進行各種「診斷」，以選擇適合的開挖方式。

一般會先施以非破壞性的檢測法，例如震測法、地電阻法、透地雷達等，以便了解地質情況，有時也會直接鑽探，取一些地質樣本來檢驗。

不過，即使已對疑似斷層破碎帶、含大量水等地帶進行診斷，但由於地質變化複雜，且儀器的精確度尚無法達到100%，因此山岳隧道施工期間還是免不了發生事故，例如雪山隧道開挖過程中，即曾發生過30餘起坍塌意外。

沿開挖線爆破有方法開挖隧道時，會分成許多小段掘進，每次長度約只有1~2公尺。

最傳統、最常用的方式是「鑽炸法」（Drill&BlastMethod），即在開挖面鑽孔，再埋設炸藥引爆，藉由爆炸快速釋放的膨脹力以及氣壓等衝擊岩體，使之破裂。

黃燦輝表示，為防止隧道壁的岩體因爆炸導致結構不良，或炸出的孔洞嚴重超出開挖線，施工人員會在開挖面上，巧妙安排放炸藥的地方及每個火藥劑量，以達到均滑爆破（smoothblasting）。

方法是爆破前先佈孔，即設計炸藥孔的疏密位置，典型的佈孔設計分成兩部份，一是沿著開挖線邊緣鑽的「周邊孔」，另一部份則是靠近中心的「炸藥孔」。

一般而言，靠近中心部位是要把整個岩體炸開，較不需考慮爆炸後的美觀，因此所佈的炸藥孔較少、間隔疏、炸藥量較多；而周邊孔炸出的範圍要盡量控制在開挖線上面，每個炸藥孔放置的炸藥量不宜太多，所以鑽孔數相對較多，間隔也較密。

引爆時，並非同時炸開，而是由中心逐漸向開挖線一層層炸開。

開挖隧道有時會與機器並用，例如全長12.9公里的雪山隧道施工時，便是使用鑽炸法搭配「全斷面隧道鑽掘機」（TunnelBoringMachine，TBM）開挖。

TBM是利用旋轉切削頭對岩體連續切削，速度比鑽炸法快6~8倍，適用於地質均勻地段，若遇上不同岩石硬度，則必須更換不同切削頭。

如果挖到地質破碎帶，切削頭可能會卡住，機身也會遭岩石夾困；如果出現大量湧水，機器更會淹水受困，甚至故障，因此TBM雖具有速度快、所需人力少的優點，但卻無法完全取代鑽炸法。

借力使力，岩體本身也可做支撐洞口挖開後，岩體雖然會出現缺口，但因為掘進深度很淺，還不會馬上坍塌，此時施工人員會儘速清除碎岩塊及壁上的鬆動岩塊，並隨即做人工支撐，以免岩體崩落。

支撐分兩次進行，先做一次支撐，著重隧道結構安全，便於施工人員施工；接著再做永久支撐（襯砌），進一步加強隧道結構，以及做防水處理、通風口、外觀修飾等。

黃燦輝表示，一次支撐有傳統工法與「新奧工法」（NewAustrianTunnelMethod）。

傳統工法是使用混凝土與重型「鋼支保」（即以鋼做成的支撐保護構件）等，來支撐系統抵抗岩體由上往下的荷重，由於下方沒有橫向支撐力量，久了之後，鋼支保靠近地面的垂直部份會向洞口方向變形，工程人員才發現應力並非只有原先以為的垂直重力作用，還有側向力。

為了抵抗側向應力，1960年代，國際間開始推廣新奧工法，而台灣在1980年代才採用此法，目前已成為國內隧道施工主流。

新奧工法的主要概念是利用岩體本身來承受岩石應力。

開挖後，先架設輕型鋼支保及鋪設鋼線網於四周岩壁上，接著噴射噴凝土（即混凝土用噴的，裡頭含特殊化學劑，可使混凝土在短時間內變乾），形成一層薄殼狀圓拱，以發揮支撐功效，而其中的鋼線網則具有抗拉、抗彎的能力。

不過，噴凝土及輕型鋼支保還無法發揮強大的支撐力量，尚需打入長度夠長的岩栓，讓層狀岩體固定而不致產生滑動，並串結外圍的岩塊，使其可產生較大的支撐力，其原理就像拱橋一樣，是利用岩石本身的承受力量，即讓岩石分割成數塊，每塊岩石的應力可被兩邊岩拱撐住。

以新奧工法進行的一次支撐，施工過程為每前進一小段做一段支撐，等隧道挖通並穩固整個隧道結構後，才會做襯砌。

襯砌會用鋼模、混凝土加強結構，同時鋪上不透水的帆布做防水層，並用會吸水的不織布做成帶狀的排水帶，將地下水導引至排水溝，保持隧道乾燥，最後進行外觀修飾。

如此，一條堅固的隧道便告完工。

藏在馬路下的都市隧道城市中最常見的隧道是隱身在道路下方的土壤隧道，例如地下道、捷運、地下水管等。

土壤隧道的開挖方式與山岳隧道不同，情況較為單純，原因是城市的地質多為沉積岩，近乎水平，且必須偵測的含水層位置、深度等，離地表近，可以用儀器精確測出。

土壤隧道主要有兩種開挖方式，一種是「明挖覆蓋」，做法如同挖地下室，沿路將隧道上方的土挖出來，四周的隧道壁同時要以鋼筋混凝土做類似擋土牆的連續壁，並做梁柱支撐，防止隧道壁垮下來，之後再以水泥板及以碎石頭、沙等依比例調配的「級配料」填平路面。

早期開挖的台北捷運，例如忠孝東路一帶，便是使用此工法，但由於對交通影響甚大，後來開挖的捷運都採用另一種「潛盾工法」。

潛盾工法是將隧道分成好幾段，每段前後各鑿一個井，再將潛盾機深入井內鑽洞，有時隧道會從河川底下經過，施工人員還必須輔以其他工法，如於隧道壁灌漿，防止河水滲漏。

鑽掘時，每完成一段，就用鋼筋、水泥等做成一環一環的預鑄板支撐，最後各段連接起來就成為隧道。

在台灣，土壤隧道大部份都是沿著馬路下方開挖，不會穿過房子下方，因此較少影響房屋結構，也較沒有土地所有權的問題。

若遇到多條運輸線交叉在同一處，例如台北市北門附近同時有台鐵、捷運、高鐵經過，其施工困難度相對提高，一般而言，較晚開挖的隧道會從較早開挖的隧道底下穿過。

施工時，尚需在已蓋好的建築物、地面及正在開挖的隧道裡，埋入很多儀器，以量測地殼變形、水壓變化等，防止上層隧道結構遭破壞。

換言之，不論是山岳隧道或是土壤隧道，施工人員都要戰戰競競，在黑暗的洞裡努力奮戰！延伸閱讀《隧道工程施工技術解說圖冊（電子書）》，中興工程顧問著，交通部台灣區國道新建工程局出版【閱讀完整的豐富內容】【科學EasyLearn網路版‧行政院國科會補助案】 分享 Facebook Plurk YAHOO! 分享在我的Facebook 分享在我的Plurk 分享在我的即時通 全站熱搜 創作者介紹 luishsu Luis國際資訊事務所 luishsu發表在痞客邦留言(0)人氣() E-mail轉寄 全站分類：不設分類個人分類：好書分享&新奇知識此分類上一篇：電漿火箭發射！ 此分類下一篇：蜜蜂消失了? 上一篇：電漿火箭發射！ 下一篇：值得一生回味的100句凡人語 歷史上的今天 2020:IWannaKnow你渣不渣?!渣男識別術 2017:氣場與意識無關 2017:創新還是等死 2017:台灣國際化？本土化？ 2017:身心的秘密：呼吸與情緒 2011:夢遊島，新濠天地徹夜未眠 2011:新生代人氣模王陳漢典 2011:GeologicJourney地質之旅 2011:鹿港小吃一日遊 2011:何時說再見？ 2010:新聞眼／切入通路電子巨獸變大金剛 2010:供應鏈極致整合郭董目標：賣一台做一件 2009:電漿火箭發射！ 2009:郭台銘退不了休的未來 2009:新型豬流感　好發於成年人　致死率高達6.7% 2007:你會如何選擇呢？ 2007:17歲的死刑犯 2007:青蛙公主 2007:YouTube影片開啟速度慢到不行，怎麼辦？ 2007:當農夫變成能源大亨 2007:九道問題　挑對理專財富倍增 2007:對抗高油價秘笈 2007:孫仲平守護台灣魚(2007-04-26) 2007:CyberFresco－網路相本輕鬆做 2007:每人1元微軟年營收破千億 ▲top 留言列表 發表留言 站方公告 [公告]MIB廣告分潤計劃、PIXwallet錢包帳戶條款異動通知[公告]2021年度農曆春節期間服務公告[公告]新版部落格預設樣式上線 活動快報 臺南牽手創作祭 創作分享臺南遊記，就有機會獲得旅遊獎勵金，總獎勵... 看更多活動好康 我的好友 熱門文章 文章分類 鴻海之虎與狐(473)環保節能省錢大作戰(584)西班牙文好好玩(241)全球視野-競爭與合作(1140)食色性也(301)人物及事件特寫(1422)E數位(322)城市活力travel(729)英語好好玩(651)好書分享&新奇知識(675)美安高雄健康站(847)人文社會志業(1237)信手隨筆(253)NLP(66)催眠(2)未分類文章(11) 最新文章 最新留言 動態訂閱 文章精選 文章精選 2021十一月(1) 2021十月(7) 2021九月(1) 2021八月(7) 2021七月(2) 2021六月(4) 2021五月(1) 2021二月(2) 2021一月(7) 2020十一月(1) 2020十月(1) 2020七月(3) 2020六月(4) 2020五月(8) 2020四月(16) 2020三月(10) 2020二月(8) 2020一月(1) 2019十二月(1) 2019十一月(2) 2019九月(1) 2019八月(2) 2019七月(11) 2019六月(23) 2019五月(45) 2019四月(21) 2019三月(7) 2019二月(2) 2018九月(11) 2018八月(31) 2018五月(3) 2018三月(12) 2018二月(10) 2018一月(2) 2017十二月(6) 2017十一月(9) 2017十月(1) 2017九月(2) 2017八月(3) 2017六月(2) 2017五月(18) 2017四月(18) 2017二月(15) 2017一月(7) 2016十一月(11) 2016十月(1) 2016九月(14) 2016八月(17) 2016七月(18) 2016六月(26) 2016五月(4) 2016四月(86) 2016三月(40) 2014十二月(2) 2014九月(1) 2014八月(4) 2014七月(9) 2014六月(19) 2012九月(1) 2012八月(2) 2012七月(112) 2012六月(115) 2012五月(99) 2012四月(79) 2012三月(100) 2012二月(101) 2012一月(65) 2011十二月(77) 2011十一月(68) 2011十月(61) 2011九月(36) 2011八月(89) 2011七月(51) 2011六月(72) 2011五月(90) 2011四月(74) 2011三月(79) 2011二月(50) 2011一月(80) 2010十二月(108) 2010十一月(84) 2010十月(116) 2010九月(93) 2010八月(81) 2010七月(111) 2010六月(127) 2010五月(113) 2010四月(87) 2010三月(82) 2010二月(94) 2010一月(138) 2009十二月(108) 2009十一月(130) 2009十月(102) 2009九月(119) 2009八月(108) 2009七月(139) 2009六月(135) 2009五月(174) 2009四月(112) 2009三月(164) 2009二月(160) 2009一月(127) 2008十二月(87) 2008十一月(81) 2008十月(93) 2008九月(84) 2008八月(131) 2008七月(118) 2008六月(120) 2008五月(56) 2008四月(77) 2008三月(108) 2008二月(126) 2008一月(144) 2007十二月(70) 2007十一月(66) 2007十月(92) 2007九月(93) 2007八月(147) 2007七月(165) 2007六月(401) 2007五月(559) 2007四月(170) 2007三月(165) 2007二月(36) 2007一月(162) 2006十二月(54) 2006十一月(68) 2006十月(96) 2006九月(92) 2006八月(87) 2006七月(53) 2006六月(34) 2006五月(125) 2006四月(41) 2006三月(39) 所有文章列表 文章搜尋 新聞交換(RSS) 誰來我家 參觀人氣 本日人氣： 累積人氣： QRCode POWEREDBY (登入) 回到頁首 回到主文 免費註冊 客服中心 痞客邦首頁 ©2003-2021PIXNET 關閉視窗