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台灣高速鐵路林口隧道之施工探討(上) 廖永松 技師 一、林口隧道簡介 林口隧道係屬於高鐵土建工程C210標的範圍，其路線起自桃園縣龜山鄉龍壽村萬壽路一段，由東北往西南向穿越林口台地的南端，終點位於桃園縣龜山鄉大坑村，鄰近中山高速公路南崁交流道。隧道鑽掘全長6,419公尺，路線上方的地表面有許多的廠房或住家。本隧道除了南、北兩個洞口之外，並設置A及B兩個豎井，施工中用來增加工作面以利縮短工期，將來營運階段則作為通風、維護及緊急逃生通道使用。 林口隧道是以新奧工法進行設計和施工，以機械（俗稱的怪手）開挖。本隧道在設計及施工上遭遇到許多國內隧道工程以前從未碰到的議題，地質條件及地下水狀況是影響隧道工程的主要因素，本隧道所通過的地質全部是屬於施工困難的卵礫石層，且位於地下水位線以下，施工中除了必須小心維持開挖面的穩定之外，並且要避免損害到淺層地表廠房或住家的安全。本隧道南洞口至B豎井之間有一段約400公尺穿越砂土層及80公尺高的地下水壓作用，其設計及施工尤其困難。為了克服這些天然地質的挑戰，工程人員先在地表打設深水井進行抽水並在坑內打設導水孔進行排水，再從坑內配合進行灌漿地質改良、使用PVC管及玻璃纖維岩栓進行開挖面的穩定等輔助工法，以便維持開挖工作的安全性。在本區段施工進度最慢時每個月甚至只能開挖前進20公尺，相當於一天24小時作業進度卻只踏出了一小步，實在是戰戰兢兢，步步為營。 此外，為了避免隧道施工造成地下水位永久的洩降，影響地面工廠、住家及自來水廠的水源取得，或是對地表植坡及地下水文等造成環境上的衝擊，林口隧道採用國內第一次使用的不排水（Undrained）隧道設計及施工，使用PVC或LDPE防水膜將襯砌混凝土全面包覆，隧道施工完成後其週圍的地下水不會經由隧道而排出，日後地下水位將會逐漸回升到隧道施工之前的原有高程。因此，除了施工階段的地下水位下降可能造成附近居民一時的不便之外，並不會對環境或居民用水造成永久的影響。林口隧道自前（90）年2月展開鑽掘工作，雖然遭遇到上述的一些困難，但是在工作人員全力趕工之下，順利在今年92年7月7日完成全長6,419公尺的貫通作業。在全線貫通之後部份後續工作項目將提早展開，工作人員也將持續兢兢業業的工作態度，以便如期完成本標段的土建工作。 二、林口隧道地質狀況 1.林口隧道經過之地層屬林口台地堆積層(Formation)，屬第四紀地層。 隧道主線：林口層，卵礫石直徑介於3至15公分之間，最大可達30公分；含量約佔50%至80%之間。卵礫石間之基質材料為疏鬆之粗砂、細砂及黏土顆粒所組成。沖積層，主要分布在山溝及溪底，由砂、黏土及少量礫石所組成，係由地面水侵蝕兩側山坡所造成之產物。 2.構造特性(Tectonic
Structure) 斷層：楓樹坑斷層，位在里程TK23+850處。 3.地下水情況及預估湧水量(Groundwater
Conditions and Groundwater inflow) 本隧道之地下水系統可區分為三個含水層，最上層為自由含水層，其下方為上部受壓含水層，最下方為下部受壓含水層。隧道全線均位於地下水位以下，隧道頂部至自由含水層之地下水面或受壓含水層之壓力水面約為80公尺。 里程TK21+586至TK26+340間之隧道位於自由含水層內，TK26+440至TK27+600間之隧道位於上部受壓含水層內。在里程TK23+590至TK26+340區段，上部受壓含水層位於仰拱下方約15至30公尺，將產生5至7bar的上舉水壓。於里程TK26+340至TK26+440區段，開挖將穿透上部受壓含水層，預估有4至6bar之水壓。 由現場及抽水試驗結果得知，透水係數介於5×10-5m/s至3×10-7m/s之間，平均值為2×10-6m/s至6×10-6m/s之間。開挖施工期間，預估湧水量介於1.24至2.71公升/每秒/每公尺。
4.地盤分類 (1)本隧道全線之地盤分類及佔全隧道長之比例如下：
(2)地盤分類定義
NOTE： 註：Gav(%)＝
(3)支撐選用表
(4)支撐等級
(待續)
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