山區公路採F型鋼護欄增加路幅 案例分享

¹呂正安段長、林進基技師

1 交通部公路總局第二區養護工程處谷關工務段

摘要

台灣山脈主要呈南北走向，造成橫貫公路勢必需通過高山路段，而山區公路受限早期施工技術及設備，較少採用高橋墩之橋梁或長隧道，多採沿山腰繞行盤旋而過。台8線中橫公路，為台灣地區最早貫通的橫貫公路，採用人工開鏧，穿過山勢陡峭、地質破碎的路段，十分艱辛。近年異常天候情形加劇，加上地震頻繁，造成山區公路經常受損，路幅愈加狹窄，無法會車。受民國88年921集集大地震影響，台8臨37線（中橫便道）多處路段路幅不足，僅供暫行通車。為維持民眾通行需求，因應採用預鑄鋼結構於現地鑽孔裝設之工法，克服每日通行需求又可增加路幅，便捷安全作法，供工程界設計施工參考。

壹、前言

台8線（中橫公路），自0K東勢至112K大禹嶺之間，為公路總局第二區養護工程處谷關工務段轄養路段，如圖1所示。其中自上谷關至德基路段，於88年921集集大地震中受損嚴重而封閉休養，至101年5月搶通，將原台8線37k至61k全長24km，設為台8臨37線（即中橫便道），採用管制方式，供「梨山居民往返」、「工程維修」、「急難救助」、「學術研究」及「公務」等性質通行，每天固定開放通行時段：3~7時段，夜間封閉[1]。

中橫便道雖經搶通供通行，惟路段先天地質較破碎且遭強震侵襲，經巡查統計，落石熱點及地貌變異分析崩塌潛勢較高之路段，如照片1所示，再分3年（104年至107年）8標復建工程，以強化便道安全。主要涵蓋：路基擋土牆、明隧道、邊坡保護工、鋼便橋等工程。其後經詳細安全評估程序及實車試駕等，就人車路災等面向論述，報准於107年11月16日開放，市區客運乙類大客車，搭載一般民眾通行中橫便道。自921地震之後，歷經19年，首度開放一般民眾由中橫便道進入大梨山地區，不僅照顧弱勢及學童，同時對當地觀光、經濟，也邁出重要里程碑。

圖1 谷關段轄區路線圖		照片1 台8臨37線部分路段蝕溝縱深 且落石潛勢高（6k+500）

受限中橫便道多處道路寬度不足無法會車，如照片2所示，實有必要增加路幅寬度。而沿山腰繞處地勢多陡峭，拓寬工程十分困難，不僅機具站立空間受限，而只能採用較小型機具；且地質破碎條件下，於陡峭邊坡上架設施工機具，風險及困難度皆高；又作為唯一通行便道，需配合每日開放班次，暫停施工供車隊安全通過，工序佈設需精心規劃。經業主、設計單位、廠商等，詳細勘查現況、研商方案、成本考量、效能評估，彙集共識後，採用預鑄F型鋼結構工法，為可行性較高之方案，不僅現地開挖量大幅降低、高空搭架作業減少，且鋪設鋼板可供通行，對於山區路幅不足之路段，係屬安全性及施工性，皆合宜之工法。

照片2 中橫便道局部路寬（3m） 不足會車且邊坡陡峭破碎（台8臨37線22K+150）

貳、結構設計

如前節照片2，為典型中橫便道中常見之地形條件，路幅狹窄且邊坡為峭壁斷崖，設計明隧道或地錨擋土牆等，皆需搭設施工架，不僅風險高，且阻斷影響通行道路時間甚長。考量結構性、施工性及通行需求，採用F型鋼構護欄方式-橫向大梁外接雙肢（視結構需求）錨於原路上，如圖1所示。

立面圖		平面圖
剖面圖
圖1 應用於中橫便道之F型鋼護欄圖[2]

圖1所示，為中橫便道所採用之F型鋼護欄，其結構系統為每斷面，2支H150*100*6*9（L=2m@1.5m）之型鋼，其上以H200*00*5.5*8（L=3.5m，其上設置19mmψ剪力釘）連結，兩者形成F型式之構架。各F型構架，再以H200*100*5.5*8（L=2m）型鋼作為縱向連結梁，再將鋼板護欄鎖固於梁上，如圖1中剖面A-A及B-B所示。完成鋼構架組立後，其上鋪設30cm厚雙層筋，成為一體性之板梁系統。

參、施工重點

主要施工流程如下，施工情形如照片3所示：

一、     開挖整地並準備鋼板。

二、     採用鑽堡進行鑽孔，如照片3（1），鑽後鋪設鋼板供通行，如照片3（2）。

三、     夜間吊放Ｆ型鋼結構大梁，如照片3（3），吊放後鋪設鋼板供通行。

四、     組立鋼筋及鎖上護欄鋼支柱，如照片3（4）。

五、     灌漿及養護，如照片3（5）。

六、     完成情形如照片3（6）及（7）。

（1）鑽孔		（2）鋪設臨時通行鋼板
（3）吊放F型鋼梁		（4）組立鋼筋
（5）灌漿		（6）架設完成
（7）完成後路幅增加情形
照片3 中橫便道設置F型鋼護欄增加路幅

肆、結論與建議

F型鋼護欄適用於山區路幅不足需增加寬度處，惟技師仍需依地質條件、路段載重條件等，檢核水平主梁尺寸、錨定長度及深度。因作業環境常於山區人煙稀少路段，加以本作業墜落為高風險項目，建議施工中應加強防墜作為，如組立鋼筋前，先架設安全母索供人員勾掛，另吊放作業時宜派專人監看，留意避免撞擊鄰近障礙物（如樹枝），以降低施工風險。另本系統設計之F型鋼主梁，懸臂外伸長為1m，其下邊坡若有沖蝕之虞，致懸臂段增長，則主梁承載彎矩恐超出設計容許值，建議可採用噴漿固結坡面或設計施作斜撐於坡面上，以利結構長期穩定。本工法兼具鋼構件廠內鑄造品質優良、快速施工，以滿足臨時通行需求，供養護山區路段設計及施工參考之精進作為。

參考文獻

　1. 陳嘉盈、呂正安，「中橫公路復建工程設計及管理之經驗分享」，臺灣公路工程第44卷，第3期，PP.2-32，2018年3月。

　2. 交通部公路總局第二區養護工程處，「105年度第2次豪雨災害台8臨37線21K+700、22K+000及22K+150段新建明隧道工程竣工圖」，2018年7月。