潜盾隧道工法想必在捷运圈里是令同好耳熟能详,最简单、一句话的解释就是:潜盾机由
吊入A地工作井发进后,依据设计平纵线形、高程,以适当仰角姿势向前钻掘,至B工作井
到达、破镜后始完成工作。
借由这个概念,很容易理解,潜盾工法必备的重要元素就是工作井、潜盾机、环片。以国
内捷运施工的环境而言,钻挖潜盾隧道,就是从一地的明挖覆蓋段作为出发井,挖通到达
另一地的明挖覆蓋段到达井,整个机器钻出后再拆解、吊出、运离,报废或重复利用。
然而,一定是如此吗?上面那段文字中少了什么难道就无法完成潜盾隧道?
事实上,“到达井”是可以不必存在的!
一定很怀疑,没有到达井,挖这条“根本没有通”的隧道有何用处?就如同东丰快第四标
的断桥放在那一样,一条死路,毫无用武之地。
当然,隧道终究是会打通,所以这种情形是面对特殊状况的权宜之计,并且需和“弃壳工
法”并用。以下举3个例子说明北捷潜盾隧道在没有到达井的条件下仍施工完成的案例:
1. CQ842区段标 LG02植物园站~LG01中正纪念堂站下行线(万大线首条潜盾隧道)
这条隧道因为前年底的打开台北-Openhouse Taipei爆红,至今在二工处与Youtuber合作宣
传下仍非常有名。
回忆一下,2019年8月底出了发进典礼的新闻,长427m的隧道在不到一年即2020年中左右就
完工,而2020年底对外开放民众参观拍照。然而,很少人发现,从2019年底到2020年,这
段隧道的另一头LG01站还在做连续壁,根本都还没开挖,并且Openhouse活动中
记者往前拉镜头也没看到潜盾机的身影。
其实配合LG02站体施工期程,潜盾隧道钻掘有时间压力。LG01站和植物园属不同分标,较
晚约3年开工,且初期因自来水干管改建、交维等因素,无法在此段隧道到达前开挖至临时
底版高程,直接破镜供机器出坑拆解。因此,这段隧道于2020年钻达终点,LG01横渡线横
置连续壁(注1)时,是再继续往前稍微钻破表层混凝土,但不碰到钢筋,使潜盾机“镶嵌”
进连续壁中予以固定。此时,有潜盾机壳当作暂时支撑抵抗土压,再人工由后往前逐步拆
解机内零组件,如输送带、螺运机、马达、切刃盘等,借由台车往回走427m,从起点的LG-
02站取出,再前往LG02靠和平西路的西井重新组装,执行下一趟钻往LG03的任务。
潜盾机壳,则是永久弃置在LG01连续壁外。时隔一段时间,待2021年左右LG01站开挖到底
完成底版后,再从LG01站以人工(怪手)打除剩余潜盾机没钻透、含钢筋的连续壁体(破镜)
,始打通隧道。破镜完成后,以人工组装潜盾机壳处的环片与连续壁交界的场铸环片。
潜盾机到达后,永久弃置机壳,称“弃壳工法”,成本较整台机器完好探出来得高一些。
下图可更清楚说明情境、步骤:
https://i.imgur.com/ulYF1sl.png
实际照片Before:
https://i.imgur.com/s5tFeP8.png
实际照片After:
https://i.imgur.com/t559hoi.jpg
图中,LG01站结构施工时,侧墙在隧道口处就先做出一道圆形开口,露出连续壁。随后怪
手再将潜盾机没钻破的连续壁体打除,贯通横渡线与隧道空间。
来源:粉专-北捷局二工处 https://www.facebook.com/dorts.2nd
注1:横置连续壁系与明挖段坑道长轴方向垂直的壁体,横断开挖区,可作为永久(短边方
向连续壁)或临时使用(如:顶埔站挡水防洪)。
2. 新庄线北市段CK236标 忠孝新生站~东门站
隧道自忠孝新生站橘线横渡线发进向东门站钻掘。忠孝新生站因需处理新生南路瑠公圳箱
涵及贯通蓝线共构段连续壁,故期程较早。与案例1同理,隧道挖掘时,较晚决标开工的东
门站还没进行开挖,为避免潜盾机久置引起风险,故同样钻入东门站东侧横置连续壁,将
机器镶嵌入连续壁体中,再弃壳、运出零组件,结束工作。
3. 南港线CN256标 国父纪念馆站~市政府站 穿越基隆路车行地下道之西侧
此案例面临的困境是穿越基隆路地下道隧道施工,因此路段和绿线台电大楼南侧辛亥路地
下道有事先预留捷运隧道的状况不同,蓝线施工必需想办法“安全”通过地下道下方。
地下道工区系将地表挖开,若迳以潜盾工法继续钻掘,隧道上缘距地下道底版仅20cm,除
可能面临覆土压力不足,使潜盾隧道上浮、变形,地下道施工作业时亦会对地层载重产生
变化,影响隧道稳定性。综上述,大巨蛋联通道预留箱涵发进的#C潜盾机需在基隆路地下
道西侧先行停机,至少待地盘改良(单独以CN256A标发包)稳固土体后才能继续施工。此特
输案例亦是不同工程间期程无法配合使然。
当时研拟3项对策:
A. 地下道下方人工挖掘、地下道至市府采明挖法
B. 地盘改良后重新以潜盾钻掘
C. 全程以人工挖掘(新奥隧挖工法辅以地盘改良)
由于潜盾方案仅挖掘100m相当不经济、明挖增加开挖范围影响交通,并评估CN256A之高压
喷射灌浆地盘改良能使盆地的冲积层强度上升,土体自立性足以进行新奥工法挖掘,故采
C方案,自BL13市政府站西井发进,以人工、机具挖掘隧道穿过基隆路地下道工区下方,
和邻标潜盾隧道相接。潜盾隧道则是止于地下道西侧,盾壳永久弃置于忠孝东路下方隧道
环片外。当两段隧道完成后,即贯通国父纪念馆至市政府两站的连结。
相对位置图:
https://i.imgur.com/RpozrhZ.png
平面图:
https://i.imgur.com/facihm2.png
纵断面图:
https://i.imgur.com/6opKyQa.png
图、资来源:黄南辉(2000)。国内应用实例-台北捷运潜盾施工与邻房保护地盘改良案例
参考文献:台北市政府捷运工程局(20)。捷运工程丛书精进版-6捷运大地工程实务。