零. 前言
文长慎入!可跳至重点-第二、三节。
借由能力范围内所能取得的研究报告、工程图说等文献资料取材,探讨“板南线向东
延伸”是否不仅技术可行,甚至能够做到“不影响台铁”西正线的营运,以达到对既有公
共设施干扰最小,又能兼顾民意期待的多赢策略。
正好上周网红-黑皮发了两部影片期望当局能精进汐止、基隆地区的轨道政策,再度
激起板南线延伸议题的讨论,就趁此时分享一些小弟去年底至本月收集到的资料,若技术
课题有所贻误,还请版友先进鞭力一点,谢谢!
一. 本文提要
1. 探讨范畴:针对北捷南港展览馆站(下简称BL18)至大坑溪,探讨板南线延伸的工程
技术议题。大坑溪过后延伸走哪?经济、财务方面则不在本文范围。
2. 板南线延伸且不必拆除台铁西正线的可能(下简称并存案):见第二节
3. 板南线延伸,上行线沿用台铁隧道的工程检核(下简称取代案):见第三节
4. 板南线延伸文献回顾:见第四节
5. 板南线延伸工程课题:见第五节
6. 个人心得:见第六节
7. 参考文献:延伸阅读
二. 板南线延伸与台铁西正线并存案
https://i.imgur.com/sujCaYU.png
借由台铁捷运化后续计画-樟树湾~南港间扩建三轨工程基本设计图说设施平面图可发现,
台铁西正线结构体非但没有完全100%“卡死”板南线东侧,西正线完全汇入独立单线隧道
之处亦离板南线末端有140余公尺的距离,该处对应上图深灰色线条(内侧墙)处,属于无
用之独立中空层,与台铁行车空间有所阻隔。
笔者遂初步以北捷高运量平面定线标准,Rmin=200m稍加套绘(图有按比例),若板南线上
行线(往东)自现有轨道末端继续东延,出站体后以R200左转,约莫60m即可绕出台铁结构
体,避开西正线实际车行范围,以及能够阻隔双铁的内墙。
板南线下行线(往西)末端则无任何设施阻挡,可直接延伸。图中系配合上行线,以R300弯
道向北侧偏移,维持在南港路下方。两线轨道中心距最近约8.1m,若为潜盾隧道,虽仅有
2.05m称“近接”(<1D=6.1m),但现信义线已有1.5m之案例,理论上非不可行。
https://i.imgur.com/oe6wgc5.png
本图将BL18附近地下二层多铁的土建设施加以汇整,图例如下:
*粗线为连续壁:深蓝→台铁+西正线、天蓝→北捷、浅灰→板南延伸工作井、浅蓝虚线→
北宜直铁(尚未施作)
*细线为轨道:蓝黑→台铁、宝蓝→北捷板南线、宝蓝虚线→板南延深、蓝绿→基隆捷运
浅蓝虚线→北宜直铁(尚未施作)
*蓝色半透明区域为南港专案预留之板南线东延空间,为何直直去,舍条条大南港路,在
第六节讨论。
https://i.imgur.com/Ejg8D9P.png
https://i.imgur.com/BrqcMIA.png
上两图为板南线延伸共存案于BL18东端的衔接构想。
虽然板南上行线末端没有直接冲突台铁西正线,但两者结构紧邻、仅一墙之隔也是事实,
因此需于站外-车站东端新辟一明挖工作井,即是上图淡灰色连续壁的部分,一来将既有
台铁中空层做拆除改建,二来也较有空间处理隧道衔接所需的人员、物料后勤。以潜盾单
纯到达弃壳约需至少10m。
站外工作井相关案例:信义线中正纪念堂南端(罗斯福街宁波街口)出发井、新庄线古亭站
北端(罗斯福杭州南路口)到达井、东环Y1东侧(动物园门口)工作井。
以下分六张横断面图详细草拟板南延伸上行线衔接步骤,下行线没有卡到设施的问题就不
另行赘述。
https://i.imgur.com/NGO1ilL.png
Step 1:施作工作井连续壁(浅灰色)、中间柱(仅前半含下行线的较宽区域需要)
后方虚线BL18仅属叠图,供参考对比用。
https://i.imgur.com/R641WGH.png
Step 2-1:向下开挖、约每3m架设一层水平支撑
Step 2-2:逐层向下低振动割除西正线连续壁(透明蓝),至少遇水平支撑前需敲完
Step 2-3:开挖到底后,施作扩挖区临时底版,与西正线底版植筋连结
中空层、高铁引道需架设临时内撑
https://i.imgur.com/Tc66XQ4.png
Step 3-1:由下往上拆除中空层侧墙、中版、顶版(透明灰),先加支撑再拆
Step 3-2:南港专案台铁北侧连续壁开口补强(棕)
Step 3-3:施作工作井北侧墙
Step 3-4:拆撑与回撑,空出潜盾机组装空间
南港专案已预留该段连续壁打通、拆除机制,就算无西正线结构,亦不影响中、东正线及
高铁安全
https://i.imgur.com/GcWbsPe.png
Step 4:上行线潜盾机及构台组装、镜面破除、镜面试水、出发作业
https://i.imgur.com/8k4Kyrm.png
Step 5-1:潜盾机完成上行线钻掘任务后,移除进料出土后勤设施,施作永久底版(直接垫
在临时底版上),以便与BL18土建完成面顺接(西正线路基较低)
Step 5-2:施作工作井南侧墙
Step 5-3:施作隧道顶版
https://i.imgur.com/GayaHxg.png
Step 6:完成其余、下行线结构后,填土、拆撑、路面复旧
https://i.imgur.com/59JxTcU.png
上图为剖面V沿板南延伸上行线轨迹所绘之纵断面图
甲段为与台铁中空层重叠、增建区段,长约47m;乙段为完全岔离台铁的捷运独立结构物
红框为需拆除之结构物(如Step 3-1)
三. 板南线延伸沿用台铁西正线工程探讨
https://i.imgur.com/FoDJCeC.png
若仍有其他因素使并存案完全不可行,则回到最开始的诉求,可采板南线一线(上行)取代
台铁使用西正线隧道、另一线(下行)无障碍物影响可独立施作,较无困难。
由于BL18上行线轨道与台铁安全侧线完全重合,故若朝取代案规划,可直接将BL18东端横
置连续壁、端墙打通;然而,由于板南线轨面高程与台铁有约2.0m高度差,故同样需将改
建中空层,拆除中版,俾使打通处(红框)净高符合北捷明挖隧道4.41m的标准。
纵面线形部分,同样由于2.0m高度差,需将87m的中空层底版逐步垫高,形成约2.29%的坡
面,以便衔接BL18与西正线隧道底版(深蓝色三角形)。
https://i.imgur.com/HFROmo7.png
上图检核取代案最大课题:台铁西正线隧道够不够让北捷驶入?需不需要扩孔?
根据西正线基设图说隧道结构横断面图,标准段净宽5.3m、净高5.95m,非标准段只有比标
准段宽、大,没有更小的size。同时,依据台北都会区大众捷运系统规划手册-第四册固
定设施需求,净空相关规范,4.1.4.26明挖隧道应用及附表,考量高运量净空包络线并加
计水平偏移、弯道超高,所得的有安全走道最大净宽2.72m及无走道最大净宽2.48m,二者
之和5.1m(<5.3m,OK),小于既有西正线隧道净宽。
净高部分,台铁考量电车线包络线,采5.95m,北捷因无架空线,仅需3.7m净空包络线高+
0.025m安全余裕+0.7m土建完成面至轨面高差=4.425m之明挖覆蓋隧道净高。4.425尚考量
浮动式道床T/R-土建完成面700mm的较大值,若为一般道床400mm,更仅需4.125m。
平面定线:台铁西正线Rmin=400m,OK
纵面坡度:台铁西正线Gmax=1.4%,OK
因此,将台铁无道碴轨道道床拆除后,重新铺轨即有可能让北捷沿用。
四. 板南线延伸文献回顾
1. 80年北捷局“捷运系统延伸至基隆地区可行性研究报告”
2. 83年北捷局“捷运系统延伸至汐止地区可行性研究报告”
https://i.imgur.com/dBCyY4l.jpg
A案:南港线过大坑溪后沿大同路,南转爬升至高架,经高铁汐止基地转新台五路
于汐科、汐止一带各设1站,续行台五线至八堵转地下,再沿南荣路、仁五
路与台铁会合于基隆火车站。
B案:内湖线延伸,暂不讨论。
3. 85年地铁处“南港专案综合规划报告”
捷运工程配合项目中,第45册第8章专章研拟南港线东延定线方案,以便铁路地下
化计画设计相应预留措施。
https://i.imgur.com/lwkHS0F.jpg
方案一,BL18东端以反曲线绕至高铁下方,半逆打穿越大坑溪。由于150m范围与
高铁重叠,故台铁临时轨、桥拆除后,需先施作一部分捷运隧道箱涵及潜盾出发
井;大坑溪以东未来捷运施工亦需与高铁协调结构补强与安全事宜。
https://i.imgur.com/IbOxisa.jpg
方案二,延伸段上下行线一南一北绕开南港路桥台,并以潜盾方式加大深度避免
遭遇基桩。潜盾直接由BL18东端墙到发,无台高铁接口。惟为提供潜盾相应深度
BL18月台轨道层需调降高程、南港线亦需改由台铁下方穿越而非台、高铁中间,
工程成本较高,且影响当时台高铁隧道时程。
结论:建议方案一。方案一路廊即为现西正线所占据,已无空间可供板南线延伸
之隧挖隧道行经,除非将西正线大坑溪~南港隧道全部挖开魔改,否则板南
线延伸采沿用或另外绕南港路下方较省事。
4. 91年北县府“汐南线”
https://i.imgur.com/PdmGv7d.png
板南线BL18直接延伸,穿越大坑溪后以2.49%纵坡于南港隧道东口出土,再转至大
同路上方,沿大同路以高架延伸至台铁汐止站东侧。
本案使用南港专案预留空间,沿用南港专案之方案一假设,采明挖覆蓋隧道半逆打
方式穿越大坑溪。
五. 板南线延伸工程课题
1. 交通维持
工作井段
https://i.imgur.com/E92H47k.png
绿色:工作井连续壁
天蓝TA:台铁南港专案连续壁
天蓝TB:台铁西正线连续壁(需拆除)
宝蓝BU:板南延伸上行线
宝蓝BD:板南延伸下行线
上行线独立部、下行线到达部仍会占用南港路最外侧混合车道及待转区,分阶段围
篱完成连续壁后可直接铺设覆工钣恢复交通,工区出土口尽量设在草皮处路外区域
,并调整车道宽度维持车道数量,绝对不可能100%封闭道路施工。
2. 可能冲突之设施
上图1:BL18机车停车场出口车道,由台铁西正线工程代办,位于中空层正上方,
于台铁结构体回填、完工后施作。挡土措施为钢板桩(完工后拔除)、结构
深度约GL-7.0m,完全位于工作井范围内,板南延深施工前需先封闭拆除才
能施作工作井连续壁。
上图2:自来水加压站,于工作井开挖范围内,需评估移设。
上图3:BL18空调机房,非常接近工区,但仍勉强处于工作井连续壁外侧。
3. 大坑溪及桥梁
https://i.imgur.com/7eV0BZx.png
桥梁:南港路桥台、自来水干管桥皆有基桩
大坑溪:已完成整治,为钢筋混凝土构造ㄩ字形断面河床,河床高程约海拔2m
此两项障碍影响BL18~大坑溪东岸的隧道形式,以下比较3种方案:
(1) 明挖覆蓋
a. 先迁移自来水馆桥、拓宽南港路桥,分阶段改道。
b. 分阶段改建桥台、拔除基桩
c. 分阶段围堰敲除河床后施作板南延伸逆打顶版,与桥台、河床共构
d. 恢复桥梁通行,围篱改至南港路中央,将明挖隧道连通
(2) 潜盾
a. 大坑溪河床为RC面,应该不必担心冲刷导致覆土流失引起潜盾上浮问题
b. 西正线底端轨面高程EL-8m、大坑溪底高程EL.2m,工作井乙段即以3%纵坡
下潜,经160m后板南延伸轨面下降至-12.8m,潜盾顶缘约EL-8.4m,与大坑
溪结构相差10.4m,大于一个直径6.1m的高度差(覆土),若地盘稳固,则尚
称可行。
c. 现今技术可做到潜盾机内开舱以人工破除基桩等残留结构物的技术,如新
庄线CK237标穿越台高铁,但潜盾机需特制,且施工风险高
(3) 新奥(NATM)
a. 大坑溪为砂岩、页岩、砂页互层,并非完全松软,可允许隧挖
b. 自BL18工作井隧挖至大坑溪时,顺便破除基桩
c. 大坑溪桥台需地盘改良、大坑溪穿越前需水平地改避免河床沉陷破裂
d. 邻近的西正线南港隧道处约400m即为新奥工法隧道
e. 北捷局有CH221、CN256B标两项都市软弱地层高运量双孔单线新奥隧道经验
六. 个人心得
基隆捷运需部份阻断、拆除台铁西正线已是事实(预计下篇讨论),该设计导致西正线
诚正国中~樟树湾未来无法使用,形成一条有头无尾的盲肠线,相当于华山东出口侧线,
估计届时仅剩工程车辆暂置、材料堆放的功能,使用不到20年就失去价值,实在可惜。若
将这段“盲肠”加以活化,供板南线沿用,使汐止进城的捷运系统有另一条不需转乘就能
到达松山、信义、大安等蛋黄区的选择;北市新北至汐科工作也能有比台铁班距更短、可
靠度更高的方式,搭配台铁没有的公共汽车、You-bike转乘优惠,应该算是相当不错的方案。
由于自98年的报告起至今,皆因工程不可行,无针对板南线延伸所做的运量预测成果
,因此无从得知,免转乘、快速、高运量进出汐止市区的优势究竟能带出多少使用量,去
cover营运成本及带动土开效益,故这方案乍看美好,现阶段缺乏其他资料佐证,仍是不
宜轻易断言100%可行。
七. 参考文献
1. 交通部台北市区地下铁路工程处,1996,台北市区铁路地下化东延南港工程综合规
划报告,第四十五册捷运工程。
2. 台北县政府,2002,台北捷运系统汐南线之民间参与可行性研究及先期规划环境影
响说明书。
3. 台北市政府捷运工程局,2004,台北都会区大众捷运系统规划手册2004年版。
4. 台北市政府捷运工程局,2009,台北捷运延伸至基隆可行性研究总结报告。
5. 交通部台湾铁路管理局,2010,台铁捷运化后续计画樟树湾南港间扩建三轨基本设
计工程图说。
6. 交通部台湾铁路管理局,2010,台铁捷运化后续计画樟树湾南港间扩建三轨基本设
计报告。
7. 交通部铁道局,2019,基隆南港间通勤轨道建设计画可行性研究报告。