探索雪山隧道
北宜高—雪山隧道
雪山隧道(原名坪林隧道)屬於國道五號北宜高速公路,隧道總長度為12.9公里,為目前全世界排名第三長的隧道,也是東南亞排名第一的隧道。
雪山隧道主體分為東行線(台北往宜蘭)與西行線(宜蘭往台北)兩座主隧道,以及在兩座主隧道中央的導坑。導坑的主要功能,在隧道開鑿期間作為主隧道開挖的先遣部隊,完工後則作為緊急逃生救難之用。
主隧道的設施方面也向大家介紹一下,當您行經隧道時每隔50公尺會設有消防栓一處,每隔175公尺設有緊急聯絡電話一處,每隔350公尺設有人行聯絡隧道,每隔1,400公尺則設有車行聯絡隧道,後兩者皆可與導坑相通並連接另一側的主隧道,可提供提供緊急車流疏散、人員逃生及維修之用。同時為維持隧道內空氣流通,從隧道上方開挖深度240至500公尺不等的通風豎井共三處,每處豎井包含進氣與排氣井各一座,其下配合隧道上方所設置的通風中繼站來運作。
至於位於主隧道中央的導坑,其開挖斷面為直徑4.8公尺,與主隧道直徑約11.5公尺相比,導坑的明顯小得多。原本雪山隧道的開挖計畫是以TBM(全斷面鑽掘機)由宜蘭頭城往台北坪林方向鑽掘,並以導坑的地質挖掘資料作為主隧道的施工依據。只不過開鑿工程並不順遂,為縮短開鑿期程,又同步從坪林往頭城以及由二號豎井底端分別往坪林、頭城兩方向開挖,這次開通的導坑就是指由二號豎井至坪林的西段部份。
科技地鼠—TBM
印象中地鼠很會挖地洞,不過要開鑿隧道交給地鼠大概沒輒,只不過由人類所創造的科技地鼠—TBM(Tunnel Boring Machine全斷面鑽掘機)會是雪山隧道的好幫手,這次帶大家深入隧道開挖的最前端來一窺TBM的全貌。
簡單來說,TBM竟是一具大型整合機具,綜合鑽探工人、(隧道)裝潢工人以及搬運棄土工人等,當然這些工人都委由機械代勞。簡單來說TBM的功能,最前端由堅硬的鑽頭(鑽探工人)組成,可將岩壁、岩層開挖成隧道,再來中間的輸送帶裝置(搬運棄土工人)將前端鑽頭挖掘出來的土方運到TBM尾端再經由台車送至洞外,同時將預鑄好的環狀水泥塊結合成隧道的內裝(裝潢工人)。
至於TBM運作方式,大家可以想像成一支原子筆,筆蓋部分是前端鑽頭,筆心部分是後端。鑽掘時,筆心固定的但筆蓋慢慢往前推移鑽掘,待開挖一定距離後停止鑽掘,後端筆心往前推套上筆蓋。接下來以模型及實體的方式向大家一一介紹TBM的構造。
TBM的頭部採用雙盾式結構,外端(前盾)是鑽頭的部分,內端(後盾)為千斤頂的部分,如「TBM的頭部」照片中灰色的左端就是前盾,右端為後盾。
挖掘時由內端伸出四根千斤頂(照片右邊黃色條狀物)固定內端並撐住岩盤,外端開始鑽掘往前伸展,這時千斤頂的作用可提供TBM前進的反力。待鑽掘一定距離後就停止鑽掘,並收回千斤頂讓內端部份往前進。這時,如果岩盤本身支撐良好則可利用TBM本身作為支撐,如過岩盤本身容易崩落,則必須立即組裝環片,(環片部分下段介紹),如此完成一次的鑽掘循環。接下來千斤頂重新伸出固定,再開始鑽掘…….。
目光再往TBM後端移動來到控制室,這裡可是控制TBM的中樞,目前是由德國籍的技師來操控整個隧道開挖的速度與方位,並有本國籍的工程師在旁學習。同時為避免挖掘位置的偏誤,在控制室的前方有一個紅外線的定位儀器可以確保隧道開挖的精準度。每當隧道開挖一定距離後就必須透過定位儀量測方向,紅外線會打出光束射至隧道斷面上,如照片紅色圓圈中所見之光點。
至於隧道開挖後必須先為隧道穿上一件「環片」內衣,如照片中所見一小彎的水泥塊就是了,別小看這一塊寬1.5公尺、厚35公分、重9,000公斤的環片,隧道與岩盤間的支撐完全靠它。一套環片組由5塊環片與另一塊稱為「塞牙縫」的環片構成空心圓柱體,圓柱體間則以凹凸的公母槽相連接,經由TBM的作業將環片像堆積木般一塊塊組合完成。不過在岩盤與環片組外部間仍會有空隙,因此要利用環片組的小孔(如照片)來灌入沙子以填滿空隙,然後再從TBM前方灌注水泥,如此就完成為隧道穿內衣的工作。
目前為保護TBM安全起見,行經地質狀況惡劣的地段,如斷層處、破碎帶,並不會以TBM直接開挖,反而會在隧道斷面的上方先用傳統工法開挖頂導坑,就像幫隧道先戴頂安全帽一般,然後利用TBM來開挖。
至於環片的內層必須進行裝潢,首先須裹上防水膜,可導引山壁滲出的水至排水溝而避免外滲至路面上 ,然後再砌上一層內襯砌,如此才是一般常見的隧道景觀。
介紹過TMB挖掘隧道的流程後,接下來介紹TMB的尾端部份,有輸送帶以及台車,可將前端鑽頭鑽掘山壁所產生的廢棄土方透過輸送帶運送至台車,再由台車將土方運送送到洞外。至於這些土方不能任意丟棄,將用來作為蘭陽平原高速公路填土使用。
夢想—台北渡假後花園
「早晨七點鐘林先生一家人從台北信義路家中出發,八點鐘一家人已經來到冬山河親水公園大門」,這絕對不是房地產廣告誇大的台詞,而是即將實現的夢想。如果說台北的後花園是陽明山,那麼整個宜蘭就可說是台北的新渡假後花園,而這個夢想就即將要實現了。
92.6改寫
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