傑出工程師、學者－簡介前公路局道路工程課課長黃仰賢博士－將原屬公共工程局管轄之公路工程業務改歸公路局掌理，此項建議立即獲得省府採納。三十八年十月間公路局增設工務處，公共工程

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臺灣公路工程第 33 卷第 6 期民國 96 年 6 月Taiwan Highway EngineeringVol. 33 No.6 Jun. 2007. pp2-5

傑出工程師、學者

－簡介前公路局道路工程課課長黃仰賢博士－

嚴啟昌*

一、名滿全臺

民國四十年代曾在公路局工程部門服務的人，大概沒有人不知道黃仰賢這個名字。

黃仰賢先生於民國三十八年七月間，由其母校國立廈門大學推薦進入台灣省建設廳公共工程局公路組為實習生。時台灣省交通處公路局局長譚嶽泉先生就任伊始，奮發有為，認為要辦好公路局業務，必須做到：「人好、車好、路好」。惟公路局業務當時僅有公路客運及公路監理兩項，未達成「路好」目標，乃向省主席陳誠建議，將原屬公共工程局管轄之公路工程業務改歸公路局掌理，此項建議立即獲得省府採納。三十八年十月間公路局增設工務處，公共工程局公路組人員全部併入公路局工務處，黃仰賢先生乃進入公路局工務處工作，職位升為工務員。

民國三十九年秋，政府舉辦遷台後首次公務人員考試，黃仰賢先生獲取高等考試全國第一名，發榜之日各報均以頭條新聞報導，記者亦爭相採訪黃先生並刊載其照片及簡歷，於是黃先生乃名滿全台。民國四十年初，公路局升黃先生為幫工程司。

二、公費留學、基層服務

民國四十一年，黃先生參加公費留美考試獲取，四十二年三月赴美，由美國聯邦公路總局安排，先後在聯邦公路總局、阿肯色州公路局、密蘇里州公路局、維吉尼亞州公路局及聯邦材料試驗室共實習一年。民國四十三年三月返國，先在公路材料試驗室工作，稍後奉派參加公路西部幹線瀝青路面鋪設工程，擔任該工程之視察工程司。

三、公路局新工處道路工程課課長

民國四十四年，黃先生升任副工程司兼新工處道路工程課課長，四十八年升正工程司仍兼道路工程課課長，自實習生以至正工程司，前後歷時僅約十年，在公路局史上應為最快速之晉升，若非黃先生成績優異，曷克臻此。

自民國四十四年以迄五十年秋，黃先生擔任道路工程課課長共約七年，在此期間，黃先生對

* 本局前局長、省政府交通處處長、第二屆立法委員、行政院顧問

黃仰賢博士近影

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公路工程技術方面貢獻至鉅，茲舉其重要者分述於下：

（一）制訂道路工程標準圖黃先生在道路工程課長任內，制訂道路工程標準圖一巨冊，內分路線測量、設計、箱

涵、管涵、版涵、拱涵、路面、檔土牆及其他共八大類，共有標準圖 98 張。此對公路局以後之公路新建工程如中橫公路、北橫公路、南橫公路以及公路局各區工程處之各項修建、改善工程有甚大之助益。

公路局於民國八十年間曾編訂新版「道路工程標準圖」一巨冊，大部分仍沿用上述黃先生在道路課長任內所制訂之標準圖，分類亦沿用上述之八大類，僅增加「隧道」一類計有標準圖 36 張。新版道路工程標準圖共有標準圖 160 張，扣除隧道類 36 張外，其餘八大類新增者僅 26 張。

（二）中部橫貫公路改線測量民國四十六年，黃先生除

任新工處道路課長外，並兼橫貫公路工程總處計畫課課長，親自率隊辦理中部橫貫公路宜蘭支線改線測量，在深山叢林中披荊斬棘，歷時一年完成任務，備嘗艱辛。

中部橫貫公路分主線、支線及供應線三部分，總長為344 公里。主線自台中東勢至花蓮太魯閣，長 192 公里；支線自梨山至宜蘭，長 110 公里；供應線自霧社至合歡山啞口，長 42 公里。黃先生負責之支線改線測量工作，路線長達 110 公里，約佔全部橫貫公路總里程 344 公里百分之 32，改線測量工作順利完成對整個橫貫公路工程之重要性，自茲可見一斑。

（三）參與交通部公路標準規範制訂民國四十四年間，黃先生受聘交通部技術標準作業委員會研究委員。交通部於民國四

十九年底發布「公路標準規範」一巨冊，黃先生對此亦貢獻相當心力。

（四）兼任公路局美援小組組長橫貫公路完工後，工程總處撤銷，黃先生除仍擔任道路課長外並兼美援小組組長，負

責有關美援文稿的草擬及翻譯工作，曾動員組內工作人員，將台灣公路長期發展計畫譯成英文，裝訂成冊，以供美方參考。

四、出國重度學生生涯

民國五十年，黃先生獲美國維吉尼亞大學（University of Virginia.以下簡稱為維州大學或維大）助學金，是年秋赴美，重度學生生涯。

民國 46 年，率隊進行中橫公路宜蘭支線改線測量。中排左起第四人為黃仰賢隊長

Vol.33. No.6 Jun. 2007 臺灣公路工程第 33 卷第 6 期-273

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黃先生在維州大學進修，半工半讀，每週在維州公路研究會（Virginia Highway ResearchCouncil,為維大與維州公路局合設之機構）工作 20 小時，1963 年獲土木工程碩士學位。隨即受聘為公路研究會研究工程師兼維州大學講師，同時在原校繼續攻讀博士學位，1966 年獲得維州大學科學博士學位。

五、執教肯塔基大學 26 年

去美前黃先生曾在台灣大學兼授公路設計課程為期三年，對教學較有興趣，遂於 1967 年受聘為美國肯塔基大學（University of Kentucky,以下簡稱為肯大）助教授，因經常有研究論文發表，深受肯大當局肯定，兩年後即破例提升為副教授，並取得肯大永久聘書（Tenure）。1975 年升為肯大正教授並兼土木研究部主任。

黃先生在肯州大學服務長達 26 年之久，其傑出成就實非一般人所能及，茲舉其犖犖大端者分述於下：

（一）教學方面黃先生在肯大教學認真負責，深受學生愛戴，曾獲選為該校工學院傑出教授。

（二）學術研究方面每年都獲得聯邦政府或州政府研究經費從事有關公路路面工程及岩土工程之研究，研

究論文發表於美國著名工程刊物者前後達 70 多篇，此外由肯州大學校方刊印之研究報告亦有 20 餘種。

（三）學術服務方面加入美國 Sigma Xi 榮

譽學會、（該會由美國傑出科學家組成，參加入會須經會員推薦並嚴格審查，每期出版 American Scientistis 雜誌，以供會員發表研究心得）、美國土木工程師學會（ASCE）、美國工程教育學會（ASEE）為會員，並獲邀擔任美國國家科學研究院交通研究處（Transport-ation Research Board）瀝青混合料委員會委員、剛性路面設計委員會委員以及ASCE 岩土工程月刊編輯委員等學術職位。

關於學術服務方面值得特別一提者，乃是 1974 年黃先生向肯州政府申請一筆經費，進行露天礦廢料堆堤（Spoil Bank）之穩定研究。

肯塔基州當時為美國產煤最多之一州，但政府對煤礦廢料之堆置沒有規定要做穩定性分析。煤礦公司在山旁開挖取煤，把土石廢料隨意堆置，有高達數百公尺者，時過境遷，相繼發生崩塌，滿目瘡痍，慘不忍睹。

1974 年參觀肯塔基州某煤礦，蒐集研究資料。左起第二人為黃仰賢博士。


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1977 年美國國會通過「露天礦管理與整治法」，規定煤礦所有廢料堆置都要做穩定分析，以策安全。上述黃先生之研究成果正好派上用場，乃由肯州大學開訓練班，訓練技術人員如何作廢料之穩定性分析，每班 50 人，每月開班一次，連續數月，參加者極為踴躍，多係煤礦公司技術人員及顧問工程公司土木工程師，由黃先生親自主講，介紹簡易之穩定性分析法外並將其精心設計之電腦程式公開傳授。

由於上述訓練班講授煤礦堆置廢料穩定性分析之故，黃先生名聲遠播，許多公司遇有土坡穩定問題，都請黃先生為顧問。上述之電腦程式定名為 REAME（Rotational EquilibriumAnalysis of Multilayer Earthworks），經不斷改進，已成為土坡穩定分析常用軟體之一，由肯州大學公開發售。

六、重要學術著作

（一）土坡穩定分析（Stability Analysis of Earth Slopes）此書乃一本土木工程實用書，1983 年由美國 Van Nostrand 公司出版，美國土木工程

職業書社（Professional Civil Engineering Book Club）推薦該書為主要參考文獻，在美國頗為暢銷，1988 年北京清華大學出版社譯成中文出版，蘇聯某出版社亦譯成俄文發行。

（二）路面分析與設計（Pavement Analysis and Design）此書理論與實務兼備，1993 年由 Prentice Hall 書局出版，書中還提供了黃先生自己

開發的電腦程式，初版發行後已重印 9 次。1998 年中國人民交通出版社將此書譯成中文出版，封面註明該書係交通領域當代科技重要著作，由國家科學基金會資助出版。又該書已被美國九十多所院校擇為教科書（包括 University of California at Berkeley、University ofIllinois、University of Michigan、University of Texas at Austin、Georgia Institute of Technology及各州重點大學），亦足以顯示該書之學術價值。

1993 年黃先生以名譽教授自肯州大學退休，退休後繼續從事此書之修正工作，並於2004 年發行第二版。

（三）中國岩土工程學報精選（Selected Papers from the Chinese Journal of GeotechnicalEngineering）

本書係黃先生主編，1987 年由 ASCE 出版，該書為中美兩土木工程師學會 1985 年高層會談的結論，為提倡兩會合作，建議中方將 1985 年出版的「岩土工程學報」交美方挑選較有價值且適合美國口味的文章，由中方譯成英文，再交美方出版專輯，當時黃先生出任 ASCE 岩土工程月刊的編輯委員，奉命負責此事，當即成立挑選委員會，由黃先生為召集人，邀請六位華裔知名教授及學者為挑選委員，選出論文 19 篇，經中方同意全部譯成英文發表。黃先生並寫了一篇序言介紹該書出版始末及主要內容。

七、結語

筆者與黃仰賢博士同為 1949 年國立廈門大學土木系畢業生，筆者於 1949 年夏天來台，先在省立台中第一中學擔任數理科專任教員一學期，於 1950 年 3 月底始入公路局任實習生，對於黃先生服務公路局 12 年期間在公路工程上之卓越貢獻常縈於腦際，對於黃先生赴美進修後之傑出學術成就尤感欽羨，黃氏真才、實學，故不論居台、居美均能發揮其光芒，造福於社會，景慕之餘乃草成此一短文，以彰顯此一傑出工程師學者對社會之卓越貢獻。


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參加舊金山 2006 年臺美橋梁工程研討會紀事

王韻瑾*

摘要

由交通部高速公路局與台灣營建研究院共同辦理〝2006 年臺美橋梁工程研討會〞，旨在維持

臺美雙邊對於橋梁工程之持續性的專業新知交流，除了使我們了解美國加州交通廳（CALTRANS

OFFICE）官方單位對於橋梁工程之修復補強技術或新施工法或災害搶修及處理原則，並了解如

何編列工程預算、發包原則與採購程序…等。美方亦希望藉由橋梁工程研討會了解臺灣在位處於

地震帶，所處於高危險地震區對於橋梁工程之設計規範與概念，及震後災害之危機處理原則或措

施。參訪行程包括橋梁工程建設、道路邊坡坍塌災害處理、高強度輕質混凝土應用於橋梁工程、

自然生態景觀道路參觀、美國加州交通廳之橋梁管理維護制度與系統、橋梁工程修復程序與原則

及服務管理…等，並了解美國對於道路環境生態保育的重視與管理；皆可提供基層工程人員參考

之學習與借鏡，並進而提昇專業素養與增廣見聞，作為將來對於公路橋梁設計規劃與道路景觀生

態保育之參考！

關健詞：災害搶修、錨錠、複合災害、橋梁工程、生態工程、換底工法

一、前言

台灣位處於歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊交界，位居環太平洋地震帶中段，自十七世紀中葉臺灣有史以來，各地即有地震災害之記載，地震發生相當頻繁，且每年夏、秋季之颱風頻傳，造成天然災害之侵襲，更增加橋梁損壞的機率；為維護橋梁之安全與功能，對於橋梁之維護安全評估或檢測，甚或維修補強皆是刻不容緩的工作。對於公路路線規劃時，因橋梁工程常常需要跨越河谷、河川、高速公路或特殊地形…等自然環境，尤其目前經濟部水利署規定在跨越河谷、河川等仍需辦理水理分析評估，除考量橋梁之結構型式設計，亦應考慮施工造成生態環境的影響層面及如何融合現況之自然景觀，並符合生態工程，進而節省工程經費及減少對自然生態環境影響與交通運輸的衝擊。

本次研討會與美方共同研習的目的，藉由雙方之研討內容包括橋梁工程沖刷之維護管理的經驗交流與資料庫之建立、橋梁延壽技術之開發、橋梁工程快速興建法、混凝土養護之自動化與施工品質之改善…等，進而了解複合災害防制研究、生命週期成本分析研究與橋梁工程技術研發與交流；來提昇國內對橋梁工程之專業規劃設計、施工技術研發及工程施工品質等，並參考學習美方對自然生態環境的重視與執著。本次參訪 2006 年臺美橋梁工程研討會人員，係由本局陳局長帶領，各單位推薦後簽奉核派養路組道工科蘇科長文崎、第二區養護工程處高處長邦基及筆者參

* 公路總局第一區養護工程處工務課課長


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加，本次參訪除參加雙方交流之橋梁工程研討會與道路邊坡災害復建工程…等，另美方特別安排我方參加 2006 年橋梁耐震設計研討會，提供我們參與橋梁耐震設計會議，並參與其安排的橋梁工程參觀，皆是提供與會者實質之施工經驗參訪學習機會，藉此提昇基層工程人員之專業素養與開拓視野，應有助於日後對於橋梁工程之規劃設計、維護管理、修補復建之管理知能及落實生態環境保育的觀念。

二、研討會內容概述

本次參訪除參加 2006 年臺美橋梁工程研討會及參訪美國加州交通廳，另順道參加美國第五屆公路橋梁耐震設計研討會，參與該公路橋梁耐震設計研討會特別安排乘座快艇之工程參觀，為美國加州舊金山灣區內較具特色之五座橋梁。舊金山灣區域之所屬橋梁如下表 2.1：

表 2.1 舊金山灣區域之所屬橋梁一覽表舊金山灣區域之所屬橋梁

南北方向之聯絡橋梁東西方向之聯絡橋梁跨越舊金山灣區域之所屬橋梁Golden Gate Bridge

Carquinez 大橋

Benicia-Martinez 大橋

Antioch 大橋

Richmond-San Rafael 大橋

Bay 大橋

SanMateo-Hayward 大橋

Dumbarton 大橋

Upstream Carquinez 大橋

Richmond-San Rafael 大橋

Downstream Golden Gate 大橋

2.1 2006 年臺美橋梁工程研討會會議內容第二屆臺美橋梁工程研討會為期兩日，討論之議題涵蓋橋梁維護策略、複合災害

(multi-hazard)、先進技術等相關論文，內容相當廣泛且豐富。針對研討會中所發表文章之統計如下：一、本次研討會之議程安排自每日上午 8 點至下午 4 點 30 分，議程相當緊湊。由美方代表 Myint

Lwin 發表之 “US Highway Bridge Program” 揭開序幕，後由我方及美方講者交互輪替，共發表橋梁工程相關論文計 23 篇。會議發表論文由我方介紹：國工局發表〝SCC 於橋梁施工之應用〞及〝高速公路橋梁結構自動工法—預鑄節塊工法之運用〞，介紹有關 SCC 在臺灣橋梁工程使用之情形與特性運用，及預鑄節塊工法之運用，高工局發表有關〝中山高速公路河川橋之改建橫移工法〞，係八掌溪橋、曾文溪橋…等之橋基保固與改建橫移工法之技術。CECI（中華顧問工程司）則介紹目前國內使用光纖監測於橋梁沖刷安全之應用；昭凌顧問公司介紹有關〝中沙大橋下游潛堰因敏督利颱風損害修復工程〞，如何進行潛堰之維修工作；T.Y.Lin說明臺彎的高速公路橋梁工程在地震後如何改進修復情形。台灣營建研究院則介紹有關臺彎地區橋梁主要受損劣化原因分析與探討、豪雨引發河床提升對橋梁結構之影響及災後中斷橋梁搶通工法、長跨距之混凝土橋梁變形探討等。本局則為臺 1 線溪州大橋橋墩基礎換底工法技術探討、地震後橋梁補強及檢核技術探討等。

美方則由 Myint Lwin 介紹〝US Highway Bridge Program〞、Barton Newton 發表〝BridgeManagement in California〞、Steven Mahin 之〝Self—centering Bridge Components 〞，BrianH.Maroney 介紹〝Toll Bridges in Bay Area〞，Michael M.Sprinkel 介紹〝Bridge Deck Overlays〞，George C.Lee 之〝Development of a Multi—Hazard Compendium for Extreme Events


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Assessment﹐Calibration and Comparison〞，Hanna Kassis 之〝Near—Fault considerations 〞，Harry Allen Capers 介紹〝New Jersey standards for Scour Conntermeasures〞，Amjad Aref 介紹〝Seismic Performance of Precast Prestressed Segmental Concrete Bridge Columns（Acceleratedconstruction in high seismic zone）〞及 Ben Tang 發表〝Effective Decision Making Framework〞…等。依論文之屬性，可分為以下幾類：1. 橋梁計畫之規劃(planning)與執行(operating)：美方及我方各發表 3 篇，共計 6 篇論文。2. 橋梁維護之議題與案例研究：由於我國於複合災害之經驗豐碩，如沖刷、地震，故於本

次會議中提出相當數量之案例研究，供美方分享經驗。此類型論文共計發表 9 篇。3. 先進技術：包含沖刷監測、自充填混凝土(SCC)材料、節塊施工方法等先進技術之相關論

文共 7 篇。

二、雙方合作模式之討論：除以上具體之論文發表外，美方李博士(George Lee)於演說中為臺美雙方未來可合作之模式，提出了良好的引言，並獲得雙方熱烈之迴響與討論。李博士認為，臺美雙方應由這兩年的互相瞭解及經驗初步交換，進而邁向更明確的實質共同合作。至於雙方未來合作模式之建議方案，針對美方李博士所提引之議題，我方亦同時間給予相當大之善意。並於第二天之討論中與美方交換意見，經討論後獲致以下之合作模式包括：（1）短期合作活動之建議：

沖刷防護之經驗與資料交流資料交換資料庫之建立橋梁延壽技術之開發橋梁快速興建法之交流混凝土養護之自動化與品質之改善

（2）長期合作活動之建議：組成複合災害防制研究之工作群推動相關教育與訓練課程（包含人員之交流）組成生命週期成本分析之研究群建立長期技術簡報之交流

圖 2.1.1 Myint Lwin 發表論文圖 2.1.2 Barton Newton 發表論文〝US Highway Bridge Program〞〝Bridge Management in California〞


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圖 2.1.3 Phillip Yen 發表論文圖 2.1.4 Harry Allen Capers 發表論文〝New〝Near—Fault considerations〞 Jerseystandards for ScourConntermeasures〞

三、工程參訪經過

3.1 第五屆美國公路耐震研討會－工程參訪Boat tour San Francisco Bay （Technical tour of NSC ）1. Richmond－San Rafael Bridge

Richmond－San Rafael Bridge 是屬於美國加州舊金山灣區最北端，橫越東西向之橋梁，連接東部 Richmond 及西部 San Rafael，其橋梁長度約為 8.9 公里，在 1956 年通車時，在當時是世界上最長的橋梁之一。為鋼構材料建造，且已歷經 50 年，仍持續提供道路交通服務。

圖 3.1.1 Richmond－San Rafael Bridge 地理位置空照圖


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圖 3.1.2 Richmond－San Rafael Bridge

2. Bay BridgeBay Bridge 是跨越舊金山灣區，連接 Oakland 和 San Francisco，每天交通量大約為

270,000 輛，橋梁包括二個主要跨徑連接一個中央海島（Yerba Buena 海島），西部段終點為舊金山，含二座吊橋，二座吊橋間係以一塔式的端點連接，東部終點為 Oakland。1989年 10 月 17 日，曾發生芮氏規模 7.1 的 Loma Prieta 地震，部份橋梁坍塌，為符合橋梁耐震規範及修復工程，在本橋梁的東端作了最大的修改，並在細部構件接合點，將原始之錨釘作更換，在繫條與其它次要構件作改變，來增加材料的強度與補強，以因應符合橋梁耐震設計規範及未來遭逢地震之耐震能力。

圖 3.1.3 Bay Bridge 地理位置空照圖


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圖 3.1.4 Bay Bridge

圖 3.1.5 1989 年地震後橋梁坍塌情形圖 3.1.6 Bay Bridge

圖 3.1.7 Bay Bridge 細部構件接合情形圖 3.1.8 Bay Bridge 細部構件接合情形


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3. West Spans Bridge本橋梁為 1936 年施工完成，當時花費經費達 7,700 萬美金來建造，為雙層吊橋式，

遠眺宛如二座吊橋，中間橋墩式係作為錨錠，目前由美國加州交通廳編列預算 1,600 萬美金辦理鋼構件部份腐蝕修復及基礎保固水泥混凝土修復工作，另以經費達 1 億美金來辦理上部結構之修復，包括吊索檢測、消能器更換、地震偵測儀及一般橋梁檢測評估分析工作。

橋梁歷經達 70 年，仍持續提供城市間往來的重要交通幹道。

圖 3.1.9 West Spans Bridge

4. New Carquinez Bridge /Alfred Zampa 紀念橋梁（吊橋）

圖 3.1.10 New Carquinez Bridge /Alfred Zampa 地理位置空照圖


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New Carquinez Bridge /Alfred Zampa 紀念橋梁（吊橋），全長 1.06 公里，屬 I-80 州際公路跨越 Carquinez 海峽，並連接 Vallejo 與 Crockett 的平行橋梁，原有兩座橋梁結構南下線(I-80 west)為三車道懸臂桁架結構；其中一座橋梁為 1927 年建造，原始的橋梁為鋼懸臂式橋梁，為舊金山灣區重要道路運輸服務之第一主要橋梁。另一座橋梁於 1958 年建造，寬 15.86 公尺，長 1,006.5 公尺，高 39.65 公尺，每日交通量 104,000 輛，係為沿著平行原始 1927 年建造之橋梁，是交通量持續增長之北上線(I-80 east)重要橋梁，屬四車道懸臂桁架結構式橋梁。

Carquinez 大橋因新建吊橋已完工，現在正進行拆除，美國加州交通廳工程師認為本橋梁須進行耐震補強以確保在 Franklin 斷層可能引起的 6.5 級地震中，可減少嚴重傷亡。其補強工作包括: 加強或置換上部結構之桁架構件、加強南端五號橋墩基樁、補強北端橋台、加強 Crockett 交流道和引道結構…等。另新建吊橋為 2000 年 1 月開始建造，於 2003年 11月開放通車，這座新橋梁被命名了 Alfred Zampa 紀念橋梁，吊橋長 1,059.57公尺, 高46.97 公尺, 橋塔高 131.15 公尺（主跨約 728 公尺，側跨分別 150 公尺、180 公尺）,有三車道為一般車道，一車道為高乘載車道及一人行或自行車道，其係依據百年大地震之設計原則來規劃建造，耗資約兩億美元，其每日交通量約為 116,000 輛。本橋梁興建時係以步行者和自行車道路為主要特色來建造，而使舊金山灣地區亦盤旋有腳踏車足跡。

參觀時正遇到該舊橋正在拆除，其拆除係一片一片鋼構材料，由螺栓部份等緩慢拆卸，非一般拆除工程將其全部打除丟棄，據了解美國之鋼構材料雖不致於缺乏，惟其對於材料再生利用及生態環保具相當程度之概念，亦不隨意將本橋梁鋼構材料任意浪費，值得我們參考學習。

圖 3.1.11 Carquinez Bridge


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圖 3.1.12 Sacramento 區域之 I-80 州際道路圖 3.1.13 Carquinez Bridge

圖 3.1.14 Carquinez Bridge 圖 3.1.15 正在拆除之 Carquinez Bridge橋梁橋墩基礎維護防撞情形

5. Golden Gate Bridge

圖 3.1.16 Golden Gate Bridge 地理位置空照圖臺灣公路工程第 33 卷第 6 期-300 Vol.33. No.6 Jun. 2007

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Golden Gate Bridge 是美國舊金山市的象徵，在大霧、強風、岩石及巨浪的包圍下，位於跨越舊金山灣區，臨太平洋，北端接加利福尼亞，南端接舊金山半島，有巨型鋼塔高342 公尺，其高出水面部份為 227 公尺，相當一座 70 層建築物，離海平面約 67 公尺，鋼塔之間的最大跨度達 1,280 公尺，為世界上所建造大橋中罕見之單孔長跨距大吊橋之一，其塔的頂端為兩根直徑為 92.7 釐米，重 2.45 萬噸的鋼纜相連。本橋梁係由 Strauss JosephB 於 1917 年提出構想與設計，並於 1937 年 5 月 27 日完工開放通車，其橋柱為 228 公尺，橋長約為 3 公里；當時花費約 3,300 萬美元，其吊橋塔由數以千計的鋼條組成，吊索（Cable）長 2,333.25 公尺，每條 Cable 都為 8,311.86 公尺，如鉛筆般粗的鋼纜（Wire）糾結而成。由 Marin County 一路到 San Francisco，它能承受 21 英呎（水平）及 10 英呎（垂直）幅度的搖晃，並可承載六線道之各式大小車輛，以及站滿了人行道的人群，屹立於狂風巨浪而不搖。

Golden Gate Bridge 據說 1933 年在 Marin County 端碼頭開工，原先計畫在水平面以上的堅硬岩石上建造橋墩，由於地質學家認為這樣的結構將無法經得起地震，最後 Strauss才同意將北面橋基加深至地表下 30.5 公尺，並深入岩層中 10.675 公尺，南面的橋墩在整個建造過程中，最困難之部份橋墩必須構築在距岸邊 366 公尺，水深 30.5 公尺之處，報告指出，在這樣深度潛水能見度是零；而潮汐、漩渦、暗礁等更使得工程難度大大的提高，為解決水的問題，工程人員構築總高度 750 英呎，露出水面 15 英呎的混凝土框，將海浪與潮汐隔離之後，把海水抽出來，工程人員就在混凝土框中，將鋼筋結構的橋墩建造在這個混凝土框內，等鋼筋結構的橋墩完成後，再安裝管道使海水流入，在橋墩內部進行對流，以減少海浪的衝，並達到防震的效果。

Golden Gate Bridge 是美國加州唯一不受州法管轄的橋梁，目前係由 Golden GateBridge Highway and Transportation District 管理與維護，所收取的 3 塊美金過橋費，主要用於大眾交通運輸、渡口及公車等服務，每年通過橋梁的車輛約有 4,200 萬輛，它以簡潔的線條、亮麗的色彩、筆直的橋身外型及與大自然環境美景融合，在全美近 60 萬座的橋梁中，享有首屈一指的美譽。

圖 3.1.17 Golden Gate Bridge 圖 3.1.18 Golden Gate Bridge


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圖 3.1.19 Golden Gate Bridge 修復中圖 3.1.20 Golden Gate Bridge

圖 3.1.21 Golden Gate Bridge

圖 3.1.22 舊金山灣區興建中的橋梁圖 3.1.23 舊金山灣區興建中的橋梁臺灣公路工程第 33 卷第 6 期-302 Vol.33. No.6 Jun. 2007

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3.2 Devil’s Slide 坍滑整治現場觀摩Devil's Slide 稱之魔鬼坡或惡魔坡，其名係因其陡峭之風化岩壁的海岬地形而來，介於

太平洋與半月灣(Half Moon Bay)間 San Mateo 市的海岸線上，如圖 3.2.1 所示。其自然坡度達 30~70%，此處之氣候屬於地中海型氣候，日夜溫差和季節溫度相差不大，但是濕度相對較高。北側山區之植披以灌木叢為主，其中並散亂著雜草及光禿之岩石，並有數座牧場。

圖 3.2.1 魔鬼坡之空照圖

魔鬼坡（Devil's Slide）位於加州 1 號公路上，位處於 Montara 和 Linda Mar 兩個城鎮之交通要道之間，該路段為 1935 年所興建，常因雨季時之山崩落石造成道路阻斷，並以 1995年最嚴重，幾乎摧毀這條道路，封閉時間長達 158 天，花費近 300 萬美金進行修復，如圖3.2.2~3.2.5 所示。而今年 4 月 2 日淩晨又因連日豪雨而產生崩塌，造成路面嚴重開裂下陷坍滑，經過一連串噴漿加勁之護坡措施後，於今年 8 月恢復通車，其中較為特別的是，為因應當地居民與環保人士之要求，為避免水泥護坡的顏色影響景觀，特將整片護坡噴為與原地貌相同之顏色，如圖 3.2.6 所示。


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圖 3.2.2 道路邊坡災害修復情形圖 3.2.3 道路邊坡災害修復情形

圖 3.2.4 魔鬼坡 2005 年災損情形


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圖 3.2.5 魔鬼坡 2005 年災損情形圖 3.2.6 魔鬼坡噴漿護坡上漆後之情形

於 1958 年有人提出繞道 Montara Mountain 的計畫，但由於環保人士的反對而終止，而大多數之環保人士亦認為隧道為一最可行之方案，如圖 3.2.7 所示。經過一連串爭議後，其間並經過長達 30 年的環境影響評估，於 1996 年 11 月 5 日由 San Mateo 市民以 76%的同意票通過以興建隧道來取代繞道計畫，其環境影響評估範圍包含濕地、野生動物、植物、噪音、景觀衝擊等分析評估。

圖 3.2.7 替代隧道示意圖

此工程稱為魔鬼坡隧道計畫(Devil’s Slide Tunnels Project)，為一雙孔隧道，每孔寬 9.15公尺、長 1,281 公尺，各為一線道及一個路肩，工程將以新奧工法施工，預計將花費 1.8~2億美金，工期約為 24 個月連續施工；本工程之特點如下。


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1. 雙向隧道長度大約為 4,200 英呎，寬度為 30 英呎。2. 每一個隧道有一車道及路肩3. 隧道內有 11 個交叉相連之通道及 3 個地下空調設備室4. 在每個終端（點）有 24 小時明亮（反光）轉換的照明系統5. 在每個隧道內設有 16 個 3.5 英呎直徑之噴氣式風扇提供隧道內通風功能6. 備有火災偵查狀況及抑制系統（自動噴灑系統）7. 一氧化碳（CO）及二氧化氮（NO2）偵測系統8. CCTV 攝錄監視系統及緊急事件公用電話箱系統9. 電子訊息告示牌顯示安全及警示訊息系統10. 超高車輛偵測系統11. 具備氣象系統12. 每一方向之隧道皆設置自行車道13. 超過 60 萬立方之材料挖掘及 3 萬車次的運輸

而在南側則將道路線型直線化以提供安全地進出隧道的環境，而此處約有 1/4 英哩將以土壤回填的方式建造路堤。此隧道預計於 2011 年完工，屆時將因此隧道工程完工後而將原有 1 號公路一分為二，而有了 70 英畝之地區可提供為停車及觀光用地，而加州交通廳(Caltrans)亦將在本工程中持續進行各項環保監測及工程監督。

圖 3.2.8 惡魔坡南洞口隧道示意圖圖 3.2.9 南洞口示意圖

圖 3.2.10 北洞口施工情形


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北側以長 305 公尺之兩座高架橋連接 1 號公路，主跨長約 135.73 公尺，橋柱高約 38.13公尺，並在 Shamrock 牧場跨越山谷，如圖 3.2.11 所示。其結構型式為混凝土箱型梁，並以場鑄節塊懸臂工法施工，此工程將花費 4000 萬美金及 24 個月的時間，將於 2008 年中旬完工。

圖 3.2.11 北側高架橋完工示意圖本工程與國內工程最大之差別在於，美國對於環境生態之保護特別重視，其為避免工程

施工、機具對自然景觀、野生動植物的破壞，特別經過環保專家之研究下，劃出環境影響線，並以紅色醒目之圍籬將其區域間隔開，如圖 3.2.13 所示，以確保所有之機具、人員儘可能於此範圍內施工。另本工程隧道開挖係以 TBM 進行挖掘，在工程進行前之鑽探工作，則係以直昇機飛至山頂進行相關鑽探工作。另據了解該隧道內之路面為瀝青混凝土路面，包括 80公分厚之碎石級配料，20 公分厚之瀝青混凝土。

圖 3.2.12 現場 Caltrans 主辦工程師進行解說


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圖 3.2.13 現場標示紅色圍籬之環境影響線3.3 生態景觀公路參觀

行程安排參觀生態保育公園－羅林山紅木森林國家公園，搭乘蒸氣火車沿途欣賞加州廣大的保育紅杉木,該紅杉木群皆有百年歷史，園區並有許多原生種植物、生物與動物，一路上有著許多松鼠、蟲鳴鳥叫，非常原始的生態保育紅杉木森林國家公園。接著前往參觀舉世聞名，有最美麗的生態景觀道路之稱，位於蒙特里半島內的〝十七哩黃金海岸〞，此區是加州中部海岸景緻最特殊，也最具代表性的景觀公路，由情人岬往南走，沿途皆是生態景觀自然地形，沿途有天然形成的海岸線、蓊鬱的山林、詭譎的海蝕奇景，更有不同的動、植物與自然生態景觀；尚有一棵生長在海岸線懸崖的柏樹，已有五百年的高齡，海岬陡峭嶙峋，柏姿飄逸靈動。十七哩黃金海岸可稱得上相當絕美的自然生態景觀公路，亦讓我們同時感受到美國生態工程的具體成果。

圖 3.3.1 生態景觀道路自然地形圖 3.3.2 五百年高齡的柏樹


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圖 3.3.3 Sacramento 之道路指示標誌圖 3.3.4 Reno 山區道路施工中之交維情形

圖 3.3.5 Reno 山區道路邊坡以塊石疊堆

3.4 參訪美國加州交通廳（CALTRANS OFFICE）拜會美國加州交通廳主管長官及參訪其下工程服務組(Division of Engineering Services)及

工程維護管理組(Division of Maintenance)兩大部門。由總工程師 Richard Land 代表接待，並交換雙方對於道路橋梁之管理經驗。


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圖 3.4.1 陳局長晉源致贈紀念品予總工程師 Richard Land

圖 3.4.2 參訪人員於美國加州交通廳合影


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3.5 舊金山灣區橋梁工程 Benicia-Martinez Bridge 參訪一、工程背景

為改善灣區交通，減低原 Benicia-Martinez Bridge 之交通負荷量，灣區內九個城鎮之居民，於 1988 年 11 月投票通過提高舊橋過路費為 1 元美金，以籌措經費來改善當地的交通。

由原橋之主管單位 -美國加州交通廳 (California Department of Transportation,Caltrans)負責新橋之設計、施工及營運，並由 Contra Costa 郡及 Solano 郡之交通主管機關與 Benicia 和 Martinez 市共同規劃 new Benicia-Martinez Bridge Project。

二、基本資料業主: Caltrans主承包商: Kiewit設計單位: T.Y. Lin International/CH2M Hill, a Joint Venture施工工程師: Parsons預力協力廠商: Schwager Davis, Inc.吊運協力廠商: VSL

圖 3.5.1 New Benicia-Martinez Bridge 地理位置空照圖

三、工程概述New Benicia-Martinez Bridge 為一興建中之橋梁，其位於加州 680 州際公路上，跨

越 Carquinez 海峽，連接 Benicia 市的 Solano 郡和 Martinez 市的 Contra Costa 郡，其位於原 Benicia-Martinez Bridge 和 Union Pacific 鐵路橋的東側並與其平行，為一南北向橋梁。全長約 2,680 m (包含南北引道)，主橋長 2,176 m，最大跨度 200m（一般跨度 161m），寬 25.5 m (包含附屬設施)，包含 5 個 3.6 m 寬的車道(4 個混合車道及 1 個慢車道) 及一


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個 3 m 寬路肩，橋梁工程包含 11 支橋柱，以平衡懸臂工法施工，上部結構為預力箱型梁，共有 344 個節塊，梁深 4.5 m~11.4 m，採用高強度輕質混凝土(抗壓強度 10000psi、單位重 2.0)，本工程總經費為$10.57 億美金，包含收費站及行政大樓，本工程預計 2007年春天完工。

圖 3.5.2 Benicia-Martinez Bridge 施工情形圖 3.5.3 Benicia-Martinez Bridge 施工情形

圖 3.5.4 橋墩施工情形圖 3.5.5 基樁施工情形

圖 3.5.6 橋面版施工情形圖 3.5.7 橋面版施工情形臺灣公路工程第 33 卷第 6 期-312 Vol.33. No.6 Jun. 2007

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圖 3.5.8 現場工程師解說施工程序圖 3.5.9 現地設置混凝土預拌廠

圖 3.5.10 已完成之引道圖 3.5.11 預力箱型梁內部

圖 3.5.12 進入預力箱型梁內部參觀圖 3.5.13 進入預力箱型梁內部參觀

圖 3.5.14 預力箱型梁之後拉鋼絞線圖 3.5.15 尚未閉合之節塊


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圖 3.5.16 未來營運用之檢測工程車圖 3.5.17 兩個懸臂端之鉸接承

圖 3.5.18 施工中之橋梁檢查工作車圖 3.5.19 以船載運水泥混凝土

圖 3.5.20 Benicia-Martinez Bridge 圖 3.5.21 Benicia-Martinez Bridge之模組型伸縮縫之橋面版打毛情形

圖 3.5.22 Benicia-Martinez Bridge 圖 3.5.23 Benicia-Martinez Bridg 之之施工情形護欄鋼筋以環氧樹脂塗佈


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圖 3.5.24 Benicia-Martinez Bridge 之圖 3.5.25 Benicia-Martinez Bridge鋼鉸線預留孔施工情形之箱型梁內部情形

圖 3.5.26 Benicia-Martinez Bridge 圖 3.5.27 Benicia-Martinez Bridge之預留管線孔之橋梁固定端、活動端

圖 3.5.28 Benicia-Martinez Bridge 之圖 3.5.29 Benicia-Martinez Bridge橋梁基礎皆有保護防撞措施之橋梁檢測工作車

圖 3.5.30 Benicia-Martinez Bridge 之圖 3.5.31 Benicia-Martinez Bridge 之施工人員作業中施工人員附掛安全索處


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四、橋梁工程特色：1. 橋梁工程使用高強度輕質混凝土，一般國內尚無使用輕質混凝土運用於橋梁工程，

其使用可減輕 25%自重，且橋梁跨距可加大，惟應注意輕質混凝土之孔隙率較大，溫度差可達 20℃，需特別注意施工中各項施工品質及控管原則。

2. 現場各項結構物使用之鋼筋，美方為避免鋼筋鏽蝕，皆使用環氧樹脂來塗怖保護鋼筋。

3. 箱型梁內淨高約 20 ~40 呎，淨高夠高可提供橋梁工程完成後，維護管理單位之養護人員便於隨時進入進行一般性維護工作。

4. 箱型梁內設置有監測系統，作為檢測橋梁變位、乾縮潛變、溫度或鋼筋腐蝕情形…等，作為爾後橋梁後續維護管理工作並易於養護及橋梁檢測。

5. 箱型梁內每一跨徑內部皆設置適合該跨徑之維修工作車，作為將來橋梁維護管理、檢測評估、一般橋梁檢測…等工作時使用。

6. 本橋梁工程所使用之水泥混凝土，該混凝土配合設計係使用掺料，包括化學、礦物質、飛灰等材料掺添於混凝土。（其坍度控制在 5 英吋）

7. 橋梁工程設計係使用高強度輕質混凝土，因恐將來在橋梁預力消失時，在接合點會有沉陷情形，造成橋梁面下陷、路面不平整狀況，故需預留預力鋼鉸線，以後拉法方式，再次施作第二次拉預力。

8. 橋梁每一跨徑亦有分固定端、活動端，另有設置軸向伸縮。9. 橋梁工程施工與國內一般橋梁工程施工不同，其施工先行施作進橋板部份，將來路

面較為平順、平整，國內橋梁工程施工皆先施作橋梁，最後再施作進橋板。10.橋梁工程施工所使用橋梁檢查工作車，屬輕巧易操作型，經詢問工地主任，一部約

需 20 萬美金。11.橋梁工程未完工，即將收費站部份施工完成，與國內橋梁工程施工程序有點不同。12.橋梁工程施工現場保持清潔，且各式機械機具皆停放整齊。13.橋梁工程施工現場勞工安全皆依相關規定確實實施，並注重勞工安全作業，使得監

工人員及施工場所皆安全無虞。14.橋梁工程橋面板之混凝土面為縱、橫向打毛，增加摩擦力。

四、心得與本局值得借鏡處

本次參加 2006 年臺美橋梁工程研討會及參訪橋梁與道路工程，學習到頗多橋梁工程之施工程序與橋梁維護管理，亦有許多與國內執行方式、觀念與作法有所不同。同時也將所見聞或感想與值得借鏡的地方分別敘述如下：

1. 在山區道路邊坡坍塌修復工程，該邊坡修復工程，並無特別修築相當堅固式的水泥混凝土擋土牆，多數僅以塊石疊堆方式來處理道路邊坡坍塌。

2. 路程中有多處山區道路正辦理道路施工，其交通維持設施良好，明顯易於辨認，也提供用路人之行車安全視距與環境。

3. 在美國加州高速公路上發現其內側車道，設置有一車道為專用車道，行駛該車道之規定需為乘客 2 人以上方可行駛該車道，且其有時段性之限制，為早上 10 點至下午 16 點間，如未遵守該規定，警方將開單告罰，（惟一路上皆未見警察巡邏或定點監測情形）應屬於高承載管制之一種管制且是於非尖峰時間才實施。

4. 高速公路之中央分隔島，並未如國內之高速公路由北而南均設置綠美化綠帶，亦非由北而南皆設置紐擇西式護欄；其實頗多採取自然式斜坡植草或未設置綠帶或就一般自然形成未刻意植草綠帶，可能在觀念上認為〝自然就是美〞，又可節省綠美化景觀之經費，不會有遮擋視野景觀之疑慮。另方面，個人認為其雖未在中央分隔島帶種植綠帶，任其自


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然長草，非一般景觀，但也有一番蕭瑟之美！尤其在秋、冬之際，呈現不同季節之氣氛與景象，帶給人們更多暇想。

5. 在維護道路安全方面之紐擇西式護欄較少，大多為鋼鈑護欄或鋼索式護欄，其高度亦非如國內皆為 85 公分高，有 60 公分以下較多，且在高速公路兩側，該鋼鈑護欄大多皆已鏽蝕為深褐色，惟未見其有更換工程進行。

6. 高速公路道路邊坡並未特別種植綠美化或刻意修剪整齊，據了解美國加州在每年 9 月~11月為舊金山之乾旱期，所以在自然綠帶見到綠帶部份，皆已枯萎呈金黃色，任其自然生長；亦未特別整理或修剪，呈現秋、冬不同季節之景象。

7. 舊金山 Golden Gate Bridge 是相當聞名的一座景觀橋梁，其有地標性的橘紅色色彩，有如臺灣位於台北之關渡大橋；較感到好奇的是，其位於舊金山灣區內，常見應有雨季、大霧、高溼度、海風鹽份等之問題，該橋梁之鋼構防鏽蝕及塗裝應是頗重要之課題，據了解該橋梁之油漆工程，可以說是常年皆在進行中，由於該橋梁長度達 3 公里，每一循環油漆工程可能約在 10 年左右，且除了油漆、防蝕工程外，其亦需作固定的橋梁檢測及維修，其工作相當辛勞！其經費來源為政府（含中央單位及州政府）部份、收取過橋費用（5 塊美金）及私人提供費用等，面對這麼龐大的需求經費與長度達 3 公里長之橋梁，應有一專業的技術顧問團隊，針對橋梁特性與特殊結構作專業性的長期規劃橋梁檢測與定期性之結構維護工作。

8. 美國舊金山有相當多的鋼構式橋梁，對於鋼構拆卸後之再利用，亦是相當有環保概念，本次參觀之幾座鋼橋中，除了 Cavquinez 大橋正在拆除，有些許鋼構表面層出現鏽蝕現象，餘皆未有鏽蝕現象，應是加州交通廳之定期維護工作做得不錯，可惜本次未能真正了解該鋼構式橋梁（或吊橋）之防蝕是否有規劃幾年需作一次油漆或除鏽工作，其維護程序為何？

9. 在參訪多座橋梁中，其橋墩基礎皆有作保護措施，應是在美國舊金山灣區內，人民愛好自由，崇尚休閒活動，有許多人民皆擁有私人帆船或快艇，為防止橋墩基礎遭受撞擊或破壞損傷，故皆在行水區內之每一座橋墩基礎施作防護措施。另已有部份橋梁之橋台面亦使用景觀造型的砌石塊狀。

10.從惡魔坡之施工了解美國對於生態環保、保育動植物等工作相當重視，對於環境影響評估亦長達 30 年，並經人民投票同意才施工，其尊重民意、重視民意，相對地，人民對於政府所建設之工程也投以高度的信任，也相信惟有興建隧道工程來取代繞道計畫，才是對用路人之行車安全作最大的保障。

11.Benicia-Martinez Bridge 使用高強度輕質混凝土，值得國內土木工程人員特別注意其工法之成效為何、施工程序、施工時應注意之品質及後續完工後之養護與維護管理等，是否有其特殊程序或其它需再處理的部份，值得我們繼續觀察與學習！（行程中，由陳局長提醒我在本局西濱快速公路即將有一標工程將使用輕質混凝土，屆時除可以增加親身學習觀察之機會，並顯示本局之橋梁工程也在日益更新，同時將新的施工法納入工程使用中，以提升本局土木工程人員之專業素養。）

12.橋梁工程之箱型梁內部高度達 20 ~40 英呎，淨高度夠高，是有利於爾後橋梁接養單位之維護管理工程人員在做一般性橋梁檢測或特殊橋梁檢查時，進入箱型梁內部進行例行性檢查；且箱型梁內部更有設置不同跨徑之維修工作車，亦是便於日後維護管理者使用。

13.Benicia-Martinez Bridge 在材料方面，橋梁工程使用水泥混凝土配合設計內，除有添加化學劑、礦物質之掺料外，另還添加有飛灰，在如此大型與重要性十足的橋梁，亦有使用飛灰材料，不似國內飛灰有一定之使用限制，另一方面可能國內的飛灰品質，仍需特別注意材料品質。

14.在 Benicia-Martinez Bridge 之伸縮縫型式，使用模組型伸縮縫，並未限用此類型之伸縮


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縫，顯示此類型之伸縮縫在國外仍持續使用中，並在橋梁工程未完全施工完成即已先行施工完成。

15.美國加州政府也面臨政府預算愈來愈少，在有限經費不足下，亦有部份道路、橋梁之維護經費，可能傾向除州政府提供些許經費，另由地方自籌養護經費及私人提供經費來做為道路、橋梁之維護管理經費，再由收取之過路（橋）費用來填補平衡經費。

五、結論與建議

期望藉由與美方參訪交流之機會，作為雙方有關道路、橋梁之災害搶救處理，資料庫之建立及道路、橋梁與邊坡沖刷防護處理原則之經驗交流，亦希望建制複合災害防治之標準作業程序，來推廣橋梁維護管理系統運作及生命週期成本分析之研究工作，將可提供更多基層土木工程人員學習新知能、專業技能及開拓專業視野！當然，在使用高強度輕質混凝土，值得國內土木工程人員特別注意其工法之成效為何、施工程序、施工時應注意之品質及後續完工後之養護與維護管理等，是否有其特殊程序或其它需再處理的部份，值得我們繼續觀察與學習！

對於生態環保、保育動植物等工作之相當程度重視，對於環境影響評估亦長達 30 年，並經人民投票同意才施工，其尊重民意、重視民意，亦有某種程度上值得我們參採的地方；在山區道路邊坡坍塌修復工程方面，雖然並無特別修築相當堅固式之水泥混凝土擋土牆，多數僅以塊石疊堆方式來處理道路邊坡坍塌，亦值得我們省思－是否道路工程之邊坡坍塌應摒棄傳統施工方法或應結合生態工程之應用。

橋梁工程之工法運用，國內其實引進相當多之施工工法，如預鑄節塊吊裝、節塊推進、支撐先進、場撐逐跨、場鑄節塊懸臂工法等，對於橋梁技術之提昇亦有顯著進步，本局亦為國內重要公路建設之部門，已採用橋梁新式工法甚多，亦使我們的橋梁施工方法與技術精進不少；藉由與美方之工程技術交流實屬必要。

圖 5.1 臺美會議結束全體人員合影留念

後記：感謝臺灣營建研究院參與人員及本次同行參訪人員提供相關照片資料！


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台灣北部軟岩隧道開挖破壞模式

與變形行為之案例探討

鄭光炎*、郭武峰**

摘要

軟弱岩盤在工程地質學上並無一般性的定義,一般是以 ISRM 地質材料強度分級表中 R2~R0

之級別表示，並以岩心單壓強度小於 25Mpa 做為劃分參考基準；因此它可以是西部麓山帶新第

三紀上新世之低固結或未固結之砂岩，泥岩，或是第四紀洪積世之砂層、粘土層以及其他沖積層、

表土、火山灰質砂礫、風化岩等，本文藉由筆者及其他單位之資料以探討位於台灣北部麓山帶之

林口礫石層及以膠結鬆散砂層、砂泥互層為主之大南灣層、觀音山層之軟弱岩盤為標的，並以位

於該地層區域之某山岳隧道為例(以下以 G 隧道簡稱)，分析其中依據行政院公共工程委員會所推

動建置之『台灣岩體分類與隧道支撐系統』岩類級別為 CⅡ(S) 之隧道開挖過程中遭遇地盤強度

小、膠結力低、遇水易軟化之工程地質特性時各種可能發生抽坍破壞之模式與隧道變形行為，以

供工程界進一步瞭解此類型軟弱岩盤之山岳隧道設計及施工應考量之因素,以降低施工期間之災

害風險。

關鍵詞：軟弱岩盤、未固結、砂泥互層、礫石層、膠結力、軟化

一、前言

G 隧道由西洞口至東洞口依次所穿過之地層為大南灣層、林口層及觀音山層，全長約 2.5

公里，其地質型態主要由砂、粉土及黏土及卵礫石之交複混合所構成，有些軟弱區域其地層材

料具有遇水軟化、材料強度劇降之現象，以致隧道開挖變形較大；甚至有些區段遭遇特殊未固

結之鬆散乾砂土體，開挖面毫無自立性，以致增加施工難度；或是地層材料因地下水浸潤作用

以致在受剪過程中發生體積膨脹的剪脹現象，導致隧道在較低的現地應力情況下發生長期潛變

現象，由於 G 隧道為北部較為特殊之軟岩山岳隧道,其施工過程中之各項變形行為及抽坍破壞模

式之資訊甚為珍貴，本文內容，即介紹隧道施工期間在遭遇特殊軟弱岩盤區段時，隧道之變形

* 國立台北科技大學土木與防災研究所副教授

** 國立台北科技大學土木與防災研究所在職碩士班研究生


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特性及隧道發生抽坍之行為模式，希望藉由持續追蹤工程破壞段之後續變形監測資料與相關施

工抽坍之補強措施成效，以做為爾後類似工程案例施工之參考。

二、工程地質與地下水概況

G 山岳隧道由西洞口至東洞口依次所穿過之地層為大南灣層、林口層及觀音山層，如圖一

所示，其地質特性與地下水評估分述如下：

圖一隧道地質分佈縱剖面圖

2.1 大南灣層：

由隧道西洞口進洞開始約有 800 公尺穿過本層，以疏鬆砂層為主，夾薄泥層或砂泥互層，

層面幾呈水平，其岩體膠結不良，岩質軟弱易鬆散，單壓強度砂岩為 5.3~13.0 kg/cm2，泥岩為

24.3~28.6 kg/cm2，此地層無水時自立性尚可，遇水則易軟化，其中 2K+986~3K+150 一段雖位

於常年地下水位之上，但地下水受降雨影響時有升降，需特別注意岩層泡水軟化問題，

3K+150~3K+200 穿過溪谷，且岩覆僅 10~15 公尺，開挖時需注意湧水及頂拱抽坍問題。


8臺灣公路工程第 33 卷第 6 期-278 Vol.33. No.6 Jun. 2007

2.2 林口層：

此地層包含林口礫石層及其間所夾林口層砂層，林口層礫石層為礫石夾砂土，稍具膠結，

礫石含量大部份大於 75% 而林口層砂層則為疏鬆砂層，夾薄泥層或砂泥互層，層面亦幾呈水

平，岩心可用手指壓散，此段全部位於地下水位之下，需注意地下水可能造成開挖面不穩定問

題，推估隧道穿過本層約 1000 公尺，其中 600 公尺將以砂岩為主之地層開挖，剩 400 公尺為礫

石地層為主之開挖。

2.3 觀音山層：

為黃色疏鬆砂層，夾薄泥層或砂泥互層，層面傾角約呈 60 度向西傾，岩心可用手指壓散，

單壓強度砂岩為 2.0~8.8 kg/cm2，全段位於地下水位之下，地層具遇水時自立性急速降低之特

性，造成開挖面不穩定，另 5K+220 附近岩覆僅約 10 公尺，開挖時需注意覆蓋層不足(未達開

挖直徑 2 倍)拱效應尚未充分發揮，易造成頂拱抽坍問題，推估由東洞口起往隧道內約 600 公尺

將穿越本層。

2.4 地下水評估:

G 隧道沿線地下水頭平均高約 20~30 公尺，根據設計單位於本隧道沿線所做之地下水試驗

報告及湧水量評估顯示：隧道沿線穿越可能遭遇最大湧水量區段為岩覆較高且透水性較高之林

口礫石層區段（里程 3k+672~4k+755），湧水量約 90~150L/min/M，當隧道開挖穿過林口礫石層

之砂層時更須注意大量之湧水，因林口礫石層之第二層砂、第三層砂間夾泥層或泥質砂厚約

0.3~0.6 公尺，為良好之阻水層，易形成水包，施工時需特別注意岩栓等支撐系統可能穿破阻水

層或因土心自立性不足，造成頂拱不透水夾層自然坍落並引發大規模鏡面抽心災害；因此如何

能將地下水有效預先排降及選用有效之固結灌漿工法進行軟弱地層土體改良，以確保隧道為可

施工之條件狀態，實為 G 隧道工程施工關鍵因素。

由於前述軟岩地層之特殊工程性質不同於一般岩盤，因此岩盤隧道普遍應用之岩體分類法

如岩體評分(RMR)、岩體品質(Q)及岩體構造評分(RSR)等法並不適用;G 隧道岩體分類模式係依

據行政院公共工程委員會推動建置之『台灣岩體分類與隧道支撐系統』(Public Construction

Commission Rock Mass Classification System，簡稱 PCCR-System)，茲摘錄本工程常用之 C、D

岩類 PCCR 岩體分類評分表及 ISRM 地質材料強度分級表，如表一、表二所示。

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表一 ISRM 地質材料強度分級表列

級別岩心單壓強度概值(MPa) 描述性稱呼地質師鑑定方法

R0 0.25~1極弱岩石

soil大拇指甲僅能壓出凹痕

R1 1~5甚弱岩石

very low strengh可以地質錘細端敲碎，可以小刀切削之

R2 5~25弱岩

low strength小刀難於切削；地質錘細端敲出淺痕

R3 25~50中強岩石

moderate strength小刀無法切削；地質錘敲擊一次可裂

R4 50~100強岩

medium strength地質錘敲擊一次以上始裂

R5 100~250甚強岩石

high strength地質錘敲擊多次以上始裂

R6 >250極強岩石

very high strength地質錘猛敲擊僅見小碎片跳出，極難於敲裂

表二 C、D 岩類之岩體分級標準表

分級標準岩體級別

膠結程度地質材料組成

CⅠ(C) 沉泥、黏土含量>50%

CⅠ(MIX)砂、沉泥、黏土、礫石交雜個別含量均未超過 50%

CⅠ(S)

膠結程度良好或尚可(大拇指無法壓出凹痕)

砂含量>50%

CⅡ(C) 沉泥、黏土含量>50%

CⅡ(MIX)砂、沉泥、黏土、礫石交雜個別含量均未超過 50%

C 岩類

CⅡ(S)

膠結程度不佳或疏鬆(大拇指可壓出凹痕)

砂含量>50%

DⅠ(G)塊石、粗顆粒(大於 4 號篩)之

含量>75%或相互接觸

DⅠ(M)

膠結程度極佳(需以地質鎚用力敲

方能將塊石或礫石敲落) 塊石、粗顆粒(大於 4 號篩)之含量 50% ~ 75%或相互不接觸

DⅡ(G)塊石、粗顆粒(大於 4 號篩)之


DⅡ(M)

膠結程度良好或尚可(需以地質鎚方能將塊石或礫石敲落) 塊石、粗顆粒(大於 4 號篩)之

含量 50% ~ 75%或相互不接觸

DⅢ(G)塊石、粗顆粒(大於 4 號篩)之


D 岩類

DⅢ(M)

膠結程度不佳或疏鬆(以手即可將塊石或礫石剝落) 塊石、粗顆粒(大於 4 號篩)之

含量 50% ~ 75%或相互不接觸



三、施工期之隧道開挖破壞模式

G 隧道工程在遭遇軟弱砂岩及礫石層地盤時，開挖面常因土體自立性不佳造成隧道頂部與

側壁部位自然崩坍及抽心災害，而在遭遇砂泥互層地盤時在不透水互層邊界位置易形成水流通

路亦常發生地下水湧出並流失大量土砂之災害，帶來施工極大的困擾; 茲將 G 隧道破壞行為模

式及實際抽坍案例分別敘述如下:

3.1 隧道抽坍破壞行為模式

3.1.1 地層構造因素造成頂拱及側壁抽坍破壞

G 隧道在西口大南灣層區域之岩心傾角幾呈水平，推估約以 2~5 度向東南傾，且層面

略傾向隧道內，因此隧道開挖時在斷面左側及頂拱部位常因最先接觸受壓水層以致抽坍比

例較高，在計測變形追蹤及支撐保護工考量方面須注意有局部偏壓之可能﹔而在林口礫石

層區域由於全部位於地下水位之下，且夾有三層厚約 6~10 公尺之疏鬆砂層，夾薄泥層或

砂泥互層，層面幾呈水平須特別注意第二層與第三層交界面區域之頂拱開挖面不穩定問

題﹔東口觀音山層區域主要岩性為黃棕色至棕色砂岩夾灰色泥岩薄層或砂泥互層，因近地

表風化程度較高，砂、泥交界面多具銹染，岩心傾角約呈 50~60 度向西傾，地層遇水時須

特別注意逆向坡位態在隧道開挖面後方之二次抽坍破壞問題。

3.1.2 軟弱砂質岩層之淘空抽心

G 隧道全線 2500 公尺中約有 1700 公尺屬於 CⅡ(S) 岩體級別，由於砂質岩層之透水係

數一般較高，不論是膠結疏鬆砂岩或是泥岩層間所夾之砂岩層，都極為容易形成地下水流

通路，一旦隧道開挖經過此岩層，則開挖面發生滲水或湧水現象之機率便大為提高，細料

伴隨著泥水沖出，便易導致淘空及局部抽心，倘若未能及時針對鬆動區進行較大範圍之有

效背填及固結處理，則抽坍區域上方之軟弱泥岩或砂岩層在失去下方岩層的支撐情況下將

無法往上形成拱效應，而有可能持續地往上竄升直至與地表連通造成地表坍陷凹洞，形成

所謂「煙囪」現象，G 隧道在 4K+814 位置發生之坑內抽坍進而引發關連性地表沉陷(塌陷

凹洞直徑 4M*深度 5M)之破壞模式即本節所描述之「煙囪」案例，如圖二、圖三所示。

圖二隧道東口西行線地表塌陷位置平面圖

11

圖三隧道東口西行線地表塌陷位置縱剖圖

3.1.3 軟弱泥質岩層遇水軟化

軟弱泥岩地層由於其固結尚未完全，變形模數較小導致解壓回脹量大，其遇水軟化及

岩體強度降低之現象明顯，由於常無明顯之地質弱面，破壞機制以材料破壞為主，若無法

有效防止地下水滲入則易造成隧道崩坍、支撐構件變形之破壞行為，在邊坡面開挖時則易

發生崩塌滑動災害；G 隧道西口西行線路幅段在進行第三階邊坡降挖時即遭遇如本節所述

之帶狀軟弱泥質夾層，經連續豪雨之後泥質夾層滲水軟化導致邊坡大規模塌滑，如圖四、

圖五所示。

圖四 G 隧道東行線上方之地表邊坡發生滑動破壞

厚度 30~50cm 帶狀泥岩

夾層遇水軟化,形成滑動面



圖五邊坡降挖時遭遇軟弱泥質層面呈遇水軟化

現象導致邊坡大規模塌滑之示意剖面圖

3.1.4 支保腳部地盤支承力不足

隧道開挖斷面位於軟弱泥層、砂層或粗顆粒含量少之地盤時，後續之台階或仰拱施工

會造成上半斷面因為支保腳承載力不足，如圖六所示，而引發隧道結構整體進一步沉陷現

象，需待台階及仰拱施工完成，形成環狀閉合後沉陷才會趨於收斂，如圖七所示。

3.1.5 卵礫石由側壁或頂拱抽坍或滑落

G 隧道中林口礫石層約有 600 公尺屬於 DⅡ(M)或 DⅡ(G)之岩體級別，由於所夾之砂質且

膠結性不良地盤，或呈均勻級配、跳躍級配之地盤，於側壁 45 度線以上至頂拱位置，由於

自重作用於開挖後會發生抽坍現象;若恰位於頂拱位置，則會抽坍直至自然形成圓錐狀之岩

拱為止，惟若礫石級配不良且厚度不足而無法自然形成之拱效應時，將引發後續細粒料之

持續第二波之抽坍，如圖八、圖九所示。

3.1.6 開挖鏡面土石崩落

施工時開挖面宜留設土心，若土心尺寸太小或斜度太陡時，容易發生開挖面土石崩落

或推擠現象；特別是在砂質含量較高且受地下水作用區域或呈均勻、跳躍級配之地盤，必

要時需加掛鋼線網及噴凝土封面進行保護，以免因開挖面土石崩落或推擠而造成後續之頂

拱抽坍，此外當砂泥層呈現凸鏡體相互交錯，如遇泥層向下形成凹處易積水形成水包，將

嚴重影響隧道開挖（開挖面滲水嚴重）且不易排水（不容易預先以 NX 排水孔準確排鑽孔

排水），另如遇砂層向上形成凸處砂層變厚疏鬆砂層自立性較差易坍落，如圖十、圖十一所

示。

厚度 30~50cm 帶狀泥岩夾

層遇水軟化,形成滑動面

13

圖六頂拱抽坍倒致鋼肋支撐破壞圖七砂泥互層遇水軟化致支保腳部位崩塌

圖八乾燥之砂礫石由側壁及頂拱部位坍落圖九伴隨湧水之砂礫石由側壁崩坍流出

圖十濕潤之鬆散砂泥岩互層因自持力不圖十一膠結鬆散乾砂層由側壁及

足，致開挖鏡面土心崩落位坍落頂拱部

鬆散砂層夾礫石

頂拱及側壁抽坍

支堡腳基礎軟化坍落鋼肋支撐擠壓變形

抽坍部位

崩落之鬆散土石

側壁抽坍

湧水夾帶砂礫石流出

頂拱及側壁抽坍

鬆散乾砂層坍落深棕色高度風化軟弱

夾礫石Water

夾黏土



3.2 案例與分析

3. 2. 1 隧道抽坍案例統計

由於 G 隧道工程仍持續進行中，因此本文僅就隧道中約佔 70%比例之 CⅡ(S)軟弱岩類

之隧道開挖抽坍行為模式進行案例記錄與初步歸類，希望能藉由持續之追蹤，完整取得

CⅡ(S)、 DⅡ(M)或 DⅡ(G)等不同軟弱岩類之開挖抽坍、變形、支撐工及補強等輔助工法之施工

記錄，將有助於進一步預先掌握軟弱岩盤隧道施工期之可能破壞行為特性，供施工單位適

時選用有效之預防性輔助工法之判斷參考，相關案例記錄、抽坍部位、抽坍規模之分析歸

類資料，如表三、表四所示。表三 G 隧道頂拱開挖抽坍位置記錄表(追蹤 343 環)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112

113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128

129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160

161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176

177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192

193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208

209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224

225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240

241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256

257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272

273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288

289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304

305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320

321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336

337 338 339 340 341 342 343

1﹐2﹐… 343：代表隧道開挖輪進環數：代表發生抽坍環數

15

表四 CⅡ(S) 岩類隧道開挖破壞模式記錄表

抽坍破壞部位抽坍破壞部位編號位置/規模頂拱

抽坍鏡面抽坍

側壁抽坍

支堡腳軟化

編號位置/規模頂拱

抽坍鏡面抽坍

側壁抽坍

支堡腳軟化

1 T017 小型 ◎ 26 T132 中型 ◎ ◎

2 T018 中型 ◎ 27 T133 中型 ◎ ◎

3 T019 中型 ◎ 28 T140 小型 ◎

4 T022 小型 ◎ ◎ 29 T142 小型 ◎

5 T027 小型 ◎ 30 T143 大型 ◎ ◎

6 T036 大型 ◎ ◎ ◎ ◎ 31 T163 大型 ◎ ◎ ◎ ◎

7 T077 小型 32 T177 大型 ◎ ◎

8 T080 小型 ◎ 33 T202 中型 ◎

9 T083 中型 ◎ 34 T226 中型 ◎

10 T087 大型 ◎ ◎ 35 T227 中型 ◎

11 T094 小型 ◎ 36 T261 預灌

12 T113 小型 ◎ 37 T276 中型 ◎ ◎

13 T115 小型 ◎ 38 T296 小型 ◎ ◎

14 T118 中型 ◎ ◎ 39 T315 小型 ◎ ◎

15 T119 大型 ◎ ◎ 40 T316.T317 中型 ◎

16 T120 小型 ◎ 41 T320.321 小型 ◎ ◎

17 T121 小型 ◎ ◎ 42 T322~T326 大型 ◎ ◎ ◎

18 T123 小型 ◎ ◎ 43 T330 中型 ◎ ◎

19 T124 小型 ◎ ◎ ◎ 44 T332 中型 ◎ ◎

20 T125 中型 ◎ ◎ ◎ 45 T337 小型 ◎

21 T126 小型 ◎ 46 T339 小型 ◎

22 T127 小型 ◎ ◎ 47 T340 小型 ◎

23 T128 小型 ◎ 48 T342 小型 ◎

24 T129 大型 ◎ ◎ 49 T343 大型 ◎ ◎

25 T130.T131 小型 ◎ 合計 33 次 10 次 26 次 9 次

說明：1. 統計 49 次隧道開挖抽坍破壞模式及規模分類如下: 大型抽坍 8 次 (佔 16%)，中型抽坍 14 次(佔 29%)，小型抽坍 27 次(佔 55%)。

2. 抽坍規模定義:10M3以下為小型；10~25M3為中型；25M3以上為大型。


16

高約 3~5M

圖十三 T143 環抽坍緊急處理橫斷面示意圖

T143 中央靠左側抽坍範圍

以免拆鋼網及鋼線網輔助做殼噴凝土，再預留灌漿管做回填灌漿.2.5”灌漿管(L=3M)

2.5”通氣管(L=5M)


3.2.2 CⅡ(S) 軟弱岩類隧道抽坍行為特性探討

本文歷經約九個月時間之連續追蹤，完整取得 G 隧道 CⅡ(S) 岩類連續 343 環開挖過程中

所發生之隧道抽坍紀錄，經初步統計得到如下施工特性:

(1) 由表三統計資料所示 G 隧道中 CⅡ(S) 岩類隧道開挖抽坍發生率高達 54 環/343 環 =

16%，且抽坍發生之環數具有某種程度之地層連貫性，顯示偏高之抽坍率並非因單

一施工或設計因素所產生之偶發行為，而主要是受到軟弱地質因素之影響。

(2) 另筆者藉由隧道抽坍土體量之統計數據進一步之彙整，將抽坍規模區分成大、中、

小三級，由表四顯示大型抽坍佔 14%，中型抽坍佔 31%，小型抽坍佔 55%，而由隧

道開挖抽坍發生位置統計資料顯示 CⅡ(S) 岩類頂拱區域最容易發生抽坍，茲引用本

文中具代表性之 T-143 環抽坍案例，描述頂拱之抽坍破壞模式及緊急處理措施與對

應之計測變形情形(CW-3B)，如圖十二 ~ 圖十五所示，其次是側壁、鏡面土心、支

堡腳部位，統計資料如圖十六、圖十七所示。

(3) 因此在面對 CⅡ(S) 岩類之特殊軟弱岩性，如何能針對開挖鏡面之不同地質層面及出

水情形，啟動彈性管控機制即時選用合宜之預防性輔助工法例如：穩定鏡面採取之

先排後灌、先灌後排、短排短灌、遠排近灌之策略與時機或採取縮短隧道開挖輪進

距離、先撐管冪鋼管、支撐鋼棒、擴座基腳、封面噴凝土、複合地質之水泥系固結

灌漿及各類型化學灌漿等，實值得業主、設計及施工單位可進一步共同探討之議題。

4. 抽坍範圍鏡面鑽設 29 支長度2~3m 之支撐鋼管

5. 鑽設∮11.4 ㎝管冪 12m*32 支)

深約 3~4M

高約 3~5M

開挖方向

1. 於左側鏡面及全斷面土心舖設一層3.2*75*75 ㎜之鋼線網

2. 施噴厚 24 ㎝鋼纖噴凝土

3. 預埋∮ 3”砂漿灌漿管(3~5m*2 支)及背填灌漿

圖十二 T143 環抽坍緊急處理縱剖面示意圖

17

圖十四 CW-03B (T-143 環) 計測斷面-頂拱沉陷

圖十五 CW-03B (T-143 環) 計測斷面-收斂變形

軟弱岩盤隧道開挖發生抽坍之比例(統計54/343環)

正常開挖84%

隧道開挖發生抽坍

16%

軟弱岩盤隧道開挖抽坍模式(計算各部位發生率)

側壁抽坍33% 鏡面抽坍

13%

支堡腳軟化12%

頂拱抽坍42%

圖十六 CⅡ(S) 岩類開挖抽坍發生率圖十七隧道各部位開挖抽坍發生率



四、施工期之隧道變形行為

4.1 隧道抽坍區域之隧道頂拱沉陷與收斂變形量經追蹤抽坍區域相對應之 11組計測點位之量測數據，顯示頂拱開挖累計變形量大都在 60mm

以下，內空收斂變形量則大都在 65mm 以下；僅在計測編號 CW-05 (T-261 環)位置之頂拱開挖最大變形量為 94mm，最大內空收斂變形量為 110mm，惟均在安全警戒值 220mm 範圍之內，如表五所示。

表五對應抽坍區域之隧道計測變位追蹤表隧道西行線上半開挖抽坍區域

編號計測里程/抽坍規模計測編號覆蓋厚度沈陷

(mm)收斂(mm)

對應編號岩類

1 3K+130.9 (小型) CW-01 5.0 17 22.3 T017 CⅡ(S)

2 3K+148.3 (小型) CW-02 14.0 20 17.7 T022 CⅡ(S)

3 3K+164.1 (大型) CW-02A 20.0 28 25.6 T036 CⅡ(S)

4 3K+202.3 (大型) CW-03 28.0 28 24 T087 CⅡ(S)

5 3K+236.8 (小型) CW-03A 32.0 22 23.8 T126 CⅡ(S)

6 3K+257.6 (大型) CW-03B 20.0 56 51.9 T143 CⅡ(S)

7 3K+284.0 (大型) CW-04 38.0 17 65.1 T177 CⅡ(S)

8 3K+325.0 (中型) CW-04-1 40.0 37 17.6 T226 CⅡ(S)

9 3K+353.4 (預灌) CW-05 60.0 94 110 T261 CⅡ(S)

10 3K+420.6 (小型) CW-05-1 60.0 58 35.1 T321 CⅡ(S)

11 3K+452.0 (大型) CW-06 60.7 39 40.6 T343 CⅡ(S)

4.2 抽坍區域之隧道變形特性分析經比對同為 CⅡ(S) 軟弱地層條件及受地下水作用之西口東行線對應區域之計測資料，顯示兩

線隧道之頂拱開挖變形量及內空收斂變形量差異很小，頂拱開挖最大變形量及最大內空收斂變形量約為 90~110mm 之間，其歷時曲線均呈現穩定，如圖十八、圖十九所示；另由在 4K+814 位置洞內發生抽坍後引發「煙囪」效應造成地表凹陷案例中所加裝之計測追蹤斷面資料(CW-26-1)亦呈現穩定現象，如圖二十、圖二十一所示，顯示設計支撐系統及施工單位在隧道抽坍發生區域所採取之補強與防止抽坍擴大之措施具一定成效，其相關洞內抽坍時之地質情形及補強措施如圖十一及前文 T143 環所述，而地表凹陷孔洞採取之處理措施，如圖二十二 ~ 圖二十五所示。

19

西口東行線(2006/07/20)

0

50

100

150

200

250

2K+750 2K+850 2K+950 3K+050 3K+150 3K+250 3K+350

里程

變位(mm)

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

計測編號

覆蓋厚度（M）

沈陷收斂覆蓋厚度

圖十八 G 隧道抽坍案例涵蓋區域(西行線 343 環)之變形追蹤

西口西行線(2006/07/20)

0

50

100

150

200

250

3K+100 3K+150 3K+200 3K+250 3K+300 3K+350 3K+400 3K+450 3K+500

里程

變位

(mm)

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

覆蓋

厚度

（M）

沈陷收斂覆蓋厚度

圖十九 G 隧道東行線 CⅡ(S) 軟弱地層隧道開挖之變形追蹤

圖二十 CW-26-1 計測追蹤斷面-頂拱沉陷



圖二十一 CW-26-1 計測追蹤斷面--收斂變形

圖二十二 4K+814 隧道發生抽坍約 2 週後圖二十三塌陷凹洞直徑 4M*深度 5M，於地表相對位置出現凹陷孔洞

圖二十四以袋裝水泥從地表進行分段回圖二十五凹洞完成灌漿回填後，進行試填灌漿歷經，共計回填 2345 包水並由隧道洞內觀察灌漿成效

21

五、結論與建議

綜合以上之論述及抽坍案例探討，可以得以下幾點結論，但因軟岩之工程性質有其地域性，

本文之結論並不一定具有共通性。

1. G 隧道中 CⅡ(S) 軟弱岩盤為砂、沉泥、礫石交雜之互層地質，當含砂量大於 50% 時其膠

結鬆散現象明顯，若加入地下水浸潤作用，土體之軟化速度更為加快，而此種特殊軟弱

地層之工程特性即為造成本文前列各項抽坍案例之主要成因，因此如何針對潛在弱面部

位採取預防性之排水工法、快效固結灌漿材料及配套之保護工以提高岩體強度，減少對

土體之開挖擾動以營造快挖快撐之有利施工條件將是影響 CⅡ(S) 岩類隧道開挖施工進度

重要關鍵。

2. 監測工作為軟弱岩盤隧道開挖進行中之重要工作，藉由監測資料顯示之變形行為，可作

為評估抽坍補強或預防抽坍措施之效果並可做為檢視施工過程中品管落實程度，以避免

隧道抽坍孔隙擴散引發持續變形甚至支撐系統破壞失敗，並可做為事後評估岩體分類及

支撐工法適用性之重要依據，以做為爾後類似工程施工之參考。

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災研究所碩士論文)。

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與技術研討會 C1-1~C1-14)。

10.褚炳麟、潘進明、張國雄 ﹕地工技術第 55 期 P47~58，台灣西部卵礫石層現地之大地工程性

質。

11.張吉佐、劉弘祥，「蘭潭隧道工程設計與施工之探討」，特殊地質隧道工程研討會，台北，第

19~38 頁 (1999)。

12.張吉佐、林銘郎、王泰典、翁孟嘉、蔣序元、王文通等，「台灣地區隧道岩體分類系統暨隧道

工程資料庫之建議 ( 第二期 ) 工作項目 C- 台灣地區特殊地質狀況之調查評估期末報告」，

行政院公共工程委員會委託，(2001)。


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傑出工程師、學者 －簡介前公路局道路工程課課長黃仰賢博士－ 將原屬公共工程局管轄之公路工程業務改歸公路局掌理，此項建議 立即獲得省府採納。三十八年十月間公路局增設工務處，公共工程

傑出工程師、學者－簡介前公路局道路工程課課長黃仰賢博士－將原屬公共工程局管轄之公路工程業務改歸公路局掌理，此項建議立即獲得省府採納。三十八年十月間公路局增設工務處，公共工程