隧道產品定義

1 天然材料（岩石）製成。

2 為提供空心體空間。

3 成型後負載自持。

4 起始及目的地開口受大氣壓力。

5 一般為水平路線。

6 厚牆襯砌結構看起來像圓柱體。

隧道根據地形’地物類型,開放目的分類;

1 縮短距離;縮短交通時間。

2 水的安全便利輸送。

3 轉變河川水路徑至湖泊或水壩儲放。

4 收集城市污水及生活廢水至汙水處理廠。

5 減少交通堵塞。

6 地下通道(去除橫渡障礙; a  car  ferry)。

7壓力鋼管供水發電。

8 礦業礦產取得及礦渣運棄。

9 地下液體燃料儲存槽。

10地下停車場或軍事目的掩體’坑道。

隧道外觀

隧道斷面是可變的，通常外觀直徑範圍從8公尺到6公尺不等。圓形外觀隧道在開挖應力應對’施工上’斷面應用布置上較為經濟。

1 圓形平滑無稜角，隧道開挖時控制張力帶,不產生較大的應力,相對降低或不產生剪應力。

2 靜水壓下展示最佳水壓平衡。

3 平順通風減少風阻,因而節能減碳

4 圓斷面結構張’壓應力,減少剪力產生特性,斷面圓滑無稜角外觀優勢,有功能使用便利性。

隧道施築歷史案例;突然遇到意外情況導致施工方法、設計或兩者兼有變更因應,導致長時間停工，成本和時間大幅增加的情況中外皆然。

礦坑採礦技術經驗大體延用在公共工程隧道規劃’設計,礦坑目的著重採礦期間礦產成本最小化,規劃設計受礦藏’採礦年限左右。民智已開,地表擁有者對防止後續廢棄礦隧坍塌的法律保護願望日益強烈，已導致情況的改變,永久性支撐設計立法視為常態。

公共工程隧道為持續的公共使用，加上對鄰近公私建物的充分保護，設計更為保守，以實現永久安全。地質條件在控制施工方法的可接受性和不同設計的實用性方面起著主導作用。

為了評估不同地點的相對風險，減少所選地點的地質和地下水量體’路徑的不確定性，執行徹底的地質分析至關重要。除土壤和岩石類型外，關鍵因素還包括控制岩體行為的已存在缺陷。

岩體存在的缺陷

1 節理(joint)間的岩石塊的大小; 岩石裂紋、裂縫間岩石塊的大小。岩石產生裂隙，若破裂面兩側的岩層呈明顯的錯動，則稱為斷層。節理是一個地理名稱。 岩層在構造運動過程中，因受力達到某種程度的變形後，岩石本身破裂，但破裂面兩側的岩層並無明顯的位移。節理面原本就是整個岩石較脆弱的地方，節裡面內容易積水，在水的化學作用和熱漲冷縮的物理作用下，裂縫逐漸擴大成侵蝕溝，溝深可達數公尺，最後使岩石一塊一塊獨立開來，將來或者崩落，或者變成獨立的豆腐岩。除岩層受力擠壓外，當地層因構造運動被抬升至地表後，上部的地層被侵蝕，岩層因上覆壓力減低，亦會產生節理，通常節理面方向有垂直的，也有水平的，與地層的層面無一定關係，一般而言，岩石產生的節理方向大都有兩組，兩組的角度並無一定。

2 弱岩層和存在區域，包括斷層、近斷層剪切區和因風化或熱作用而減弱的變   質岩區域。

3 地下水，包括流動模式和壓力。

4 特殊的危險-地熱，有害危險爆炸性氣體和地震風險。

隧道經過高覆層的山區穿越隧道，探勘深井所需的高成本和冗長時間通常限制了探勘數量;從徹底的空中和地面勘測，加上石油工業開發的鑿井記錄和地球物理技術，可以獲得很多地質’水文知訊。佐以靈活性採行先導坑隧道或先導坑隧道的替代-強大的鑽探取樣管。可探究未預期或不明確地質水文，即時改變設計和施工方法。例;主隧道全長挖掘平行排水隧道,確保主隧道順利施工,竣工使用的權宜工法。

對於大跨度岩石廠房(水力發電渦輪機廠房-chamber)和特別大的隧道，隨著開挖面積的增加及延時;迅速增加了相對應岩石應力，以致不利的地質條件可能使專案不切實際，或者至少花費巨大工程費。因此，這些專案的核心區域總是在設計階段由一系列稱為橫坑’豎井(adit’shaft )的小型勘探隧道進行調查，進行就地實地測試，以調查岩體的工程性質。往往探勘橫坑’豎井為主體工程提供後續運用，例如施工通道。

註:橫坑 Adit

為配合地下施工作業之水平隧道，又稱橫洞，其一端開敝。常用於地質勘查，及充作隧道施工之中途入口，多位於長隧道接近地面之處，亦用作連接直(豎井)井或引道開挖之小坑道。為長隧提供工作面’通風、運輸、排水’或其他目的。與豎井結合，adits構成了礦井通風的重要元素：簡單來說，冷空氣將通過adit進入，被地下較高的溫度加熱，並自然地從垂直豎井排出，其中一些是專門為通風目的開鑿。

隧道是從軟粘土到硬岩的各種岩土材料挖掘的。隧道施工方法取決於地面條件、地下水條件、隧道施工的長度和直徑、隧道的覆蓋層深度、隧道開挖的後勤-線形斷面測量’機械動員維修’施築料運補’棄渣’照明’通風換氣供水、隧道的最終用途及形狀以及適當的風險管理等因素。

通常使用的隧道施工有三種基本類型：

1 明挖覆蓋隧道(Cut-and-cover tunnel )，地表淺挖建造結構通道，然後覆蓋復原   地表。

2 工址擾動最少的鑽孔隧道(Bored tunnel)。它們斷面通常成拱為圓形或馬蹄形橫截面。地下採礦的一些概念應用。現代技術包括新奧地利隧道掘進法中使用的噴射混凝土，隧道掘進機（TBM）或隧道掘進盾構的使用。投入鑽孔工法隧道施工機具於隧道線行終端的先行工作是工作井及其鏡面工，掘進進行輔以環片支撐保護管道面或其他即時支撐’背填灌漿。

3沉埋管構成的隧道。使用預製管或箱體沉入水體中，置於處理後承載床上或埋於經構造體床。

隧道施工 工法-Complete List of Different Methods of Tunnel Construction

隧道鑽掘的線型控制;測量放樣

光學測設儀可精確經過三角點精準座標布設隧道線型,隨輪進延伸隧道線型控制點,執行方向控制,鑽炸工法於開挖面布設符合里程的起拱線’中心線標誌,計畫爆破鑽孔依標誌布設心拔’擴面’勻列鑽孔’仰拱抬舉孔(tunnel drilling and blasting pattern)。潛盾機依據現行控制點可以自動化依隧道線型掘進。現代隧道線型在竣工貫通的成果精準。測量儀器精進,仍需熟練專業工程司操作指引,隧道內燈光昏暗’空氣悶熱汙濁,布點辛勤。

淺覆蓋隧道與隧道出入口(捷運車站的橫渡線盡端,鑽挖隧道起’終點-潛盾鏡面工。 )

山岳隧道洞門選擇在路徑全線線路布設時已有定案,大都避開山脊,選用進出山坳’谷為多(隧道短;花東改山里岩灣隧道群,現西移為山里長隧。),人為或崩塌築成墊厚山坳往往形成地形地質盲點,山岳潛盾穿越新積層失敗案例存在,仔細研判新積層,增設洞門為較佳方案。山岳隧道洞門址選擇,基本上在地層地表經邊坡保護措施執行後穩定處;在起拱線以上,若岩體不佳,採矢板工法(管冪工法-forepoling)先行,為穩當入洞前奏。軟弱地層(軟土隧道);若捷運車站的橫渡線可視為豎井;潛盾的發進’到達井為隧道洞門。為施工安全計，覆土厚度應維持在隧道外徑之1.0～1.5倍以上為原則， 一般情形深度超過15m，採潛盾工法較為有利。豎井多視地層以連續壁或排樁擋土壁加以內或外支撐構成,輔以鏡面工,完成拱支撐,破鏡可重圓。軟弱地層潛盾隧道為了解地質工程性質及地下水滲透性,通常100公尺設水位觀測井及薄管不擾動土壤取樣。獲得的土壤膠結強度及地下水滲透壓為軟弱土層潛盾隧道潛盾機選擇的依據,水土壓決定襯砌環片厚度。

隧道開挖道渣’臨時支撐’永久襯砌材’通風排水軌道設施延伸的運輸工具規劃。

隧道內的輪進可以在較硬完整的岩塊以鑽炸輪進方法。每個週期都包括鑽孔(裝填炸藥’信管)、裝藥、爆破、通風和出渣。通常，Mucker 是一種前端裝載機，將碎石移到皮帶輸送機上，將其傾倒到軌道電動車或卡車的運輸系統中運棄。不論何種隧道工法,輪進操作都集中在開挖面的掘進空間，如何在狹隘作業空間安全有效執行隧道順利掘進,從採礦工業研發的相關增加作業面進入通道到軌道化’機械化’管道化,流暢棄渣’工程材料輸送設備,可作參考選擇。

直徑較小、隧道較長的隧道，通常採用窄軌鐵路電車頭及車廂來出渣’工程材輸送;東線鐵路拓寬改線引用。長度短到中等的較大斷面隧道;如,雙線公路隧道，通常以安裝合格廢氣過濾裝置的傾卸卡車為運輸器械;沙烏地巴哈36A公路隧道運用。可以達成每日上半掘進10公尺上下的工進。據稱現行卡車和鐵路系統足以滿足每天40-60英尺（12-18米）的隧道掘進，但其運量仍不足以跟上每天幾百英尺快速掘進的潛盾鑽掘機。因此;大容量運輸系統-連續帶式’管式輸送系統在潛盾機應用。在擁擠的城市地區，棄渣在公路運輸相對增加道路路面污染’損壞及流量增加的社會成本。棄渣管泵送排放至規劃的海埔地,形成填海造地,一直是問題解決的構思方向。

待續

地下設施隧道施工中的通風換氣