環境水文的試煉

湧水,是雪山隧道給工程人員的艱苦試煉。

  腳底泥濘的地面、頭頂昏黃的燈光、周遭嘈雜的噪音外加空氣不流通所傳來的陣陣異味,正是隧道內施工環境的剪影。此時,若又遭遇湧水地盤,這種頭上嘩啦嘩啦的水柱,加上雨衣內滴答滴答地下著小雨,絕不是坊間SPA水療那樣的紓壓快活。而雪山隧道內的作業人員,就在這樣前前後後36次大量湧水的嚴苛挑戰下,頂住了重重考驗。其湧水量最高曾達45ton/min,相當於奧運標準游泳池只消不到1個小時即可注滿;其湧水壓則曾達2MPa(與日本著名的湧水案例-青函海底隧道相近),相當於200m高的瀑布所造成的水壓力。

  為了宣洩水壓、導排地下水並確保開挖工作得以順利進行,施工團隊參考日本青函海底隧道的經驗,將「近灌遠排」作為處理湧水時的最高指導原則。透過近端施作的固結灌漿;配合自開挖面向遠端地盤打設的排水孔,以有效處理湧水問題,並確保開挖面的穩定。儘管相關的輔助工法,將明顯延宕整體的工作進度,為了隧道施工的安全,也只得在數百米深的地底如蝸牛般匍匐前進。

格子狀水系:雪山隧道沿線地下水系(特別是東南段)常呈格子狀。形成格子狀水系的成因,乃透水性較低的地盤阻隔水路的流通,而形成局部的富水空間,俗稱「水包」或「水櫃」。

【大水,是雪山隧道的宿命;雪山隧道,一個泡在水中長大的孩子!】

  臺灣,一個雨量相當充沛的島嶼。年平均雨量超過2,000mm,遠高於世界上大部分地區;雪山隧道東南段,恰位於板塊隱沒帶後方張裂區所形成的正斷層群上,地盤伸張後的裂隙,提供了水份蓄積的絕佳管道。上述兩者的邂逅,便造就出多水的雪山隧道!

插圖修改自/大英百科全書

雪山隧道北上線22K附近的施工中湧水情形

雪山隧道北上線22K附近的施工中湧水情形。 攝影╱齊柏林

 

照片為雪山隧道施工期間,於側壁鑽設排水孔以宣洩水壓的情形

隧道湧水的處理對策中,排水優於止水且使用頻率較高。其中,又以鑽設排水孔最為常見。照片為雪山隧道施工期間,於側壁鑽設排水孔以宣洩水壓的情形。 攝影╱齊柏林

照片所示乃雪山隧道以砂包堆置並於其間回填以穩定開挖面;同時配合抽水以導排積水,使灌漿工作易於進行。

湧水可能淘刷岩盤間的膠結料,造成開挖面不穩定。因此,在應用排、止水工法前,穩定開挖面便成了當務之急。照片所示乃雪山隧道以砂包堆置並於其間回填以穩定開挖面;同時配合抽水以導排積水,使灌漿工作易於進行。 攝影╱齊柏林