第六章 單圓雙孔與 DOT 潛盾隧道工期與成本比較
6.1 工期比較
單圓雙孔潛盾隧道與 DOT 潛盾隧道工法在設備、風險考量、施工技術上差 異甚大，總工期的長短亦不同。為避免兩條隧道發進施工相互干擾，單圓潛盾隧 道第二條隧道初始掘進，須距離第一條隧道初始掘進後大約 50 m 才可開始施工
，而 DOT 潛盾隧道卻是同時掘進上下行線。於下一小節，本研究依據蒐集到兩 種工法之工期資料，進行分析比對。
6.1.1 單圓雙孔潛盾隧道工期評估
單圓潛盾隧道作業工班，國內多採 2 班制之方式日夜施工。廖銘洋(2010)統 計，國內潛盾隧道日曆天平均一天可掘進大約 7 m。依隧道初始或正式掘進、隧 道曲率半徑大小、隧道傾斜坡度、隧道直徑與深度、及遭遇地質狀況不同，造成 之掘進速度快慢亦不同，本論文僅以黏土及砂土地層之施工案例進行分析。如表 6.1，本節將依據所蒐集到之掘進潛盾隧道工期(日曆天)進行平均統整，收集案例 包括台北捷運中和線 CC275 標、CC276 標、CC277 標、南港線 CN257 標、蘆洲 線 CL700A 標、土城線 CD551 標及高雄捷運橘線 CO3 標之單圓潛盾隧道工期。
捷運潛盾隧道初期掘進段，平均一天推進大約 3.7 m，正式掘進段施工速率平均 約為 7.3 m/day，總掘進工率為 6.65 m/day，但分析資料僅 9 筆，可靠性較低。
CA450A 標潛盾隧道工程之初期掘進段即遭遇 4.9%的向下掘進陡坡，若採 用單圓雙孔潛盾施工，設計單位建議初始掘進直線段之施工速率為 2.5 m/day。
CA450A 標之正式掘進包含直線段及 r=280m 之曲線段施工，設計單位建議正式 掘進之施工速率為 6.5 m/day。
6.1.2 DOT 潛盾隧道工期評估
台灣首次採用 DOT 潛盾隧道工法，有關工期資料，本研究引用台北市政府 捷運工程局(2008)，於桃園機場聯外捷運 CA450A 標，設計時評估之工期資料進 行比較。日本潛盾隧道技術協會(2004)對不同直徑之 DOT 潛盾隧道直線段掘進 施工速率進行介紹，如表 6-2，表中初期掘進段之施工速率大約是正式掘進直線 段工率的一半。日本隧道協會(2004)建議，DOT 潛盾隧道於曲線段施工之工率較 慢，曲線段掘進工率可依直線段工率加以修正推算，其估算方式如式(6.1)：
Lc = α × Ls (6.1) 其中 Lc: 曲線段之掘進施工速率(m/day)，
Ls: 直線段之掘進施工速率(m/day) α: 修正係數 (如表 6-3)
表 6.3 所示之曲率半徑 r 與修正係數 α 之關係，可以畫為一圖，如圖 6-1。
圖中日本隧道協會建議之 α 與 r 呈階梯函數(step function)關係，在各階之間 α 值 呈現劇烈變化。本研究建議當曲率半徑 r 介於 60m 至 300m 之間，可採用圖 6-1 所示之連續曲線，決定不同曲率半徑下之修正係數 α。
依據日本隧道協會建議的表 6.2 及表 6.3，本研究建議可以圖 6.2 來估算不同 隧道直徑 2R 的 DOT 潛盾機，於不同曲率半徑 r 狀況下的施工速率。
37
桃園機場聯外捷運 CA450A 標之 DOT 潛盾隧道施工，設計單位依據隧道直 徑、隧道曲率半徑、坡度、及每月工作日數等因素納入考量，求得初始掘進段及 正式掘進段之施工速率。
桃園機場聯外捷運 CA450A 標 DOT 潛盾隧道直徑 2R= 6.6 m，由圖 6.2 求得 隧道直線段施工速率 Ls = 6.0 m/day。因 CA450A 標最小曲率半徑為 280 m，由圖 6-1 可得曲線段掘進修正係數 α 為 0.8，將所求得之直線段施工速率 Ls = 6 m/day 與曲線段掘進修正係數 α = 0.8 代入(6.1)式，得到曲線段施工速率 Lc為 4.8 m/day
，再考量工作日一個月 25 天，則施工速率為 4 m/day (4.8 × 25/30 = 4 m/day)。但 因潛盾隧道施工後半段沒有曲率半徑 R = 280，設計單位總考量結果，正式掘進 施工速率 4.3 m/day。
CA450A 標隧道半徑 R = 6.6 m，由圖 6-2 可得初期掘進之施工速率為 3 m/day
，考量出發段即遇到 4.9%之向下陡坡，將施工速率乘上修正係數 0.8，可得初期 掘進施工速率為 2.4 m/day (3 × 0.8 = 2.4 m/day)，最後納入工作日考量，即可得設 計階段之初期掘進施工速率 2 m/day (2.5 × 25/30 = 2 m/day)。
表 6-4 為 CA450A 標 DOT 潛盾隧道台北三重段之出發段、正式掘進段、及 到達段之施工速率，表中將 DOT 潛盾隧道施工速率之預估值、實際值，與單圓 雙孔潛盾施工速率預估值進行比較，表中隧道全長為 1,580 m，以 DOT 工法施工 預估需施工 400 天，以傳統單圓雙孔隧道施工預估需要 323 天，由於 DOT 工法 施技術較為複雜，例如環片組立較為困難，因此施工工期較傳統單圓雙孔隧道為 長。於表 6-4，在已完成之 DOT 隧道中，60 m 長出發段之實測施工速率為 2.5 m/day，略高於設計工率 2.0 m/day。在 584 m 長已完工之正式掘進段隧道之施工 速率為 3.9 m/day，略低於設計之施工速率 4.3 m/day。本研究將表 6-4 之資料繪 製於圖 6-3 中，圖 6-3 顯示，於 2010 年 7 月本論文完成時(t = 177 day)，DOT 潛 盾隧道已完工之隧道長度 L = 644 m 略低於 DOT 潛盾隧道 t = 177 天之預估長度 L= 692 m。