高鐵南延專題4：明挖範圍如何再縮小？有可能綠園道全潛盾嗎？

文：Claudius

高鐵南延屏東案，在交通部鐵道局、陳其邁市長近期陸續發言支持後，幾乎可確定將採「高雄方案」。等一下的三民說明會，要是當場宣布高雄方案也不意外。

我們在專題 3 討論了透過「通盤進行南高雄再開發」滿足財務效益需求，今天我們進一步談如何減少施工衝擊。

原本高雄車站明挖段長度約 2.8 公里，根據鐵道局表示，可縮短至 2.4 公里，讓中華及民族等主要道路不受開挖影響。

我們來看一下為何原本要開挖 2.8 公里？

高鐵從左營用原本預留的延伸軌往南，大約在鐵路地下化隧道起點開始下地後，因為綠園道部分路段寬度問題，將逐漸轉為「上下」排列的疊式潛盾隧道，當然在進入高雄車站前，「上下」要再轉換成「並排」，而這段轉換過程就需要用明挖的。

另外，出高雄車站往東時，並排要再轉換成上下，這段也要明挖。而且因為高鐵的橫渡線要設在車站以東，所以站東段的明挖會更長一點。

根據台灣軌道工程學會建議：在車站西側可檢討潛盾斷面配置及潛盾到達井位置，以縮短明挖段長度。車站東側因列車速度不快，此處建議減小隧道斷面進行設計以縮小明挖範圍。在這些努力後，大致上可以把原本潛盾到達位置，從中華路以西，改到中華路以東三塊厝車站旁邊；另一頭從原本跨越民族路以東，改到民族路以西，黃線 Y10 站工區之前。

有沒有可能再縮減明挖範圍呢？以原本的工法來看大概這樣就是極限了。如果要縮減，就要引進不同的潛盾工法，讓隧道漸變段可以用潛盾機施工，而事實上是有這種方式的，先前的文章也有網友在留言提及。

這種工法稱為「H&V 潛盾工法」（Horizontal and vertical shield method），顧名思義，是一種可以讓兩個潛盾推進面在「水平」與「垂直」面轉換的工法。

此工法必須使用特製的「H&V 潛盾機」，由兩部潛盾機上下或左右組合而成，藉由兩部潛盾機間的交叉式關節（articulation mechanism）、擴挖設備（copy cutter）及螺旋式千斤頂（jack），H&V 潛盾機能於開挖掘進中邊前進邊旋轉，由橫向組合轉換為重疊構造。並能於掘進間藉由拆除兩潛盾機間組合螺栓，由組合型潛盾機分解成獨立的兩部潛盾機。

H&V 潛盾工法具有 DOT 工法的優點，將兩股隧道連結為一體，因此可以節省部分地下空間，因此可以節省路幅，又還是有機會設置通過線。同時因潛盾機可以旋轉改變並列、上下、或是分離等配置，因此可以直接開挖漸變段。根據北捷發行的《捷運工程叢書精進版》，H&V 潛盾工法和傳統工法比較的優缺點有這些：

優點：

隧道所需的寬度較小，受限於路輻寬度不足的機會較低。
於既有建物底下穿越時，穿越的面積較少，建物保護費較低，穿越補償費降低。
工作井的寬度相對減少，可降低工程費及對交通的衝擊。
隧道斷面較小，挖棄土量少，工作井的地盤改良範圍減小，灌漿量降低。

缺點：

現行環片構造無法構築橫向逃生通道，如以逃生豎井取代將增加成本。
機具成本高於雙套的傳統單圓潛盾機。
掘進中遇障礙物時，處理時間較長

目前日本 20 多年來已有多個施工實例，如東京都下水道局南台幹線工事、東京地下鐵 12 號線六本木車站工區建設工事、吉見淨水場導水路工事、東京都立會川幹線雨水放流管工事等。另外此種工法的專利已經過期，因此 H&V 潛盾機潛在有多個商源，包含日本地中空間開發（川崎重工與日立造船的合資公司）、小松製作所、JIMT 等公司。

若運用於高雄方案，可利用車站本體的東西端連續壁面作為到達面，或在到達端利用棄殼方式施工，讓潛盾隧道直接連接車站本體並同步施作，因此可達到「綠園道零開挖」的夢幻方案，牴觸戶亦有機會不拆遷，頂多是發給潛盾機通過下方的補償（且可能小於 1 公尺），這可以解決大部分三民區民眾之疑慮與民怨。

不過，若運用在高雄方案的高鐵施工，要考慮的是高鐵斷面較大，目前 H&V 工法尚無大斷面高鐵施工案例（地鐵環狀線使用的直徑為 6.56m），另外此段隧道施工完全貼著台鐵隧道前進，掘進時的安全保護措施、是否需要地盤改良等問題，也會是較大的顧慮。