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捷運技術 第51期 97

(一) 潛盾機出發與到達使用FRP（纖維鋼筋）替代傳統鋼筋：

根據以往施工經驗顯示，採用潛盾工法施工時產生重大災變大都發生在潛盾機發進/到
達時之鏡面破除階段，主要肇事原因為鏡面之地盤改良成效未達預期效果，致使潛盾機接觸
到連續壁時，在進行鏡面破除過程中，地下水及土砂經由鏡面開口間隙湧入工作井，輕則使
潛盾機無法進行掘進作業，重則使地表面產生大規模沉陷，甚至造成鄰房倒塌，為降低鏡面
破除之施工風險性，纖維筋（FRP）的發展，使潛盾機可以直接切削擋土壁體密合式的穿越
鏡面，大幅降低作業時程，減少災害發生的機率。

FRP工法係將破鏡範圍內之連續壁鋼筋籠以FRP纖維筋取代，藉由FRP材料動態抗剪強
度較低之特性，以潛盾機切刃盤旋轉直接切削連續壁體，達成切削及掘進同步進行之自動化
施工作業。
FRP纖維筋材料主要由下列三個基本成分組成：
1.纖維材料（Fiber Reinforcement）：纖維為強化材料，使FRP材料具有高強度及彈性

模數，並可使FRP材料承受應力時不致於彎曲或破壞，纖維材料主控FRP材料機械
性能，如：承受主要負載、限制裂紋延伸、提高材料強度與剛性、改善材料抗疲勞
及潛變性能、提高材料使用壽命與可靠性等；而複合材料的衍生彌補了單一材料之
缺點，使其更具競爭性與經濟性，最常應用於複合材料之纖維為玻璃纖維（Glass
Fiber）、碳纖維(Carbon Fiber)及克維拉纖維（Kevlar），因克維拉纖維屬芳香族聚醯
胺（Aromatic Polyamide）纖維系列之產品，故又簡稱AFRP。

2.基材（Matrix，樹脂或塑膠）：基材最主要功能是傳送應力或分散應力到每根纖維
中，並使纖維固定在所需要的排列方向，基材亦可保護纖維避免受到摩擦或侵蝕，同
時也可結合纖維，使複合材料受應力時不致於破壞或變形，其亦是決定纖維複合材料
最高使用溫度、電氣特性及化學性質之主要因素。

3.界面（Interface）：纖維與基材的界面是決定複合材料使用壽命之重要因素，在界面
處具有很高的局部應力，纖維複合材料可能從界面處先被破壞，故纖維與基材界面必
須具有良好的物理和化學性質，以便使負荷能夠很順利的由基材傳送到纖維。
纖維強化高分子複合材料（FRP）由於具有重量輕、強度高、耐腐蝕、對環境衝擊小及
施工簡單等優點，國外已有眾多橋樑結構採用此種材料施作，雖其施工成本較一般鋼材高，
但就其重量輕方便施工可縮短工期、材料耐腐蝕使用壽命長之特性，以維修觀點而論，其耐

久性及維修費用具備相當程度之吸引力；在台灣諸多大學及研究單位也陸續從事FRP材料於
梁、柱等構件補強相關研究，其中碳纖維貼片補強工法更是目前補強方法之新趨勢，由國內
外之工程實績而言，近幾年FRP材料使用量以等比級數方式之速率增加，由此可見FRP補強
之市場潛力相當被看好。
本區段標共有19處潛盾隧道鏡面破除工項，而其中14處鏡面皆採用FRP纖維筋取代一般

鋼筋籠（剩餘5處為台北101／世貿站介面標廠商施做，故未採用FRP），然發進及鏡面到達
前，一般先利用機械敲除鏡面範圍部分厚度之連續壁體，再行切除鋼筋，故開挖側採用一般
鋼筋即可，惟本區段標工程初期之破鏡作業考量為測試用途，故於開挖側及土壤側皆採用
FRP取代鋼筋籠，待施工風險掌握度提昇後再更改為僅土壤側設置FRP纖維筋。
雖採FRP工法可大幅增加破鏡破除過程之施工安全性及縮短作業時程，然考慮地質變異
性及地下水壓的不確定性，本標施工廠商特於發進及到達端設置鏡面隔艙，於鏡面框與潛盾

機之間隙設置止水膠圈，使破鏡過程中即使因地盤改良成效不佳造成水砂湧入也無法流洩至