Page 126 - 捷運工程叢書 精進版 － 8 捷運隧道工程實務

臺北市政府捷運工程局

由材料力學之理論及實驗得知，材料在受壓情況下，其單軸之抗壓強度遠比三軸狀況下

之抗壓強度為低。換言之，一個抗壓材料只要給予相當的圍壓，即可有效的增加其原軸方向
的抗壓強度。

隧道開挖後，在支保系統未建立前，由於開挖後自由面的產生，所以岩石原先所受的三
軸應力狀態變為二軸，亦即徑向壓力消失，使主軸之抗壓強度大幅減少，而增加隧道周圍岩
體破壞之可能性，故支撐系統之使用，即在於主動或被動的建立新的三軸應力狀態，而使隧

道達到穩定。
新奧工法之觀念即在於考量此一隨時間因素重新分配應力之過程，控制隧道開挖後之變
形量，期望以最少之支撐系統使岩體恢復三軸應力狀態而達到新的平衡。新奧工法之支撐系

統由外襯砌（包括鋼支保、噴凝土、鋼絲網及岩栓）及內襯砌（混凝土）所組成，外襯砌主
要係抵抗剪力破壞，完成後隧道即已達到穩定，內襯砌之主要目的為增加使用效益（如通風
隧道或導水隧道）及美觀，亦可供作隧道之安全係數，故內襯厚度一般均較傳統隧道為薄。

計測為新奧工法之另一重要特色，因大地計測可涵蓋各種可知與未知之地層參數，並顧
及重要的時間因素；除可據以調整實際所需之支撐系統，彌補設計時理想化之考量，並可藉

以判定隧道之安全性。

4.3.1.1 設計及施工之基本原則
新奧工法最主要之特色，即是使隧道開挖後周圍之岩體形成－承載環使其亦成為承受
載重之一分子。新奧工法隧道設計及施工時，必需遵循之基本原則，按奧地利工程專家 L.

Muler 之歸納，列舉如下：
一、 隧道周圍之岩盤構成的拱作用是承擔隧道所受大地壓力的主要結構，因此施工時應

盡可能避免擾動四周之岩盤，使能盡量保持原有強度，如岩盤經擾動鬆弛則其強度
將大為減弱。

二、 岩盤只在受三軸應力狀態，始易保持穩定及強度，因此單軸或二軸之應力狀態應盡量避
免（NATM 支保所用之噴凝土及岩栓其主要目的即在恢復隧道開挖後喪失的徑向支撐

力，使岩石恢復三軸應力狀態）。

三、 隧道開挖後岩盤變形量應加控制，控制之方法主要在開挖後適時建立支保系統避免岩盤
鬆弛，支保系統建立得越恰當越能達到安全、經濟的目的。為此，襯砌（噴凝土及混凝
土）不可建立的太早或太遲，厚度亦不可太剛強或太柔弱。

四、 為能如上述適時建立支保系統，需先能正確估計岩盤及支保系統的行為和時間的關係。
為此，需於施工前及施工中注意辦理岩石力學試驗及隧道變形量計測，以求得諸如岩石

自立時間，變形速率以及岩石分類等重要資料。
五、 如預期岩盤變形或鬆動較大時，開挖後須迅速做全面保護，包括隧道周圍及開挖面本身，

此種保護以使用噴凝土效果最好。

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