零. 前言
文長慎入!可跳至重點-第二、三節。
藉由能力範圍內所能取得的研究報告、工程圖說等文獻資料取材,探討「板南線向東
延伸」是否不僅技術可行,甚至能夠做到「不影響臺鐵」西正線的營運,以達到對既有公
共設施干擾最小,又能兼顧民意期待的多贏策略。
正好上週網紅-黑皮發了兩部影片期望當局能精進汐止、基隆地區的軌道政策,再度
激起板南線延伸議題的討論,就趁此時分享一些小弟去年底至本月收集到的資料,若技術
課題有所貽誤,還請版友先進鞭力一點,謝謝!
一. 本文提要
1. 探討範疇:針對北捷南港展覽館站(下簡稱BL18)至大坑溪,探討板南線延伸的工程
技術議題。大坑溪過後延伸走哪?經濟、財務方面則不在本文範圍。
2. 板南線延伸且不必拆除臺鐵西正線的可能(下簡稱並存案):見第二節
3. 板南線延伸,上行線沿用臺鐵隧道的工程檢核(下簡稱取代案):見第三節
4. 板南線延伸文獻回顧:見第四節
5. 板南線延伸工程課題:見第五節
6. 個人心得:見第六節
7. 參考文獻:延伸閱讀
二. 板南線延伸與臺鐵西正線並存案
https://i.imgur.com/sujCaYU.png
藉由臺鐵捷運化後續計畫-樟樹灣~南港間擴建三軌工程基本設計圖說設施平面圖可發現,
臺鐵西正線結構體非但沒有完全100%「卡死」板南線東側,西正線完全匯入獨立單線隧道
之處亦離板南線末端有140餘公尺的距離,該處對應上圖深灰色線條(內側牆)處,屬於無
用之獨立中空層,與臺鐵行車空間有所阻隔。
筆者遂初步以北捷高運量平面定線標準,Rmin=200m稍加套繪(圖有按比例),若板南線上
行線(往東)自現有軌道末端繼續東延,出站體後以R200左轉,約莫60m即可繞出臺鐵結構
體,避開西正線實際車行範圍,以及能夠阻隔雙鐵的內牆。
板南線下行線(往西)末端則無任何設施阻擋,可直接延伸。圖中係配合上行線,以R300彎
道向北側偏移,維持在南港路下方。兩線軌道中心距最近約8.1m,若為潛盾隧道,雖僅有
2.05m稱「近接」(<1D=6.1m),但現信義線已有1.5m之案例,理論上非不可行。
https://i.imgur.com/oe6wgc5.png
本圖將BL18附近地下二層多鐵的土建設施加以匯整,圖例如下:
*粗線為連續壁:深藍→臺鐵+西正線、天藍→北捷、淺灰→板南延伸工作井、淺藍虛線→
北宜直鐵(尚未施作)
*細線為軌道:藍黑→臺鐵、寶藍→北捷板南線、寶藍虛線→板南延深、藍綠→基隆捷運
淺藍虛線→北宜直鐵(尚未施作)
*藍色半透明區域為南港專案預留之板南線東延空間,為何直直去,捨條條大南港路,在
第六節討論。
https://i.imgur.com/Ejg8D9P.png
https://i.imgur.com/BrqcMIA.png
上兩圖為板南線延伸共存案於BL18東端的銜接構想。
雖然板南上行線末端沒有直接衝突臺鐵西正線,但兩者結構緊鄰、僅一牆之隔也是事實,
因此需於站外-車站東端新闢一明挖工作井,即是上圖淡灰色連續壁的部分,一來將既有
臺鐵中空層做拆除改建,二來也較有空間處理隧道銜接所需的人員、物料後勤。以潛盾單
純到達棄殼約需至少10m。
站外工作井相關案例:信義線中正紀念堂南端(羅斯福街寧波街口)出發井、新莊線古亭站
北端(羅斯福杭州南路口)到達井、東環Y1東側(動物園門口)工作井。
以下分六張橫斷面圖詳細草擬板南延伸上行線銜接步驟,下行線沒有卡到設施的問題就不
另行贅述。
https://i.imgur.com/NGO1ilL.png
Step 1:施作工作井連續壁(淺灰色)、中間柱(僅前半含下行線的較寬區域需要)
後方虛線BL18僅屬疊圖,供參考對比用。
https://i.imgur.com/R641WGH.png
Step 2-1:向下開挖、約每3m架設一層水平支撐
Step 2-2:逐層向下低振動割除西正線連續壁(透明藍),至少遇水平支撐前需敲完
Step 2-3:開挖到底後,施作擴挖區臨時底版,與西正線底版植筋連結
中空層、高鐵引道需架設臨時內撐
https://i.imgur.com/Tc66XQ4.png
Step 3-1:由下往上拆除中空層側牆、中版、頂版(透明灰),先加支撐再拆
Step 3-2:南港專案臺鐵北側連續壁開口補強(棕)
Step 3-3:施作工作井北側牆
Step 3-4:拆撐與回撐,空出潛盾機組裝空間
南港專案已預留該段連續壁打通、拆除機制,就算無西正線結構,亦不影響中、東正線及
高鐵安全
https://i.imgur.com/GcWbsPe.png
Step 4:上行線潛盾機及構台組裝、鏡面破除、鏡面試水、出發作業
https://i.imgur.com/8k4Kyrm.png
Step 5-1:潛盾機完成上行線鑽掘任務後,移除進料出土後勤設施,施作永久底版(直接墊
在臨時底版上),以便與BL18土建完成面順接(西正線路基較低)
Step 5-2:施作工作井南側牆
Step 5-3:施作隧道頂版
https://i.imgur.com/GayaHxg.png
Step 6:完成其餘、下行線結構後,填土、拆撐、路面復舊
https://i.imgur.com/59JxTcU.png
上圖為剖面V沿板南延伸上行線軌跡所繪之縱斷面圖
甲段為與臺鐵中空層重疊、增建區段,長約47m;乙段為完全岔離臺鐵的捷運獨立結構物
紅框為需拆除之結構物(如Step 3-1)
三. 板南線延伸沿用臺鐵西正線工程探討
https://i.imgur.com/FoDJCeC.png
若仍有其他因素使並存案完全不可行,則回到最開始的訴求,可採板南線一線(上行)取代
臺鐵使用西正線隧道、另一線(下行)無障礙物影響可獨立施作,較無困難。
由於BL18上行線軌道與臺鐵安全側線完全重合,故若朝取代案規劃,可直接將BL18東端橫
置連續壁、端牆打通;然而,由於板南線軌面高程與臺鐵有約2.0m高度差,故同樣需將改
建中空層,拆除中版,俾使打通處(紅框)淨高符合北捷明挖隧道4.41m的標準。
縱面線形部分,同樣由於2.0m高度差,需將87m的中空層底版逐步墊高,形成約2.29%的坡
面,以便銜接BL18與西正線隧道底版(深藍色三角形)。
https://i.imgur.com/HFROmo7.png
上圖檢核取代案最大課題:臺鐵西正線隧道夠不夠讓北捷駛入?需不需要擴孔?
根據西正線基設圖說隧道結構橫斷面圖,標準段淨寬5.3m、淨高5.95m,非標準段只有比標
準段寬、大,沒有更小的size。同時,依據臺北都會區大眾捷運系統規劃手冊-第四冊固
定設施需求,淨空相關規範,4.1.4.26明挖隧道應用及附表,考量高運量淨空包絡線並加
計水平偏移、彎道超高,所得的有安全走道最大淨寬2.72m及無走道最大淨寬2.48m,二者
之和5.1m(<5.3m,OK),小於既有西正線隧道淨寬。
淨高部分,臺鐵考量電車線包絡線,採5.95m,北捷因無架空線,僅需3.7m淨空包絡線高+
0.025m安全餘裕+0.7m土建完成面至軌面高差=4.425m之明挖覆蓋隧道淨高。4.425尚考量
浮動式道床T/R-土建完成面700mm的較大值,若為一般道床400mm,更僅需4.125m。
平面定線:臺鐵西正線Rmin=400m,OK
縱面坡度:臺鐵西正線Gmax=1.4%,OK
因此,將臺鐵無道碴軌道道床拆除後,重新鋪軌即有可能讓北捷沿用。
四. 板南線延伸文獻回顧
1. 80年北捷局「捷運系統延伸至基隆地區可行性研究報告」
2. 83年北捷局「捷運系統延伸至汐止地區可行性研究報告」
https://i.imgur.com/dBCyY4l.jpg
A案:南港線過大坑溪後沿大同路,南轉爬升至高架,經高鐵汐止基地轉新台五路
於汐科、汐止一帶各設1站,續行台五線至八堵轉地下,再沿南榮路、仁五
路與台鐵會合於基隆火車站。
B案:內湖線延伸,暫不討論。
3. 85年地鐵處「南港專案綜合規劃報告」
捷運工程配合項目中,第45冊第8章專章研擬南港線東延定線方案,以便鐵路地下
化計畫設計相應預留措施。
https://i.imgur.com/lwkHS0F.jpg
方案一,BL18東端以反曲線繞至高鐵下方,半逆打穿越大坑溪。由於150m範圍與
高鐵重疊,故臺鐵臨時軌、橋拆除後,需先施作一部分捷運隧道箱涵及潛盾出發
井;大坑溪以東未來捷運施工亦需與高鐵協調結構補強與安全事宜。
https://i.imgur.com/IbOxisa.jpg
方案二,延伸段上下行線一南一北繞開南港路橋台,並以潛盾方式加大深度避免
遭遇基樁。潛盾直接由BL18東端牆到發,無臺高鐵介面。惟為提供潛盾相應深度
BL18月台軌道層需調降高程、南港線亦需改由臺鐵下方穿越而非臺、高鐵中間,
工程成本較高,且影響當時臺高鐵隧道時程。
結論:建議方案一。方案一路廊即為現西正線所佔據,已無空間可供板南線延伸
之隧挖隧道行經,除非將西正線大坑溪~南港隧道全部挖開魔改,否則板南
線延伸採沿用或另外繞南港路下方較省事。
4. 91年北縣府「汐南線」
https://i.imgur.com/PdmGv7d.png
板南線BL18直接延伸,穿越大坑溪後以2.49%縱坡於南港隧道東口出土,再轉至大
同路上方,沿大同路以高架延伸至臺鐵汐止站東側。
本案使用南港專案預留空間,沿用南港專案之方案一假設,採明挖覆蓋隧道半逆打
方式穿越大坑溪。
五. 板南線延伸工程課題
1. 交通維持
工作井段
https://i.imgur.com/E92H47k.png
綠色:工作井連續壁
天藍TA:臺鐵南港專案連續壁
天藍TB:臺鐵西正線連續壁(需拆除)
寶藍BU:板南延伸上行線
寶藍BD:板南延伸下行線
上行線獨立部、下行線到達部仍會占用南港路最外側混合車道及待轉區,分階段圍
籬完成連續壁後可直接鋪設覆工鈑恢復交通,工區出土口盡量設在草皮處路外區域
,並調整車道寬度維持車道數量,絕對不可能100%封閉道路施工。
2. 可能衝突之設施
上圖1:BL18機車停車場出口車道,由臺鐵西正線工程代辦,位於中空層正上方,
於臺鐵結構體回填、完工後施作。擋土措施為鋼板樁(完工後拔除)、結構
深度約GL-7.0m,完全位於工作井範圍內,板南延深施工前需先封閉拆除才
能施作工作井連續壁。
上圖2:自來水加壓站,於工作井開挖範圍內,需評估移設。
上圖3:BL18空調機房,非常接近工區,但仍勉強處於工作井連續壁外側。
3. 大坑溪及橋樑
https://i.imgur.com/7eV0BZx.png
橋梁:南港路橋台、自來水幹管橋皆有基樁
大坑溪:已完成整治,為鋼筋混凝土構造ㄩ字形斷面河床,河床高程約海拔2m
此兩項障礙影響BL18~大坑溪東岸的隧道形式,以下比較3種方案:
(1) 明挖覆蓋
a. 先遷移自來水館橋、拓寬南港路橋,分階段改道。
b. 分階段改建橋台、拔除基樁
c. 分階段圍堰敲除河床後施作板南延伸逆打頂版,與橋台、河床共構
d. 恢復橋梁通行,圍籬改至南港路中央,將明挖隧道連通
(2) 潛盾
a. 大坑溪河床為RC面,應該不必擔心沖刷導致覆土流失引起潛盾上浮問題
b. 西正線底端軌面高程EL-8m、大坑溪底高程EL.2m,工作井乙段即以3%縱坡
下潛,經160m後板南延伸軌面下降至-12.8m,潛盾頂緣約EL-8.4m,與大坑
溪結構相差10.4m,大於一個直徑6.1m的高度差(覆土),若地盤穩固,則尚
稱可行。
c. 現今技術可做到潛盾機內開艙以人工破除基樁等殘留結構物的技術,如新
莊線CK237標穿越臺高鐵,但潛盾機需特製,且施工風險高
(3) 新奧(NATM)
a. 大坑溪為砂岩、頁岩、砂頁互層,並非完全鬆軟,可允許隧挖
b. 自BL18工作井隧挖至大坑溪時,順便破除基樁
c. 大坑溪橋台需地盤改良、大坑溪穿越前需水平地改避免河床沉陷破裂
d. 鄰近的西正線南港隧道處約400m即為新奧工法隧道
e. 北捷局有CH221、CN256B標兩項都市軟弱地層高運量雙孔單線新奧隧道經驗
六. 個人心得
基隆捷運需部份阻斷、拆除臺鐵西正線已是事實(預計下篇討論),該設計導致西正線
誠正國中~樟樹灣未來無法使用,形成一條有頭無尾的盲腸線,相當於華山東出口側線,
估計屆時僅剩工程車輛暫置、材料堆放的功能,使用不到20年就失去價值,實在可惜。若
將這段「盲腸」加以活化,供板南線沿用,使汐止進城的捷運系統有另一條不需轉乘就能
到達松山、信義、大安等蛋黃區的選擇;北市新北至汐科工作也能有比臺鐵班距更短、可
靠度更高的方式,搭配臺鐵沒有的公車、You-bike轉乘優惠,應該算是相當不錯的方案。
由於自98年的報告起至今,皆因工程不可行,無針對板南線延伸所做的運量預測成果
,因此無從得知,免轉乘、快速、高運量進出汐止市區的優勢究竟能帶出多少使用量,去
cover營運成本及帶動土開效益,故這方案乍看美好,現階段缺乏其他資料佐證,仍是不
宜輕易斷言100%可行。
七. 參考文獻
1. 交通部臺北市區地下鐵路工程處,1996,臺北市區鐵路地下化東延南港工程綜合規
劃報告,第四十五冊捷運工程。
2. 臺北縣政府,2002,臺北捷運系統汐南線之民間參與可行性研究及先期規劃環境影
響說明書。
3. 臺北市政府捷運工程局,2004,臺北都會區大眾捷運系統規劃手冊2004年版。
4. 臺北市政府捷運工程局,2009,臺北捷運延伸至基隆可行性研究總結報告。
5. 交通部臺灣鐵路管理局,2010,臺鐵捷運化後續計畫樟樹灣南港間擴建三軌基本設
計工程圖說。
6. 交通部臺灣鐵路管理局,2010,臺鐵捷運化後續計畫樟樹灣南港間擴建三軌基本設
計報告。
7. 交通部鐵道局,2019,基隆南港間通勤軌道建設計畫可行性研究報告。