9年北回线铁路通车前，台湾铁路管理局已经体认到宜兰线必将成为衔接纵贯线及北回线的重要干线铁路，如果不适时将宜兰线扩建为双线铁路，那么，宜兰线的运量将达到饱和，无法因应未来更高的运输需求。于是，该局提出「宜兰线铁路扩建工程」计划，由台湾省政府函报中华民国行政院并于1979年12月获同意实施。
动工与通车.三貂岭＝牡丹间新的双线铁路第二代三貂岭隧道，建于第一代隧道南侧，1982年6月9日开工，大尧营造有限公司承包，先由底设导坑开挖，地质属于新近纪粉砂岩与页岩，岩性松脱，开挖艰难，曾遭遇积