TBM北宜1号

TBM北宜1号，为台湾最早使用的全断面隧道钻掘机（TBM），1992年作为挖掘雪山隧道导坑之用，1996年受困直到1999年再度启动，2003年达成贯通目标，为3台雪山隧道TBM唯一尚存者，今置于宜兰县头城镇二城里国道5号高架桥下方作为纪念。

## 规格

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TBM北宜1号为美国Robbins公司制，双盾身型，全长188.33米，总重逾720吨，直径4.819米，装设34具削刀、72座驱动马达。前盾47.58米、主机长10.833米、撑脚盾47.39米、盾尾外径47.2米。撑脚盾周围共布置16孔80mm∮之导孔，可作为钻探兼具灌浆之用。

## 历史

### 首次使用

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TBM北宜1号是交通部台湾区国道新建工程局（国工局）透过中央信托局采购，造价新台币3.2亿元，规格为荣民工程公司（荣工处）所开。购买目的是国工局为让承包雪山隧道的荣工处在法商SOGEA公司操作期间学习工法，以利后来操作另外2台大型TBM以挖掘主坑。合约规定TBM必须由参与过英法海底隧道的技术人员操作。这些外国技师分3班，每人月薪新台币60到70万元。据荣工处员工张震华回忆，他当时有被选派到美国接受TBM受训2个月，但厂商有所保留，没学到操作和维修。原先国工局计划是合约须规定实施混合编组，以确实让此种开采技术在台湾顺利施行甚至生根。

1992年12月1日，TBM北宜1号在雪山隧道导坑启用。TBM须从头城镇的导坑东口进入开挖，是因隧道设计西高东低，碎石沿下坡送出坑道可省油料损耗，及废水从东口流出而不污染西端的翡翠水库集水区。依照原先计划，导坑东口1000米及西口150米采用传统钻炸法施工，仅有中间11.8公里以TBM开挖。西口150米的用途是作为TBM贯穿后拆卸机器。配合导坑TBM所用的环片是有钢筋支架的预铸混凝土，长4.8米、宽1.5米、厚20公分，重约6公吨，由6片环片组成圆筒状作为隧道支撑，每平方公分可承受352公斤的压力。

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雪山隧道是当时台湾隧道中地质变异性最大的，而北二高福德、木栅等隧道只遇到2种不同地质。隧道自东朝西依序经过干沟层、金盈断层、四棱砂岩层（上新、巴陵、石牌断层）、干沟层、大桶山层、粗窟层、石槽断层、妈岗层、粗窟层。TBM北宜1号先穿过破碎的干沟层地质期间，因硬页岩岩屑会瞬间掉落，发生5次抽坍。抽坍原因之一是施工人员没有及时对岩壁顶上环片立即再回填石头，以撑紧环片与壁身。1993年除夕夜发生第1次受困，以92天救出。但干沟层因储水性不佳，地下水量少，这几次受困时间相较第9、10次短。6、7次则进入金盈断层。

次序｜年份｜月日｜次序｜年份｜月日

1｜1993年｜1月22日到4月24日｜2｜1993年｜5月2日到7月15日

3｜1993年｜8月29日到10月4日｜4｜1993年｜10月22日到12月20日

5｜1993年｜2月22日到4月7日｜6｜1994年｜5月25日到6月30日

7｜1994年｜7月10日到9月20日｜8｜1994年｜11月7日到12月23日

### 多次抽坍

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上新断层到石牌断层之间，除四棱砂岩层本身就具有较好的储水性，因距离地表深度愈来愈大，产生强大的地下水压。当地再因菲律宾海板块隐没到欧亚大陆板块底下，地层不会挤压，反而会伸张而使裂隙张开，更易蓄水。

1995年2月18日，TBM北宜1号前进990米，发生第9次抽坍。受限于台湾之前没有TBM的经验，TBM北宜1号进口时，机头原未附可预钻20到30米深的取心钻机，导致难以知道前面地质。虽先后装设Longyear LM-22、Atlas Copco 1238、Diamec 262钻机，但撑脚盾的偏角6°太小，经常卡钻，故此台TBM始终无法作有效的取心钻探、灌浆处理。国工局三区处工程师黄凤冈对此TBM的感想是“感觉就好像看着一个不成材的孩子”。当天，涌水从TBM机头涌入，连同与细渣料瞬间灌入伸缩盾区，淹没3部主驱动马达。此次造成地下水位高程由360米降低至约345米，直到该年9月导坑灌浆止水施工完毕，地下水位才缓慢恢复。合约规定出水量大于每秒35升时立即停工，以策安全。

为拯救被埋的北宜1号，荣工处职员张震华、沈荣福等技师研讨后，决定从北宜1号旁边挖掘6个坑道。10月29日，TBM北宜1号除去机头土方及岩块，测试后依然可运作。12月5日恢复运作，至15日之间再挺进30米。12月20日，交通部长刘兆玄、立委陈定南视察雪山隧道导坑时，导坑完成1542米。

### 长期受困

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1996年2月5日，TBM北宜1号前进至1602米处，在巴陵断层发生第10次抽坍，每秒涌水量高达140升，大量砂土随水冲击，机身再度受困。为预防地下水，施工单位在TBM钻掘前会先以钻探机先钻30米，以3点取样来掌握作业环境，但因面积小就没打到水脉的可能。5月2日，民众向监委李伸一陈情，指责国工局无法完全掌沿线地质情况，执意购买TBM，造成特定厂商得利，工程却严重延误，希望监院加以调查了解当中是否有官商勾结。4日，面对立院罗福助、陈清宝、林建荣、杨吉雄等人到工地关切，国工局局长郑文隆解释，本局率先采用TBM是前后16次邀请国内外工程专家联合会诊结果，应该是最好的选择，只是当初2月的涌水无法事前查到。7月17日，国工局局长郑文隆表示荣工处可能暂时放弃TBM，改以传统方法挖隧道。导坑改自2号竖井下方300米处，往西方向以人工钻炸法施工。

原先评估雪山隧道采用TBM施工，若地质条件适当，且有熟练的操作手，应可在4年内贯通。1997年1月29日，针对TBM北宜1号已近1年犹未脱困，荣工处处长曾元一说，导坑的出水量远超出规范规定极限每秒35升的3至4倍，且自1995年2月以来出水量毫无减少迹象，需使用价格超出合约规定数10倍的速凝剂，同时花费脱困TBM及地质处理的庞大费用，连保险公司也都已拒绝给予承保。2月22日，顾问群建议暂以传统的钻炸法绕行，以抢救TBM。3月30日，国道新建工程局局长郑文隆宣布，荣工处将开挖240米长的绕行顺道，因其中50米需经过大量涌水的地质，工程需再增新台币4亿8300万元。施工单位并且在导坑旁另外开挖地质研究坑，施工同时进行研究地质钻探，以免施工中途再度发生大量水含层而重蹈覆辙。1998年3月5日，导坑启用日本引进的水平长距离钻机，以侦查高压水层。

### 掘出机体

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自1997年12月16日主坑严重崩塌后，3部TBM全都深陷坑内，评估至少要再上20个月的工期脱困。地方还传言TBM开挖弄伤在雪山山脉修练的母龙，才会引发大量涌水，破解之道就是需要2位生肖属龙、1位属虎的地方人士到隧道口祭拜请出龙群才可。

1999年1月7日，交通部政务次长陈世圯评估TBM在泥渣中受困多时，即使泥渣清除干净、花费钜资修理，可能也修不好。3月23日，属虎的立委卢逸峰在前县议员吴文发的引介下去隧道口祭拜。4月6日，施工单位宣布西行线TBM无法修复。7月31日，TBM北宜1号终于挖出。工程单位举行祭拜仪式后，再度启动。

### 通过砂岩

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厂商事前宣称，即使困难地质，TBM北宜1号仍每月可掘进250到300米。1999年8月9日至15日，此TBM仅推进10.8米。在四棱砂岩层期间，TBM的削刀1小时就需更换。施工单位委托三隆齿轮公司研发应付四菱砂岩的TBM刀具，以降低成本。

至2000年3月19日，导坑累计开挖2463.5米。3月31日，2483.4米。10月13日，总统陈水扁至导坑观看运作，并建议坪林隧道应改名“雪山隧道”。

2001年8月25日，因涌水量增，TBM北宜1号停机，钻设排水孔等，至11月7日再次动工。

2002年8月24日清晨3点半，雪山隧道施工单位察觉TBM北宜1号突然不再剧烈震动、掘进变快，且后端输送出来的岩石破片由灰白色转灰黑色，代表通过四棱砂岩层，众人欢声雷动。11月8日，因TBM之前在四棱砂岩磨损严重，停机更换组件80余天。

### 达成任务

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2003年1月27日，TBM北宜1号恢复开挖。四棱砂岩层以西的干沟层、大桶山层，盘岩相当良好，连灌浆都不必。3月到5月时，掘进大幅加快，3月就达313米、4月360米、5月401米。5月31日，距目标2号竖井下方已剩750.8米。

隧道需通过的倒吊子地区，为水质集中的向斜轴部。6月8日，遇上15米宽的断层剪裂带。此为土壤松软的含泥夹层，发生落磐将TBM掩没。7月25日发生TBM首次死亡事故，荣工处人员黄教达遭夹挤身亡，当时平时负责巡查的他不知何故站在规定不能站人的TBM支援系统上。9月18日复工。

2003年10月20日中午12点半，TBM北宜1号在2号竖井下方深约300米处达成贯穿任务，由陈水扁总统主持典礼。日后，作曲家颜名秀为纪念雪山隧道所写的交响乐《凿贯》，首段就各种鼓、铜管模拟TBM，最末以小提琴长音代表隧道开通当下的微光乍现，以木管由弱渐强表现随洞增大不断涌入的光线。政府也为罹难的黄教达等人建立北宜高速公路工程殉职人员纪念碑。

### 保留纪念

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TBM北宜1号完成任务后先拆解成6部分，以再重组。原先国工局的计划是此机械可用在水力发电厂施工上。2004年1月2日，宜兰县文化局长陈登钦表示，已向国工局争取TBM北宜1号作工程文物，将选择在宜兰运动公园或北宜公路旁等适当地点设置与展出。2006年6月12日，北宜高通车促进会财务长张汉仪建议将TBM放于头城兰阳博物馆。2007年6月上旬，该TBM暂放头城镇二城里国道5号头城高架桥时，遭陈姓惯窃拆取零件与铜线。2014年4月，宜兰绿色博览会期间，展示TBM北宜1号其中80米。该年9月1日，运回国道5号高架桥下。

在艺术家黄铭哲领衔的“平安回家．十全十美”公共艺术展下，TBM北宜1号由建筑家罗万照在国道5号与台9线交会的高架桥下重新组装TBM成公共艺术品《平安回家》。2020年9月23日，交通部长林佳龙主持揭幕。2024年11月5日，中华民国文化部公布第9届公共艺术奖获奖名单，包含《平安回家》的“国道5号宜兰段公共艺术设置计划”获评审特别奖。

## 基本资料

- 车辆类别：文物景观
- 地点：台湾宜兰县头城镇二城里国道5号高架桥