阿姆坪防淤隧道工程有害氣體處置北區水資源局

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  發刊期數:第0438期/ 發布日期:2021/06/04

圖1阿姆坪隧道地質剖面圖_pic

阿姆坪防淤隧道為石門水庫近年主要工程,具有水庫減淤、土資源再利用以及防洪多功能。隧道全長約3702公尺,規劃階段鑽探調查報告顯示,工址處除具豐沛之地下水外,隧道路線通過桂竹林層、南莊層、南港層、石底層、卓蘭層等多種地層,地質強度差異達百倍以上,其中亦包含新店斷層剪裂帶,地質條件變化大,施工難度甚高。

  • 圖1阿姆坪隧道地質剖面圖圖1阿姆坪隧道地質剖面圖

隧道施工採新奧工法,配合開挖面之地質狀況及監測成果,以複合性支撐系統,開挖後立即支撐形成拱圈效應,利用岩體本身之自持力達成穩定,可適應不同地質差異。隧道自107年7月開始由進、出水口兩端向中央同時推進施工,在經過近一千個日夜的努力,施工團隊陸續克服了隧道湧水、擠壓變形、落磐抽坍等施工考驗。正當工程團隊準備慶祝隧道剩餘開挖進程邁向破百(公尺)之日,一場寧靜危機正悄然來到。

110年3月初一個溫暖的上午,施工團隊與地質師於進水口隧道開挖面,進行例行性之不取心前進探查孔鑽設,調查前方地質狀況。忽然間,探查孔口傳出嘶嘶的氣體聲,經驗豐富且警覺性高的工程人員立即取出隨身攜帶的四用氣體偵測器,對著孔口進行氣體量測;看著有害氣體量測數值一路飆升,大家審慎以對,思考著是偵測器故障?儀器操作方式有誤?還是真有瓦斯氣體外洩?一旁的施工人員趕忙拿出另一台儀器,重複確認。然而,隨著紅燈急促閃爍、現場警報聲大作,本工程確定了隧道內首次有害氣體滲出事件。監造單位隨即下令撤離隧道內所有施工人員,嚴格管制隧道人員進入,施工廠商同時啟動加強通風換氣機制,調度增設通風機組,本工程進入隧道有害氣體緊急應變程序。

  • 圖2隧道開挖面有害氣體偵測圖2隧道開挖面有害氣體偵測

之所以能如此快速應變,除仰賴現場人員豐富之施工經驗外,提前制訂好的緊急應變流程以及完整的人員教育訓練,也在此刻發揮效用。依據工址環境調查成果推估,本隧道施工過程中有可能會穿過廢煤礦坑段,除有相關地質風險外(軟弱煤層及廢棄礦坑結構不穩定等),經工程團隊訪問昔日參與採礦之地方耆老(邱顯日老先生)及蒐集相關文獻,發現此區煤礦坑曾發生多起瓦斯爆炸致死事件。因此在工程招標階段,北區水資源局即透過招商說明會、現場解說、招標文件,將潛在施工風險資訊確實傳遞予投標廠商。工程發包後,施工團隊則依據相關資料及補充調查結果,訂定了有害氣體因應對策SOP,分別針對隧道內不同濃度之有害氣體發展,細分不同階段之禁止項目,並制訂相對應的處理對策。

  • 圖3阿姆坪防淤隧道有害氣體因應對策圖3阿姆坪防淤隧道有害氣體因應對策

此外,本工程運用科技輔助,於隧道全區設置主動式RFID智慧型門禁管制系統,並於隧道內每200公尺設置固定式氣體偵測器,利用IoT物聯網技術,將隧道內施工人員動態及氣體偵測結果傳輸至網路雲端伺服器,有助於工程人員於洞外掌握隧道整體施工及環境狀況,即時採取相關處理措施。

  • 圖4隧道內固定式氣體偵測器及網路監控系統圖4隧道內固定式氣體偵測器及網路監控系統

進水口隧道發生煤氣突出事件後的一個禮拜後,出水口開挖面也發現煤氣滲出事件。有了進水口的經驗,加上剩餘約100公尺的地質狀況逐漸明朗,施工團隊得以提早因應,更快速地依據處理對策執行應變,調度機具加強通風。煤氣滲出期間,施工團隊除依SOP執行應變措施,也邀請有害氣體處理經驗豐富的新烏山嶺引水隧道監造主任,以及國內學者專家進行現場指導,以強化施工之安全性。

  • 圖5隧道增設通風機組加強通風換氣機制圖5隧道增設通風機組加強通風換氣機制

隨著加強通風換氣等緊急應變措施發揮成效,隧道內有害氣體濃度逐漸下降,危機得以暫時解除,進、出水口開挖面於清明連假後陸續恢復正常輪進施工,後續開挖除發現相思木及雜木等木料外,開挖範圍內並無發現煤礦坑道,且亦無有害氣體溢出。截至110年4月底為止,開挖作業僅餘約27公尺,後續施工團隊仍將秉持安全第一的精神,針對有害氣體持續監測並謹慎應對,以「零職災、無事故」為獻禮,迎接隧道貫通之日的到來。

  • 圖6本隧道挖掘出之舊礦坑木支撐及煤塊圖6本隧道挖掘出之舊礦坑木支撐及煤塊

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