奇莱引水隧道
| 奇莱引水隧道 | |
|---|---|
 奇莱引水隧道龙溪端出口 | |
| 概览 | |
| 国家／地区 |  中华民国（台湾） |
| 坐标 | 24°00′36.1″N 121°19′21.1″E / 24.010028°N 121.322528°E （林溪坝隧道入口） 24°01′28.0″N 121°24′30.8″E / 24.024444°N 121.408556°E （龙溪坝隧道出口） |
| 状况 | 已启用 |
| 贯穿 | 中央山脉 |
| 起点 | 花莲县秀林乡林溪坝 |
| 终点 | 花莲县秀林乡龙溪坝 |
| 运营数据 | |
| 动工于 | 1977年2月 |
| 贯通于 | 1984年11月 |
| 业主 | 台湾电力公司 |
| 施工单位 | 荣民工程处 |
| 运营单位 | 台湾电力公司东部发电厂 |
| 通行类别 | 无 |
| 技术数据 | |
| 长度 | 14,688米（48,189英尺） |
| 限界高度 | 2.30米与2.50米 |
| 限界宽度 | 2.10米与2.50米 |
| 船只可通行 | 否 |
| 坡度 | 1/300与1/200 |
| 施工方法 | 钻炸 |
奇莱引水隧道是一座位于台湾花莲县秀林乡境内，台湾电力公司为水力发电而开凿的引水隧道。全长14.688公里，是木瓜溪奇莱引水工程中，串联山区各拦水坝的重要导水路。目前由台湾电力公司东部发电厂进行隧道的维护与管理。
沿革
[编辑]计划
[编辑]奇莱引水隧道是台电于1977年所推动的“木瓜溪水力发电扩建工程”中，“奇莱引水计划”的一项关键工程[1][2]。推动契机在于，最初，为龙涧发电厂拦阻发电用水的龙溪坝兴建完工后，发生水坝渗漏的问题。龙溪溪水在进入龙溪坝续留前，便潜入地下形成地下伏流，使得当时甫完工的龙溪坝无法正常蓄水[1]。
因此，台电为了解决这样的状况，并且为龙涧发电厂新增第二部发电机组，于1960年开始推动奇莱引水工程以及小龙涧坝工程[1]。
小龙涧坝工程内容为，将龙溪的溪水利用导水隧道直接导入龙溪坝调整池中[3]。并且，因为小龙坝导水隧道出口海拔高度1,523.7米，龙溪调整池则有1,276.7米，两地之间有247米的落差高度，台电为了利用此水力效能，因此又在1985年配合木瓜溪水力发电工程，于小龙坝导水隧道出口与调整池之间再兴建一座装置容量4.7MW的小型水力发电厂，称为龙溪发电厂[3]。
奇莱引水计划部分，则是在木瓜溪更上游的河段，包括桧溪、林溪、奇莱溪、天长溪及磐石溪等五条木瓜溪支流，兴建数座拦水坝，分别是桧溪坝、林溪坝、奇莱坝、天长坝、磐石坝等五座小型拦水坝，再开凿一条全长14.688公里，引水量9.5CMS的导水隧道将拦截的水流引到龙溪调整池中蓄留[4]。
早在1963年，台电即开始奇莱引水工程的初步规划，并且同年10月，便派员前往木瓜溪上游山区进行地质调查，以利于将来的工程设计[5]。调查范围包括，最东至木瓜溪支流龙凤溪，最西至桧林保线所，最北至奇莱山以及天长山，最南则到木瓜溪主流为止[5]。台电完成初步地质探勘后，随即发表奇莱引水计划地质报告[5]。1965年，台电再请国立台湾大学地质系教授王源前往木瓜溪山区进行细部的地质调查，以获得更详尽的地质报告[5]。
施工
[编辑]奇莱引水隧道工程于1977年2月正式动工[2]，由荣工处承办施工[6][2]，当时在隧道工程中，共开挖了12个施工横坑工作面以加快隧道贯通的速度[7]。其中，5号、6号以及7号横坑因离施工道路主线过远，因此又另辟施工便道通往上述的施工横坑[5]。
奇莱引水隧道施工时，由于部分路段山体地质恶劣，加上施工期间遭逢台风及豪雨，使得地貌与地形改变，因此最终有两段隧道因无法克服地质条件而绕线后贯通[5]。这两段分别是4.7公里处到5.1公里处以及5.5公里处到5.7公里处，总改线路段长1,224米[5]。
其中4.7公里至5.1公里处分别是由上游的6号横坑至下游7号横坑的施工段，此路段在6号横坑施工时，因地质软弱不佳，涌水量大，施工单位决定组立支撑隧道结构用的钢构支保，总长334米。但效果不彰，支保因挤压导致变形，泥浆大量涌出，抽心以及矢板断裂的状况仍持续发生[5]。最终，施工单位再改以浇置舍卷混凝土，并以40到50公分厚的钢筋混凝土衬砌黏贴于隧道表面，才使得隧道变形状况改善[5]。
1980年1月20日，从7号横坑向上游开凿隧道时在5.6公里处也同样遭遇大量涌水，使得用于支撑隧道结构的支保遭冲坏5组，虽施工单位立即将泥浆清除并重新尝试开挖，仍无法克服，只能将其暂时灌浆封堵[5]。
1981年7月31日，天长坝至龙溪调整池之间的引水隧道正式完工，并随即开始从天长坝取水口以及磐石坝取水口进水，桧溪坝至天长坝之间的引水隧道则持续施工中[5]。
1981年8月31日，会同地质调查师前往7号横坑施工段勘查，研判施工单位是挖到了天长断层泥岩与砾石的堆积带，使得该工程段的涌水量大并且岩压异常[5]。台电以安全为考量，决定将此段放弃，并从6号横坑另绕道重新衔接7号横坑的施工路段[5]。
第二段改线的隧道路段为11.4公里处至11.5公里处，其原因在于，最初在进行隧道定线时，因设计的台电仅以小比例尺的地形图绘制，导致原隧道行经路线在经过磐东溪时会凸出地面，因此经会勘后将路线绕至磐东溪下方通过[5]。并且，台电在进行绕线规划时，顺势调查了隧道上方的磐东溪的流量测计工作，后于1980年9月时获得的流量数据为0.08秒立方米[5]。经评估，如将磐东溪溪水引入奇莱引水隧道中，估计可增加龙涧发电厂每日约13,500度的发电量，再加上预估增加引入磐东溪溪水的工程费用仅需要约新台币200万元，具有经济效益，因此台电决定将隧道改道的同时，增建磐东坝引水工程[5]。
磐东坝引水工程是在引水隧道行经磐东溪时，部分引水隧道的顶部会直接裸露于地面上，并在露出隧道顶部的状态下，穿越磐东溪溪床，施工单位便直接在溪床上，引水隧道的顶部兴建一座简易拦河堰，称为磐东坝，再兴建一座进水口，将磐东溪溪水直接引入引水隧道中[5]。由于引水隧道与磐东坝为一体的，因此施工时，两者的结构混凝土是同时浇灌完成的[5]。
磐东坝引水工程完工后，因部分引水隧道顶部裸露于地表，台电为防止往后落石砸中隧道顶部会影响结构安全，因此又将裸露段进行土石回填作业[5]。
控制廊道
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7号横坑于奇莱引水隧道主线贯通后，改设为一条紧急排砂隧道，排砂道上方则再开挖一条长138米的控制廊道以便于工程人员进入到山内长12.5米的控制室中[5]。而控制室内，则再开挖一座向下通达至引水隧道，长8.5米、宽2.4米、高7.3米的竖井，并设置有控制引水隧道的闸门以及排砂道的闸门各一座[5]。
控制廊道与控制室工程于1980年3月9日动工，然而动工不久后，控制廊道洞口上方即发生岩盘崩落之状况，因此导致廊道开挖进度严重落后，施工单位改在洞口上方之岩盘打入地锚以固定岩体防止崩落[5]。后续因更下方的引水隧道仍在施工中，上方控制廊道的施工团队为不影响下方工程，因此决定由控制室向下开挖先施作制水闸门的工程[5]。
而廊道开挖时，所产生之弃渣，由于廊道出口紧邻施工道路主线宽度过窄，施工道路周围地形陡峭，无法利用机械输送弃渣，加上控制室与下方引水隧道之间有7.3米的落差，也无法透过引水隧道协助输送弃渣，因此廊道开挖全由人力将弃渣搬运出隧道[5]。
制水闸门完成开挖后，因引水隧道已开始衬砌敷设的作业，为不影响敷设，因此暂停开挖排砂闸门竖井的工作，而是先进行制水闸门竖井喷浆的工程[5]。1984年5月14日，制水闸门竖井喷浆作业完成[5]。
1984年10月15日，引水隧道衬砌敷设完成，排砂闸门竖井随即开始动工，并最终于同年11月28日全部完成[5]。
完工
[编辑]1984年11月30日，桧溪坝至天长坝之间的引水隧道正式完工，自此奇莱引水工程全线开始通水[2]。
技术资讯
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|
| 隧道名称 | 奇莱引水隧道（桧溪 - 天长段）[5] | 奇莱引水隧道（天长 - 龙溪段）[5] |
|---|---|---|
| 隧道长度 | 6,930米 | 7,758米 |
| 总长度 | 14.688米 | |
| 隧道宽度 | 2.50米（无衬砌喷浆断面），2.10米（混凝土衬砌断面） | |
| 最大输水量 | 6.7CMS | 9.5CMS |
| 隧道坡度 | 1/300 | 1/200 |
| 隧道类型 | 倒D型 | |
| 隧道结构 | 无支撑喷浆或混凝土衬砌 | |
施工横坑
[编辑]| 隧道编号 | 1号横坑 | 2号横坑 | 3号横坑 | 4号横坑 | 5号横坑 | 6号横坑 | 7号横坑 | 8号横坑 | 9号横坑 | 10号横坑 | 11号横坑 | 12号横坑 | 控制廊道 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 隧道长度 | 85.9米 | 207.2米 | 98.1米 | 368.9米 | 238.2米 | 419.4米 | 148.9米 | 83.2米 | 266.8米 | 552.4米 | 160.7米 | 253.0米 | 150.7米 |
| 隧道断面 | 2.1米 * 2.3米（倒D型） | ||||||||||||
| 开凿日期 | 1981年8月26日 | 1980年10月29日 | 1980年10月29日 | 1980年6月1日 | 1980年11月14日 | 1979年10月29日 | 1979年11月25日 | 1979年6月15日 | 1979年2月27日 | 1978年11月25日 | 1979年2月5日 | 1979年1月10日 | 1980年3月9日 |
| 竣工日期 | 1981年7月31日 | 1981年7月31日 | 1981年7月31日 | 1981年7月31日 | |||||||||
| 通风方式 | 单管通风 | 双管通风 | 单管通风 | 双管通风 | 单管通风 | ||||||||
| 现况 | 使用中 （改为桧溪坝余水路） |
使用中 | 使用中 （改为林溪坝余水路） |
使用中 | 已封闭 （改为奇莱坝进水路） |
已封闭 | 使用中 （改为紧急排砂道） |
使用中 （改为天长坝余水路） |
使用中 | 已封闭 | 使用中 | 使用中 | 使用中 （紧急排砂道控制用） |
| 参考资料 | [5] | ||||||||||||
隧道维护
[编辑]奇莱引水隧道由台湾电力公司东部发电厂进行管理与维护。目前，通往林溪坝以及桧溪坝维护道路之上的五甲隧道主要因五甲崩山走山滑动影响，使得隧道内部已塌陷变形[8]，台电方面无维修计划，导致后续路段已废弃[8]。因此，当需进行隧道及山区水坝维护工作时，位于花莲市的东部发电厂厂本部控制中心会将引水隧道的进水口透过光纤网络的远端遥控方式依序将桧溪坝、林溪坝以及奇莱坝取水口的闸门关闭，并将位于天长坝附近的紧急排砂道（7号横坑）排水门开启，让引水隧道内的余水排放净空后，工程人员再借由这条控制廊道进入引水隧道搭乘牵引机，以避开已坍塌废弃的路段前往桧溪坝、林溪坝进行简易维修及耙污[9]。
资料来源
[编辑]- ^ 1.0 1.1 1.2 黄兆慧. 台灣水庫巡禮. 自由电子报. 2002-08-24 [2016-04-26]. （原始内容存档于2004-09-14） （中文（台湾））.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 刘智渊. 後山電力博物館－獨具風格的東部發電廠 (PDF). 台湾电力公司. 2008-11 [2016-04-26]. （原始内容 (PDF)存档于2013-12-24） （中文（台湾））.
- ^ 3.0 3.1 张炎铭. 遊水庫聽故事. 台北市: 科技图书. 2011年: 页125. ISBN 978-957-655-492-6.
- ^ 蓄水設施簡介. 经济部水利署北区水资源局. 2015-01-15 [2016-04-26]. （原始内容存档于2016-03-04） （中文（台湾））.
- ^ 5.00 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21 5.22 5.23 5.24 5.25 5.26 5.27 5.28 5.29 台灣電力公司 木瓜溪水力發電工程 竣工報告. 花莲市: 台湾电力公司 东部电力处. 1986年12月.
- ^ 林世曼. 榮工處與東台灣的建設. [2016-04-26]. （原始内容存档于2013-12-24） （中文（台湾））.
- ^ 九十年度優良隧道工程師獎暨傑出隧道作業人員獎介紹. 中华民国隧道协会. [2016-04-26] （中文（台湾））.[永久失效链接]
- ^ 8.0 8.1 關於能高越嶺的五甲隧道. 登山补给站. 2005-05-09 [2016-04-30]. （原始内容存档于2019-05-22） （中文（台湾））.
- ^ 邱丽文. 木瓜溪「水路」探奇 (PDF). 源杂志. 2005-05 [2016-04-30]. （原始内容存档 (PDF)于2020-08-14） （中文（台湾））.