曾文水库防淤隧道
| 曾文水库防淤隧道 | |
|---|---|
 曾文水库防淤隧道曾文溪排放出口 | |
| 概览 | |
| 国家／地区 |  中华民国（台湾） |
| 地点 | 曾文水库 |
| 坐标 | 23°14′40.2″N 120°32′16.8″E / 23.244500°N 120.538000°E （曾文水库进水口） 23°14′39.4″N 120°31′38.0″E / 23.244278°N 120.527222°E （曾文溪排放口） |
| 状况 | 已启用 |
| 起点 | 嘉义县大埔乡 |
| 终点 | 台南市楠西区 |
| 运营数据 | |
| 动工于 | 2014年3月31日 |
| 贯通于 | 2017年11月29日[1] |
| 总造价 | 新台币40亿9,800万[1] |
| 业主 | 经济部水利署 |
| 施工单位 | 中华工程股份有限公司 国统国际股份有限公司 黎明工程顾问股份有限公司 （联合承揽）[1] |
| 运营单位 | 经济部水利署南区水资源分署 |
| 通行类别 | 无 |
| 技术数据 | |
| 设计师 | 联合大地工程顾问股份有限公司 巨廷工程顾问股份有限公司[1] |
| 长度 | 1,235.21米（4,053英尺）[2] |
| 限界高度 | 最高约46公尺 |
| 限界宽度 | 最大宽度约23公尺 |
| 船只可通行 | 否 |
| 施工方法 | 钻炸 |
曾文水库防淤隧道位于台湾嘉义县大埔乡与台南市楠西区之间，是一座相连于曾文水库蓄水库区与下游曾文溪之间，专门用于以水力排除曾文水库淤沙的导水隧道。该座隧道是当今全台最大的水利地下工程，也是全球首座使用象鼻钢管工法的排砂导水隧道。[3][4]该项隧道兴建工程由经济部水利署推动，南区水资源局承办，已于2018年1月完工启用，每年预估可有效排除曾文水库内有104万立方米的淤沙，将可大大减少人工抽砂与挖沙的人力经费。[5][6]
沿革
缘起
近年因受到全球暖化与气候变迁造影响，造台湾地区气候逐渐转变为降雨时间集中且大量，使多处水库淤积状况日渐加剧。尤其是2009年8月8日，中台莫拉克侵袭台湾，造成中南部地区多处灾情的八八风灾。[5]
其中，位于嘉义县大埔乡的曾文水库，更因为曾文溪上游大量雨水夹带土砂冲刷进水库中，使得水库增加了近9,108万立方公尺的淤沙堆积，其淤沙堆积高度更到达海拔171公尺，远高过曾文发电厂进水口的海拔165公尺与永久河道放水口的155公尺，淤沙量也占当初曾文水库设计总容量的12％，等同于水库瞬间减少了近20年的寿命。[5][7]
再加上，曾文水库自1973年开始蓄水启用以来，至今已营运逾40年，水库本身已开始需要面对水库淤积、老化等严峻问题，近年来也因为环保意识抬头以及政府财政拮据等因素，导致难以兴建新水库的状况下，如何延长水库寿命，使水库“回春”成为政府单位著重的方针。[5]
因此经济部水利署开始研拟各项曾文水库的排砂方案，并自2010年起针对台湾南部多处淤积严重的水库，投入新台币416亿元，进行水库周围各项水路设施的改善与排砂设施规划。[8]
兴建
2013年5月7日上午10时，曾文水库防淤隧道工程举行动工典礼，由水利署总工程司曹华平主祭，并邀集多位中央与地方政府机关首长依同出席典礼，以期工程顺利平安。[9] 2014年3月，曾文水库防淤隧道工程正式展开，该项工程计画自曾文水库库容区大坝坝座左岸，兴建一座本防淤隧道工程进水口位于大坝左坝座，兴建一座象鼻钢管，由象鼻钢管藉著水压，将库底泥砂连带著经由长达1.2公里的隧道往下游曾文溪排出，并在隧道出口之前，建有一座大型的地下消能池，该消能池为大跨度地下坑室开挖的消能池，最大开挖深度约46公尺、最大开挖宽度约30公尺，最大开挖断面积1,058平方公尺，是全台最大的水利地下工程，被消能后的泥水于曾文水库一号导水隧道旁汇入曾文溪。[5]
在进水口象鼻钢管之部分，由于曾文水库与国内外其他水库较不同之处为水位高低差达60公尺，因此在进水口的设计部分，隧道洞口无法有效围堰而布置于库底，但技术可行的隧道开挖仅能到达底部库底海拔190公尺处，无法到达水库淤积面的海拔176公尺处，如果无法自淤积面排砂，其排砂效果十分有限。[5]因此，为有效排放底层浑水，排砂隧道端部分，再兴建一段项坝底延伸的引水钢管段，其外型相似于大象之象鼻，因此得名“象鼻钢管”。[2]
至于邻近隧道口的消能池，为消除大量水流冲击力，因此设计上，也以中间柱区分成了南、北两侧的出水口，其工法为，在山体内开凿巨大的地下洞室，并透过洞室内的3座跌水工，减缓从隧道内倾泄而下的水流流速，以借此减缓对岸曾库公路的护岸的冲击，以及对曾文溪河床的影响。[5]
2015年5月，曾文水库防淤隧道工程荣获劳动部职安署104年度公共工程金安奖。[5][10]
因消能池的工程过于浩大与艰钜，使得整体工程的工程难度及危险性增添许多，也因此自动工以来，已有上百梯次国内外的产官学界团队前往施工现场参访，中华民国隧道协会也于105年度年会举行前，特地安排协会中的130多人前往曾文水库了解隧道工程的施工重点与工法并进行技术交流。[11]
2017年10月，曾文水库防淤隧道工程其工程进度已经到达98%，于2018年1月正式完工启用。[1][5]于2018年8月下旬台湾暴雨期间，总排砂量为240,000立方公尺。[12]
技术资讯
象鼻钢管段
- 里程：0K - 145.97 ~ 0K - 089.35
- 象鼻钢管结构由管中心海拔195公尺处，向下沿边坡铺设钢管，放置至进水口管中心海拔175公尺处，内径10.0公尺，含前端之抗涡出挑钢罩5.0公尺长，水平投影长约56公尺，水路长约62公尺。[2]
进水口隧道段
- 里程：0K - 089.35 ~ 0K - 031.15
- 此段隧道是相连于象鼻钢管及闸控室之间的隧道，全长58.2公尺。[2]
闸门竖井段
- 里程：0K - 031.15 ~ 0K + 000.0
- 本段隧道分别设有地面闸控室及地下闸室，全长31.15公尺，地下闸室内，设置紧急关闭用途直立式固定轮闸门1座及日常维护操作用途弧形闸门1座共两座闸门。[2]
隧道段
- 里程：0K + 000.00 ~ 0K + 862.82
- 此段隧道为主要导水隧道段，全长 862.82 公尺，隧道断面自地下闸室后方以矩型渐变为外三心圆，内径9公尺。[2]
消能池及出水口段
消能池
- 里程：0K + 862.82 ~ 0K + 992.12
- 消能池之设置目的为，为有效消除水流强烈冲击，因此自隧道末端设置有投潭消能池一座，最大净高41.69公尺，净宽18公尺，池底长90公尺。[2]
出水口隧道
- 里程：0K + 992.12 ~ 1K + 073.93
- 为考量隧道结构安全，因此原净宽18公尺之消能池洞室分为双孔宽10公尺之隧道出洞，之后为与曾文溪汇流，因此出水口隧道内布置两阶跌水工再次消除水流冲击后衔接出水口工程。[2]
出水口工程
- 里程：1K + 067.12 ~ 1K + 091.32
- 出水口衔接南北两洞隧道末端往下游渐扩至为65.83公尺长溢流堰，堰底设置排桩抵抗冲刷，溢流堰上游至下游20公尺范围内抛放混凝土块及块石作为河床及基脚保护工作。[2]
参考资料
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 曾文水庫防淤隧道工程. 经济部水利署南区水资源局. 2016-11-17 [2016-11-17]. （原始内容存档于2020-03-27） （中文（台湾））.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 黄世伟、张世贤、颜呈仰、陈逢时. 曾文水庫防淤隧道工程規劃設計案例 (PDF). 大地期刊. [2016-11-17]. （原始内容存档 (PDF)于2015-07-01） （中文（台湾））.
- ^ 曾文水庫防淤隧道 工法創新. 中时电子报. 2016-04-16 [2016-11-17]. （原始内容存档于2019-06-22） （中文（台湾））.
- ^ 吴俊锋. 全球首創「象鼻鋼管工法」 曾文防淤隧道明年完工. 自由时报. 2015-11-03 [2016-11-17]. （原始内容存档于2019-06-17） （中文（台湾））.
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 全臺最大水利地下工程 一窺曾文水庫的神秘回春術. 经济部水利署. 2016-11-08 [2016-11-17] （中文（台湾））.[永久失效链接]
- ^ 台灣水利工程又一創舉！第一座防淤隧道正式啟用｜東森新聞. 东森新闻. [2022-10-02]. （原始内容存档于2021-06-23） （中文（繁体））.
- ^ 曹婷婷. 43歲曾文水庫回春 防淤隧道地下建功. 联合新闻网. 2016-11-12 [2016-11-17]. （原始内容存档于2016-11-15） （中文（台湾））.
- ^ 许丽珍. 曾文水庫防淤隧道 預計明年底完工. 苹果日报. 2015-08-04 [2016-11-17]. （原始内容存档于2015-08-17） （中文（台湾））.
- ^ 曾文水庫防淤隧道工程開工動土典禮. 水利署电子报. 2013-05-31 [2016-11-17]. （原始内容存档于2015-03-13） （中文（台湾））.
- ^ 曾文水庫防淤隧道工程 榮獲第九屆公共工程金安獎工程類優等獎-2015/08/26. 经济部水利署. 2015-08-26 [2016-11-17] （中文（台湾））.[永久失效链接]
- ^ 周荣发. 曾文水庫防淤隧道工程 產官學觀摩. 中时电子报. 2016-04-18 [2016-11-17]. （原始内容存档于2019-06-22） （中文（台湾））.
- ^ 经济部水利署南区水资源局. 「曾文水庫防淤隧道工程」榮獲107年度台灣混凝土學會「混凝土工程優良獎」. 经济部水利署. 经济部水利署. [2020-04-25].[失效链接]