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規範本文 第四章材料、載重與載重組合；原PDF第24–34頁。
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第四章 材料、載重與載重組合 4.1 一般說明 本章規定明挖覆蓋隧道結構設計相關之材料、載重與載重組合。 4.2 材料 材料應符合「中華民國國家標準」(CNS)之標準，若無相關標準時得 採用 ASTM 或其他國家相等之標準。 4.2.1 混凝土 混凝土應符合「混凝土結構設計規範」及「結構混凝土施工規範」之 有關規定。 4.2.2 鋼筋 鋼筋應符合「混凝土結構設計規範」及「結構混凝土施工規範」之有 關規定。 4.2.3 鋼材 鋼材應符合「鋼構造建築物鋼結構施工規範」及「道路工程（含共同 性工程）施工規範」之有關規定。 4.2.4 預力混凝土 預力混凝土應符合「混凝土結構設計規範」及「結構混凝土施工規 6
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範」之有關規定。 4.3 載重 結構之設計應考量自重、自隧道外部作用之載重、隧道內部之載重及 由此所產生之地盤反力，應包含下列載重及作用力進行分析： (1) 自重 (2) 覆蓋載重 (3) 列車活載重 (4) 衝擊力 (5) 離心力 (6) 煞車力及起動力 (7) 列車之水平側向力及車輪橫壓力 (8) 地面上之載重 (9) 施工時之載重 (10) 土壓力、水壓力 (11) 鄰近結構物造成之載重 (12) 溫度變化及乾燥收縮之影響 (13) 明挖覆蓋隧道之支柱衝擊力 4.3.1 自重 隧道自重至少須包括下列各項： (1) 所有結構構件之靜載重 (2) 鐵路道碴、道板及鋼軌靜載重 (3) 公共管線、電力管線及其固定設施等靜載重 4.3.2 覆蓋載重 7
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決定作用於明挖覆蓋隧道之覆蓋載重時，應考慮自地面至隧道上面之 深度、回填土及地下水之重量等。 4.3.3 列車活載重 設計列車活載重時，應對於該路線區域所用之列車與車輛進行重量之 評估，其中包括對於結構物或構材造成最大影響之列車與車輛，並根 據所採用車輛系統之列車車軸配置、車輛實際重量與最大承載重量等 予以訂定。 4.3.4 衝擊力 列車產生的衝擊力必須依照交通部頒「鐵路橋梁設計規範」計算。 4.3.5 離心力 依據「鐵路橋梁設計規範」，離心力之標準值取為車輛重乘以下式所 示之離心力係數α 所得之值。 c 2 V α = (4-1) c 127R 其中，α ：離心力係數 c V ：列車或車輛於曲線上之最高速度（km/h） R ：曲線半徑（m） 4.3.6 煞車力及起動力 煞車力及起動力之作用高度取為列車或車輛之重心位置，水平作用於 軌道方向。 8
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4.3.7 列車之水平側向力及車輪橫壓力 鐵路列車之水平側向力及車輪橫壓力之作用高度為鋼軌面，作用方向 為垂直於軌道方向。多股道時之設計，兩作用力應同時施加於某一股 道上，但對於單股道之設計，車輪橫壓力或車輛側向力僅考慮兩者之 一即可。 列車車輛側向力與車輪橫壓力之計算應依「鐵路橋梁設計規範」之規 定辦理。 4.3.8 地面上之載重 作用於隧道地面上之載重，一般為路面交通載重、列車載重、建築物 載重及填土載重，應針對目前及將來之狀態加以考慮後決定之。 4.3.9 施工時之載重 設計時應考慮施工機具設備載重。 4.3.10 土壓力、水壓力 設計結構物須考慮土壤與地下水所引起的土壓力、水壓力與上浮力。 4.3.11 鄰近結構物造成之載重 明挖覆蓋隧道結構物之設計，應足以承受來自既有或未來鄰近建築物 或結構物之額外載重。若建築物整體或其中某部分基礎系統是位於明 挖覆蓋隧道結構物的影響區之內者，則應被視為鄰近之建築物。 每一棟既有結構物應依現況個別考慮垂直載重及由垂直載重造成之側 向壓力。 9
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4.3.12 溫度變化及乾燥收縮之影響 一般之情況，明挖覆蓋隧道可不考慮受溫度變化及混凝土乾燥收縮之 影響。 4.3.13 明挖覆蓋隧道之支柱衝擊力 明挖覆蓋隧道結構物之支柱可分為 A 類、B 類與 C 類等三種，各類 支柱所受衝擊力規定如下： (1) A 類支柱：不需考慮衝擊力。 (2) B 類支柱衝擊力的作用： 平行於軌道中心線方向 100 tf。 垂直於軌道中心線方向 50 tf。 在任何狀況下，衝擊力作用點的位置均假設在鋼軌面上方 2 公尺 處。 (3) C 類支柱衝擊力的作用： 平行於軌道中心線方向 200 tf。 垂直於軌道中心線方向 100 tf。 在任何狀況下，衝擊力作用點的位置均假設在鋼軌面上方 2 公尺處。 對於 C 類支柱，亦必須針對支柱破壞的可能情況進行分析、計算。 計算時，平行及垂直於軌道中心線之衝擊力將不必同時作用於一支柱 上。 4.4 耐震設計 本節之耐震設計適用於長條形之明挖覆蓋隧道。 明挖覆蓋隧道耐震設計應符合以下兩項條件： (1) 考量中度地震作用時，結構體在第 4.5.2 節之載重組合下須維持 10
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在彈性範圍內。
(2) 考量設計地震作用時，結構體在第4.5.2 節之載重組合作用下不
得崩塌。
4.4.1 地盤分類
用於決定工址地盤放大係數之地盤分類，除臺北盆地區域外，依工址
地表面下30 公尺內之土層平均剪力波速 V S 30 決定之。其中， V S 30 270
m/s 者為第一類地盤（堅實地盤）；180 m/s V S 30 <270 m/s 者，為第二
類地盤（普通地盤）； V S 30 < 180 m/s 者，為第三類地盤（軟弱地
盤）。
工址地表面下30 公尺內之土層平均剪力波速 V S 30 依下列公式計算：
n
d i i 1 V S 30 n (4-2)
d i Vsi i 1
30 m。Vsi為第i 層土層 其中，di為第i 層土層之厚度(m)，滿足in 1 id
之平均剪力波速(m/sec)，可使用實際量測值，或依下列經驗公式計
算：
粘性土層：
120 qu0.36 ; N i 2
Vsi 1/3 (4-3a)
100 N i ; 2 N i 25
砂質土層：
V si 80 N i1/3 ; 1 N i 50 (4-3b)
其中，Ni 為由標準貫入試驗所得之第i 層土層之平均N 值；qu 為第i
層土層之單壓無圍壓縮強度(kgf/cm2)。有關土層剪力波速之求取亦可
由現場試驗求得。
若非粘性土層與砂質土層者，土層之剪力波速可由現場試驗求得。
4.4.2 工址最大水平地表加速度
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工址最大水平地表加速度Amax依不同地震等級，按下式計算：
0.4 S DS g ( 中度地震 )
Amax 2.0
0.4 S DS g ( 設計地震 ) (4-4)
式中，g =重力加速度、 S DS =工址短週期之設計地震水平譜加速度係
數，分一般工址、近斷層區域及台北盆地區域三種情況計算如下：
(1) 一般工址：
S DS F a S SD (4-5)
其中， S SD 為震區堅實地盤短周期之水平譜加速度係數， Fa 為反應譜
等加速度段之工址地盤放大係數，隨地盤種類與震區短週期水平譜加
速度係數 S SD 改變。
(2) 近斷層區域：
S DS F a S S D N A (4-6)
其中， N A 為反應譜等加速度段之近斷層近域調整因子。考慮斷層近
域效應時，工址放大係數 Fa ，應以 N A 調整後之譜加速度係數決定。
(3) 台北盆地：
S DS 0 6. (4-7)
以上有關 S SD 、 Fa 、 N A 之計算以及台北盆地區域之認定，依交通部
「鐵路橋梁耐震設計規範及解說」或內政部「建築物耐震設計規範及
解說」之最新規定辦理。
4.4.3 設計變形效應
(1) 撓曲及軸向合應變量
地下結構物受到與其軸向成45°交角傳播之水平剪力波作用時，所造
成之撓曲及軸向合應變量 應依下式計算之。a
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Vmax 2 Amax 2
a ( ) (0.177 D 2 ) (4-8)
2Cs (Cs )
其中，
Amax ：不同地震等級之工址最大水平地表加速度(cm/sec2)。
Vmax ：不同地震等級之工址最大水平地表速度(cm/sec)。
C s ：明挖覆蓋隧道中心位置所在深度土層之剪力波速(cm/sec)，可使
用實際量測值，或依公式(4-2)經驗公式計算。
D ：地下結構物之寬度(cm)。
(2) 橫向剪應變量
地下結構物受到垂直傳遞剪力波作用時，其周圍土壤之橫向剪力應變
量可依下式計算。
Vmax (4-9)
C s
其中，Vmax、 Cs 之定義同上。
在第一、第二類地盤(堅實、普通地盤)之明挖覆蓋隧道，其設計之結
構橫斷面剪應變量可直接以上式之值取代；在第三類地盤(軟弱地
盤)及台北盆地之明挖覆蓋隧道，其值須由值及考慮土壤結構互制
作用決定之。
4.4.4 矩形隧道考量土壤結構互制效應之耐震設計基本原則
地下結構物耐震設計應考慮下列兩種因地震波作用所產生之結構物變
形：
(1) 垂直傳遞剪力波所造成之結構物橫斷面剪力變形。
(2) 與地下結構物軸向成45°交角傳播之水平剪力波所造成之撓曲變
形與軸向變形。
欲分析上述兩種地盤運動所造成地下結構物的變形，應考慮周圍土壤
原有的變形趨勢，將其強制加於結構物上，但須同時考慮兩者之相對
勁度及其所造成之互制作用，以求得結構物之變形程度。
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4.4.5 周邊地盤液化 對於地震時可能產生液化現象之沖積飽和砂土層，應進行液化潛能判 定及土壤參數之折減。 4.5 載重組合 4.5.1 不含地震力作用下之載重組合 (1) 靜載重(D) 依照 4.3 節中所列舉之靜載重計算。 (2) 活載重(L) 依照 4.3 節所列之列車活載重、衝擊載重、離心力、煞車力及起 動力、列車之水平側向力及車輪橫壓力、以及地面上交通載重等 計算。 (3) 水壓力(F) (4) 土壓力(H) 設計構材組合之原則採用極限強度設計法(U.S.D)，載重組合如 下： 一般情況 U＝1.2D＋1.6L＋1.2F+1.6H (4-12) U＝0.9D＋0.9F＋1.6H (4-13) 洪水情況 U＝1.2D＋1.6L＋1.2F＋1.6H (4-14) U＝0.9D＋0.9F＋1.6H (4-15) 4.5.2 含地震力作用下之載重組合 14
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(1) 載重組合
使用於中度地震狀況下，結構設計須考量以下載重組合：
U＝1.2D＋1.0L＋1.2F+1.4H + 1.0E (4-10)
U＝0.9D＋0.9F＋1.6H＋1.0E (4-11)
使用於設計地震狀況下，結構設計須考量以下載重組合：
U＝1.0D＋1.0L＋1.0F+1.0H + 1.0E (4-12)
式中，
U =係數化組合載重
D =靜載重 (含覆土載重)
L= 活載重(考量設計地震與中度地震之組合載重，除供公眾使用
之場所、停車場或活載重L 超過500 kgf/m2 之區域外，1.0L
可減至0.5L。)
E =地震力或變形效應
F=地下水作用力
H=土壓力作用力
(2) 設計細節
A. 設計者應選擇適當之拉力鋼筋比( )，以避免產生突然壓碎
之破壞行為。
B. 在中度地震下，可以依照「混凝土結構設計規範」規定將彎
矩重新分配。
C. 在設計地震下，可考慮塑性鉸之存在。結構之穩定問題於極
限狀況下必須加以考慮。
D. 地下結構物之耐震設計，應考量下列二種狀態之較嚴重者：
a. 採用靜態載重條件加地震時之變形效應。
b. 採用靜態載重加上動態土壓力增量。此動態土壓力增量
應依下列公式計算求得：
P 0.375( Amax / g )s h (4-13)
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其中，
=動態土壓力增量(tf/m2)，此動態土壓力增量(P )應平均作P
用於結構物深度範圍內。
s=土壤單位重(tf/m3)
h=結構物之深度(m)，此深度係由設計地表面量起至結構物
之底部止。
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來源：交通部《鐵路明挖覆蓋隧道設計規範》，106年1月9日。依交通部政府網站資料開放宣告註明出處；本站分章與導覽整理不代表發布機關認可或背書。查核日期：2026年8月31日。