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規範解說 第四章材料、載重與載重組合（1／2）；原PDF第68–81頁。
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¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第68頁
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第四章 材料、載重與載重組合 C4.1 一般說明 本章規定明挖覆蓋隧道設計所需考量之材料、載重與載重組 合，附屬結構可參考本章及相關章節之規定。 C4.2 材料 為確保地下結構之工程品質，使用之各種工程材料均應符合 「中華民國國家標準」(CNS)之標準。CNS 若無相關標準時，亦 可參考美國 ASTM 或其他國家之相關規定。 C4.2.1 混凝土 「混凝土結構設計規範」及「結構混凝土施工規範」對混凝 土之材料、規定抗壓強度、彈性模數等方面已有詳細之規定，本 規範不再重覆規定；設計時應符合以上所述規範之相關規定，但 若無相關規定時，亦可參考美國 ASTM 或其他國家之相關規定。 C4.2.2 鋼筋 「混凝土結構設計規範」及「結構混凝土施工規範」對鋼筋 之材質、強度限制、塗布、續接等方面已有詳細之規定，本規範 不再重覆規定；設計時應符合以上所述規範之相關規定，但若無 相關規定時，亦可參考美國 ASTM 或其他國家之相關規定。 C4.2.3 鋼材 C-20
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「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」對結構用鋼板及型鋼、接合與銲接材料、鋼板 樁等方面已有詳細之規定，本規範不再重覆規定；設計時應符合 以上所述規範之相關規定，但若無相關規定時，亦可參考美國 ASTM 或其他國家之相關規定。 有關耐震鋼材之衝擊韌性需求及降伏比上限，可參考「日本 道路橋示方書．V 耐震設計編」與「美國鋼結構學會 AISC」等之 規定。 C4.2.4 預力混凝土 「混凝土結構設計規範」及「結構混凝土施工規範」對預力 混凝土之預力鋼腱、錨錠與續接材、灌漿液等方面已有詳細之規 定，本規範不再重覆規定；設計時應符合以上所述規範之相關規 定，但若無相關規定時，亦可參考美國 ASTM 或其他國家之相關 規定。 C4.3 載重 章節列舉一般明挖覆蓋隧道設計時應考慮之載重，其他在本 節中未提及之載重，可參考相關之規定。若遇特殊設計條件下， 其相關載重亦應於設計時一併考量。 C4.3.1 自重 隧道自重包含隧道結構物之重量及其內部所有固定設施之重 量，應按實際情況計算，下列各材料或構件之單位重量，可供為 載重計算之參考。 (1) 鋼軌、內側護軌及栓扣件：300 kgf/m/每股道。 C-21
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3 (2) 道碴，含軌枕：1900 kgf/m 。 3 (3) 鋼筋混凝土：2400 kgf/m 。 3 (4) 無鋼筋混凝土：2300 kgf/m 。 3 (5) 鋼材或鑄鋼：7850 kgf/m 。 3 (6) 鑄鐵：7250 kgf/m 。 3 (7) 鋁合金：2800 kgf/m 。 3 (8) 木材(未處理)：800 kgf/m 。 3 (9) 瀝青(防水用)：1100 kgf/m 。 3 (10) 瀝青混凝土鋪面：2400 kgf/m 。 3 (11) 預力混凝土：2500 kgf/m 。 3 (12) 碎石：2100 kgf/m 。 3 (13) 回填土(地下水位以上)：1900 kgf/m 。 3 (14) 回填土(地下水位以下)：1000 kgf/m 。 C4.3.2 覆蓋載重 明挖覆蓋隧道的覆蓋載重，一般可用地面至隧道上面的深度，乘 以土壤的單位體積重量求之。此時，對於地下水位以下的土壤， 須考慮水的影響。 回填土的單位體積重量，若無確實的資料可資利用，則可依 據解說表 C4.1 所列資料。 3 表 C4.1 回填土的單位體積重量 (kN/m ) 地下水位以上 16~18 地下水位以下 20 在可能發生地盤下陷的軟弱地盤中，若隧道為樁基礎或改良 地盤等所支承，且周邊地盤與隧道發生相對變位，則隧道上方會 有正上方的載重及超越隧道寬度範圍的土載重作用的情況。此種 C-22
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情況，作用於隧道上面的垂直土壓，可利用解說圖C4.1 求算。
p (1 ) H
p
=( H B ) tan
圖C4.1 發生相對變位時，作用於隧道上方的垂直土壓
C4.3.3 列車活載重
(1) 傳統鐵路活載重：
傳統鐵路載重係採用軌距1067mm 之KS-16 標準活載重，惟
其設計活載重仍應參考交通部頒「鐵路橋梁設計規範」之相關規
定辦理。
(2) 高速鐵路活載重：
現有高速鐵路土建設計採Modified UIC Loading，惟車輛系統
採日本新幹線列車。若採用現有高速鐵路土建設計Modified UIC
Loading，作為未來維護作業及新建路線應用之設計載重時，得參
考目前高速鐵路土建規範中所規定列車活載重及相關規定進行設
計。
(3) 捷運系統活載重：
捷運鐵路活載重，可以參考各相關捷運系統標準電聯車活載
重為準，惟仍須依實際採用車輛之實際重量與最大承載重量予以
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設定。
(4) 軌道上車輪載重依下列規定處理：
A. 計算主梁彎矩及剪力時
a. 軌道上車輪載重，一般縱向(平行於軌道方向)不考慮
分佈，而以集中載重方式處理。
b. 計算作用於板梁有效寬度上之車輪載重，其垂直於
軌道方向的分佈寬度依照C 規定計算。
B. 計算主梁之扭矩時
a. 軌道上的車輪載重一般均須考慮軌道之縱向分佈(平
行於軌道方向)及橫向分佈(垂直於軌道方向)。
b. 軌道上的車輪載重之縱向及橫向分佈寬度，得依照
C 規定之計算。
C. 設計版式結構時
a. 計算支撐道碴軌道或版式軌道之單向版或雙向版彎
矩時，軌道上車輪載重均勻分佈在部份結構版的均
佈載重(w)，以下列(C4-1)公式計算之：
p
w (C4-1)
u v
w 其中， ：單位面積載重
p ：軸載重(車輪載重的兩倍)
u ：軌道上車輪載重在軌道方向的分佈寬
度，如圖C4.2 所示。u 值不可大於車輪
載重的軸間距。
v ：軌道上車輪載重在垂直於軌道方向的分
佈寬度，如圖C4.2 所示。
b. 在特別需要檢討車輪載重分佈對版式結構影響的情
況，依照軌道結構型式及圖C4.2 所示之分佈寬度，
並以部份均佈載重作用的方式處理。
C-24¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第73頁
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其中，d：道碴厚度 f：枕木或墊板寬度 g：防水層厚度 h：樓版厚度 b：道床寬度 s：道床厚度 a：瀝青砂漿厚度 圖 C4.2 軌道上車輪載重之分佈寬度 C4.3.4 衝擊力 衝擊力取為列車活載重乘以衝擊係數所得之值，為作用於軌 頂之垂直載重，其分佈方式與列車活載重之分佈方式相同。 單股道之衝擊係數與雙股道衝擊係數之折減應參照「鐵路橋 梁設計規範」之規定。 C4.3.5 離心力 離心力為作用於車輛重心之水平力。車輛重心之高度因車輛 種類之不同而異，因此其值之訂定應採用較保守之值。理論上離 心力之作用方向應取為相對於軌道之垂直方向。 C-25
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列車或車輛於曲線上之最高速度隨著軌道構造（超高量等）
與車輛性能等之不同而異，本節之公式(4-1)係依據「鐵路橋梁設
計規範」之規定，計算對應於列車最高速度之離心力係數c 。
目前台北捷運之土木工程設計手冊與高雄捷運之土建工程設
計規範所採用離心力係數c 所對應之速度，為電聯車在水平彎道
上之最高速度V（km/h）加計10km/h，
(V 10) 2
c (C4-2)
127 R
其中， c ：離心力係數
V ：列車或車輛於曲線上之最高速度（km/h）
R ：曲線半徑（m）
C4.3.6 煞車力及起動力
每一股道煞車力及起動力之計算應參照「鐵路橋梁設計規
範」之規定辦理。
C4.3.7 列車之水平側向力及車輪橫壓力
車輛側向力起因於車行搖擺等之車輛振動，側向力大小與車
輛單側橫向振動加速度有關。
車輪橫壓力係指台車行進間相對於軌道具有入射角時所產生
之車輪橫壓。
C4.3.8 地面上之載重
路面交通載重係指包括行駛於道路的汽車、路面電車、自行
車、及行人等在內的所有載重而言。路面交通載重須考慮衝擊，
一般包括撞擊在內，可視為對應於隧道覆蓋的均佈載重。路面交
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通載重須考慮撞擊，但隧道有覆蓋時，由於撞擊會因土的變形或
振動而減小，故覆蓋土厚度大於3m 時，其影響可予以忽略。
(1) 列車載重係指鐵路通過隧道上方時所產生的載重，與路面交
通載重的情況同樣需考慮衝擊載重。
(2) 建築載重係由既存建築載重或建築規劃載重或依土地使用分
區、建蔽率、容積率等組合所設定的載重。
(3) 道路若有載重作用於天橋基礎等，則須考慮該等載重對隧道
所造成的影響。
(4) 通過覆土層之活載重的分佈
A. 覆土深度小於0.6 公尺時，活載重應視為集中載重且直接
傳遞作用在地下結構之頂版上。
B. 覆土深度大於0.6 公尺時，集中活載重應分佈在一邊長為
1.75 倍覆土深度之正方形的區域內，但此正方形載重分佈
之最大容許尺寸應限於4.3 公尺×4.3 公尺。(如圖C4.3 所
示)
圖C4.3 覆土深度與載重示意圖
P
W (C4-3)
1.75 H 1.75 H
C. 覆土深度大於2.4 公尺時，且大於單孔隧道之跨徑或多孔
隧道之端支撐面間距時，其活載重可不予考慮。
C-27¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第76頁
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D. 當幾個集中載重的分佈範圍互相重疊時，則可以視為總載 重均勻地分佈在由個別載重作用範圍的最外緣所界定之區 域中，但分佈總寬度不得超過支承板的寬度。 E. 版的底層須配置鋼筋，並配置在與主筋正交的方向，以便 承受因集中活載重所產生之側向載重分佈，但頂版上覆土 深度大於 0.6 公尺時不予考慮。鋼筋的配置方式應參照交 通部部頒「公路橋梁設計規範」。 F. 隧道頂版覆土深度小於 0.6 公尺時，計算頂版應力時應考 慮雙軸載重分佈。 G. 當隧道頂版為多跨徑時，應考慮可能引起構材產生最大應 力之載重情況。 2 H. 當無道路交通載重作用在覆土上時，仍應考慮有 1.0tf/m 之超載，作為偶發性之交通載重。 C4.3.9 施工時之載重 施工載重之加載載重應被視為施加於地表上之靜止均佈載 重，其於地表面下任一深度之垂直載重，應由以下公式計算之： 當 x ≦ 1.5 時，S = 3.0。 當 1.5 < x < 6.5 時，S = 3.0 - 0.6 (x - 1.5)。 當 x ≧ 6.5 時，S = 0。 2 其中，S = 加載載重於深度 x 處之垂直載重(tf/m ) x = 地表以下深度(m) 在填土至所需地面高程的過程中，以及在隧道結構上從事新 道路之構築時，須特別考慮施工載重。 C4.3.10 土壓力、水壓力 作用於結構物之土壓力包含垂直土壓力及水平土壓力，其值 C-28
¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第77頁
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分別由下列之二式定義之。
(1) 垂直土壓力
作用於地下結構物之垂直土壓力以下式計算之。
vq ' h1 (C4-4)
(2) 水平土壓力
作用於地下結構物之側面任一點之水平土壓力以下式計算
之。
hq k0 (' h q0 ) (C4-5)
其中，
vq ：垂直土壓力(t/m2)
hq ：水平土壓力(t/m2)
q 0 ：加載載重(t/m2)
' ：有效土壤單位體積重量(t/m3)
1h ：覆土層厚(m)
h ：地表面下之深度(m)
k 0 ：靜止土壓力係數
地下結構物之設計應足以承受靜水壓力。靜水壓力之計算如
下式計算之：
f p w d (C4-6)
w其中， ：水單位重(t/m3)
d ：設計水位至計算位置之深度(m)
pf ：靜水壓力(t/m2)
地下水位之高度除應考量平時觀測到之水位外，亦應考量在
明挖覆蓋隧道結構設置當地之最高地下水位。此外，明挖覆蓋隧
道結構設置時，也應考量隧道兩側地下水位變異之影響。
明挖覆蓋隧道設置於地下水位高之地層中時，應特別檢討其
受上浮力之影響，以免產生上浮現象。
C-29¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第78頁
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C4..3.11 鄰鄰近結構構物造成之之載重
鄰近結構構物之定義義為在明 挖覆蓋隧隧道結構體體影響區範範圍內之之
現有有或未來之之建築物或或結構物物。地下結結構體應能能承受來自自上述鄰
近結結構物之額額外載重 。影響區之之定義如圖C4.4 所所示。
對既有結結構之加載載載重不能能低於5t/m2，且此此載重應施施加於地地
面上上，若未來來鄰近建物物之樓層 數已確定定時，作用用於預定基基礎高程程
上， 包括靜載載重與活載載重之最小垂直總總載重為每每一樓層11.2t/m2。
圖 C4.4 地下下結構物之影響區區示意圖
C4..3.12 溫溫度變化及乾燥 收縮之影影響
地面以下下，至地下下約50mm 的地中溫溫度，每天天會發生變變化，其其
變化化量隨深度度的增加 而急遽減減小，所以以覆蓋1mm 以上的隧隧道，可可
忽略略溫度變化化的影響 。但對於於隧道上面面外露於地地面等，明明顯會受
影響響者，則應應考慮溫度度變化的的影響。此此時，溫度度變化以 15℃為
上限限，並可視視情況酌減減。
在隧道縱縱向，超過過20m 不設施工縫不 縫時，或在在大斷面多層結構構
的隧隧道等，必必須考慮混混凝土乾燥燥收縮的影響。 此此時，乾燥燥收縮的
影響響，以相當當於溫度變變化 15℃℃者為上限限，並可可視情況酌酌減。
C4..3.13 明明挖覆蓋隧道之支支柱衝擊擊力
C-300¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第79頁
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本節所規定之支柱衝擊力不需與其他載重組合，作為支柱設 計斷面之檢核用。 支柱設計依照下列規定分為三類： (1) A 類支柱： 支柱距軌道中心線之距離合乎下述規定者為 A 類。 (a) 在直線或半徑 R＞1000 公尺之曲線段，支柱與軌道中心 線之距離≧3 公尺者；半徑 R 介於 300 公尺至 1000 公尺 之曲線段，支柱與軌道中心線之距離≧3.2 公尺者；當支 柱距鋼軌面至少 25 公分以上之位置設有堅固之出軌防撞 設施，雖支柱與軌道中心線之距離小於 3 公尺，亦可視 為已適當地保護而不受出軌車輛之影響。 (b) 直線或半徑 R＞1000 公尺之曲線段，在行車速度低於 40 公里／小時的地區，雖支柱與軌道中心線之距離小於上 述規定，該支柱仍為 A 類。 (2) B 類支柱： B 類支柱不受火車正面撞擊，僅承受出軌車輛之擦撞。 例如一排支柱中除去最前及最後一根支柱外其他均為 B 類支 柱。當兩支柱間之淨間距小於最短車輛之長度時，出軌車輛 將受排列之支柱導引，並可阻止出軌車輛翻覆或橫轉，因此 B 類支柱所受衝擊力的大小，只需考量使支柱具有足夠之強 度，以作為出軌車輛護欄之用。 (3) C 類支柱： C 類支柱係指一排支柱中最前面或最後面一根支柱，或 位於道岔附近之支柱。 C4.4 耐震設計 C4.4.1 地盤分類 C-31
¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第80頁
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臺灣地區之地盤，依其堅實或軟弱程度分為三類。此外，臺
北盆地因性質特殊，另定其水平譜加速度係數。至於地盤軟硬如
何界定的問題，參考ATC-32(1996)及IBC2000(2000)的作法及陳
正興與黃富國教授(1997)之研究結果，根據土層性質，藉由地表
面下30 公尺之土層平均特性決定之，其判斷方式可採用依工址地
表面下30 公尺內之土層平均剪力波速 V S 判斷，故將以工址地表
面下30 公尺內之土層平均剪力波速 V S 30 作為決定地盤分類之指
標。
有鑒於許多場址都無法提供實際量測之土壤剪力波速值，亦
可參照「日本道路橋示方書」之波速換算公式，規定土壤剪力波
速除可使用實際量測值外，可利用qu及N 值換算而得。
C4.4.2 工址最大水平地表加速度
鐵路橋梁耐震設計規範中，工址最大水平地表加速度 A max ，
在中度地震 A max 0.4 S DS g / 3.25 ，考量明挖覆蓋隧道若在中度地
震作用下，若造成結構物開裂，容易造成滲水情形，不利維修故
對於中度地震酌予提高為 Amax 0.4 S DS g / 2.0 。
不同之地表振動程度，將改變地盤週期，進而改變短週期與
長週期結構之譜加速度放大倍率。因此，必須考量土壤非線性放
大效應，依據地盤種類與震區水平譜加速度係數，訂定工址放大
係數Fa。
本規範設計地震係考量475 年回歸期地震，即50 年超越機率
10％來訂定，為配合行政院公共工程委員會之政策，欲適度提昇
公共工程設計使用年限，則式(4-4)可比照鐵路橋梁耐震設計規範
表2-1 規定，乘上用途係數I，當高速鐵路或重要鐵路採I=1.2
時，應可有效提高使用年限。
C-32¶ 鐵路明挖覆蓋隧道設計規範｜原檔第81頁
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C4.4.3 設計變形效應
式(4-8)與式(4-9)係考量強制變位，沒有考量土壤結構互制之結
果。
(1) 撓曲及軸向合應變量
撓曲及軸向合應變量之公式推導如下(如圖C4.5)：
假設條件：地下結構物之變形與地盤相同(強制變位)
y，v V
Y
U X
s
x， u
圖C4.5 SH 波沿地下結構物軸向θ角方向作用
其中， SH 波沿地下結構物軸向角方向傳播，波速為 Cs 。
V ( X , t ) f ( X C s t ) f () ，令 X Cs t
V f f f f V ( X , t ) V ( X , t ) Cs (C4-7)
t t t Cs
2 2 f 2 f f V ( X , t ) V ( X , t ) C s C s 2 2 2 t C s
由下圖所示，
,t) (X V
X
x v ( x , t )
圖C4.6 地下結構物變形分量計算
C-33上一節：規範解說 第三章規劃 ｜ 下一節：規範解說 第四章材料、載重與載重組合（2／2）
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。