科學人／北捷最難工程試運轉！研究揭沿線地表每年最高下陷4.2公分

被稱為北捷最難工程的「信義線東延段」通車在即，紅線由象山延伸至「廣慈／奉天宮」站已於今年 7 月 23 日正式展開試運轉。這條全長僅 1.4 公里的路線，因貫穿台北盆地邊緣的黏土與岩盤交界帶，一直備受工程界關注。

在一份最新發表的國際遙測研究中，學者發現，當工程團隊在地下 29 公尺處開鑿隧道時，地面出現了最高每年達 4.2 公分的垂直下沉，同時伴隨著水平方向的滑動與拉扯。

這項研究由德國漢諾威萊布尼茲大學（Leibniz Universität Hannover）攝影測量與地理資訊研究所以及德國地球科學研究中心（GFZ）共同進行，並由第一作者里瓦斯（Erik Rivas）與團隊核心成員哈吉吉（Mahmud Haghshenas Haghighi）與莫塔格（Mahdi Motagh）發表。

這群學者長期專精於衛星遙測技術，精準捕捉人為活動對地表結構的微小擾動。2024 年，哈吉吉與莫塔格曾運用龐大的衛星數據，測量出伊朗全境因過度抽取地下水所導致的大面積地層下陷，這項研究成果也成功登上了國際頂尖期刊《科學進展》（Science Advances）。

同時，該團隊也與台灣大學合作執行「RS4Taipei」計畫，關注台北盆地的地層動態。這次他們正是將這項衛星分析技術，套用在信義線東延段這項地下工程上。

地質交界帶的施工挑戰：太空雷達如何看穿地底？

為了精確捕捉地面的微小動態，德國團隊採用了歐洲太空總署（ESA） Sentinel-1 雷達衛星資料。他們收集了多年的衛星雷達影像，透過數學演算法將數據精準拆解為「垂直上下」與「東西水平」兩個維度的立體形變，，克服了單一視角的限制。

衛星的時間序列資料宛如一本日記，記錄當潛盾機在地底施工時，部分區域五年內累積下沉超過 20 公分。隨著隧道開挖推進，沉降跟拉扯的速度也隨之變化。特別的是，數據更揭露了地表出現「雙向位移」的水平拉扯：隧道正上方的土地往東移動，兩側的土地則向西偏移，像有一道無形的力量，向隧道中心線牽引與滑移。

此外，數據中還捕捉到規律的年度週期訊號，研究人員推測這是因為台北淺層地下水位受到季節降雨影響，進而引發地表自然的微小伸縮起伏。

這項研究記錄下捷運開挖對地表的細微變化，還成功利用數學模型驗證了衛星觀測的精準度。

這也證實了，即便不干擾地面交通，無須在路面上鋪設大量的水準儀或傾斜儀，也能透過太空遙測技術進行大範圍、長期且毫米級的安全追蹤，為未來高密度的都市工程建立起全新的監測標準。

資料來源

1.Rivas, E., Haghighi, M. H., & Motagh, M. (2026). Modeling tunnel excavation in Taipei, Taiwan, using a Gaussian trough and single-look Sentinel-1 InSAR time series. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 11, 461-468.

（本文出自2026.7.31《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）