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1 第 一 章 緒 論 由 於 台 灣 社 會 經 濟 持 續 快 速 發 展, 各 標 的 用 水 需 求 激 增, 為 滿 足 用 水 成 長 必 需 積 極 開 發 水 資 源 ; 然 水 庫 之 興 建 有 其 限 制 條 件, 優 良 壩 址 不 多, 且 需 同 時 考 慮 適 當 之 水 庫 容 量 以 調 節 季 節 性 豐 枯 不 均 之 流 量, 因 此 需 有 妥 善 之 規 劃 措 施 過 去 政 府 積 極 開 發 水 資 源, 曾 先 後 建 造 八 十 餘 座 水 庫, 惟 水 庫 之 數 目 愈 多, 水 庫 安 全 問 題 愈 顯 嚴 重, 其 中 尤 以 颱 風 季 節 所 帶 來 之 豪 雨, 更 直 接 危 及 水 壩 之 安 全 由 於 世 界 各 地 曾 發 生 過 多 處 水 庫 潰 壩 事 件, 蓄 水 瞬 時 奔 瀉 而 下 造 成 水 庫 下 游 地 區 居 民 生 命 及 財 產 之 嚴 重 損 失 ; 台 灣 由 於 地 狹 人 稠 水 庫 壩 高 且 下 由 多 緊 臨 人 口 密 集 地 區, 水 壩 安 全 與 否 攸 關 人 民 生 命 財 產 之 維 護 及 社 會 經 濟 之 持 續 發 展 因 此, 我 國 水 利 機 關 為 避 免 潰 壩 發 生, 對 現 有 之 水 庫 及 壩 體 安 全 極 為 重 視, 並 規 定 水 庫 管 理 機 關 需 定 期 或 不 定 期 辦 理 水 庫 安 全 評 估 及 檢 查 隨 著 時 代 的 演 變, 人 類 賦 予 水 庫 的 功 能 更 趨 多 元 化, 水 庫 於 當 代 人 類 社 會 中 更 趨 重 要 根 據 統 計 水 庫 事 故 的 比 例 約 為 1%, 小 者 雖 可 維 修 卻 已 提 高 事 故 風 險, 須 多 花 費 管 理 費 用 ; 而 大 事 故 將 導 致 潰 壩, 須 付 出 巨 額 社 會 成 本 經 分 析 潰 壩 事 故 案 例, 於 潰 壩 前 皆 有 異 常 滲 水 與 壩 體 變 位 等 徵 兆, 故 如 於 平 時 做 好 安 全 管 理 工 作, 應 可 防 患 於 未 然 本 書 內 容 涵 蓋 堤 壩 安 全 管 理 與 監 測 之 綜 合 知 識, 橫 向 面 寬 且 廣, 縱 向 面 由 淺 入 深, 兼 具 實 務 與 理 論 性 其 實 務 性 者, 可 充 當 安 全 管 理 手 法 ; 而 物 理 力 學 法 則 之 理 論 性 內 容, 則 有 助 於 現 象 機 制 說 明 判 釋 法 則 及 原 因 探 討 等 本 書 計 含 十 一 章, 第 一 章 為 緒 論 於 第 二 章, 說 明 水 庫 構 造 及 彙 整 有 記 錄 之 潰 壩 事 件, 俾 使 讀 者 知 曉 水 庫 安 全 管 理 之 重 要 性 第 三 章 概 說 水 庫 安 全 評 估, 並 刻 畫 出 水 庫 安 全 管 理 之 定 位 第 四 章 概 說 水 庫 安 全 檢 查, 也 整 理 了 安 全 檢 查 的 作 業 表 單, 可 供 第 一 線 實 務 安 全 檢 查 用 於 第 五 章, 整 理 出 壩 體 及 附 屬 構 造 物 的 問 題 點 及 外 觀 檢 查 要 領 第 六 章 為 監 測 導 論, 其 內 容 含 監 測 需 要 性 量 測 儀 器 原 理 量 測 儀 器 選 擇 量 測 資 料 收 錄 監 測 系 統 管 理 等 從 第 七 章 起 乃 縮 小 範 圍, 以 臺 灣 存 在 最 多 的 堆 填 壩 為 對 像, 詳 述 其 監 測 系 統, 內 容 含 監 測 項 目 與 頻 率 監 測 程 序 等 第 八 章 則 說 明 使 用 於 堆 填 壩 之 量 測 儀 器 與 配 置 要 領 第 九 章 為 資 料 判 釋, 乃 本 書 之 精 髓 所 在, 含 判 釋 通 則 及 各 物 理 量 ( 滲 水 變 位 壓 力 地 震 力 ) 的 判 釋 法 則 於 第 十 章, 綜 合 整 理 了 影 響 堤 壩 安 全 可 能 遭 遇 之 現 場 狀 況, 及 其 原 因 與 處 理 對 策, 可 充 當 第 一 線 安 全 維 護 之 作 業 要 領 於 第 十 一 章, 對 本 書 做 總 結, 並 提 出 於 水 庫 安 全 管 理 上, 目 前 待 處 理 的 課 題 1

2 第 二 章 水 庫 安 全 性 太 古 以 來, 水 庫 一 直 與 人 類 文 明 同 步 發 展, 其 與 人 類 文 明 的 盛 衰 有 密 切 的 關 係, 水 庫 的 歷 史 同 長 於 人 類 的 文 明 發 展 史 於 農 業 時 代, 水 庫 的 主 要 目 標 是 供 給 灌 溉 用 水 與 防 洪 調 洪, 隨 著 都 市 的 成 型 亦 須 供 給 民 生 用 水, 近 代 又 須 增 加 供 給 工 業 用 之 水 與 電 力 當 今 因 工 業 發 展, 環 境 遭 人 為 破 壞 使 自 然 綠 地 減 少 水 質 惡 化, 過 度 工 業 化 物 質 化 的 社 會 更 使 人 類 想 回 歸 自 然, 有 山 有 水 的 水 庫 環 境 即 被 現 代 人 考 慮 成 為 心 靈 的 棲 息 地 如 此 地 隨 著 時 代 的 演 變, 人 類 賦 予 水 庫 的 功 能 更 趨 多 元 化, 水 庫 於 當 代 人 類 社 會 中 更 趨 重 要 水 庫 的 施 工 技 術 雖 也 隨 人 類 的 文 明 與 科 技 在 進 步 但 因 設 計 與 施 工 過 程 中, 常 隱 藏 著 自 然 缺 陷 人 為 錯 誤 或 難 預 測 的 天 災 ( 洪 水 地 震 ) 等 因 素, 使 得 水 庫 之 安 全 性 須 承 擔 某 一 程 度 的 風 險 水 庫 的 事 故 於 混 凝 土 壩 多 起 因 於 壩 基 岩 盤 ; 重 力 式 混 凝 土 壩 是 屬 最 安 定 型 的, 唯 曾 發 生 地 盤 移 動 而 引 起 之 事 故 ; 如 基 礎 破 壞 將 使 拱 壩 瞬 時 潰 決 ; 於 扶 壁 壩 事 故 發 生 時 將 使 扶 壁 連 環 破 壞 於 堆 填 壩 其 事 故 主 要 是 變 位 滲 水 滑 動 溢 流, 其 中 變 位 往 往 是 因, 而 滲 水 滑 動 溢 流 是 果, 終 導 致 潰 壩 又 事 故 之 問 題 點 於 舊 壩 多 在 於 壩 體, 而 新 壩 則 在 於 壩 基 另 從 營 運 期 來 看, 水 庫 發 生 事 故 的 時 期, 於 初 次 蓄 水 期 比 較 多, 之 後 較 少 圖 2.1 為 水 庫 之 構 造 圖 及 其 部 位 說 明 2

3 圖 2.1 水 庫 構 造 圖 ( 摘 自 : 蓄 水 庫 安 全 手 冊,1988) 1. 上 游 邊 坡 壩 與 水 庫 水 接 觸 之 部 份 ; 在 堆 填 壩 之 上 游 邊 坡 必 須 用 堆 石 護 坡 混 凝 土 或 其 他 材 料 保 護, 以 免 受 波 浪 拍 打 破 損 2. 壩 頂 壩 體 之 頂 部 ; 通 常 有 道 路 在 其 上, 以 提 供 壩 上 之 操 作 檢 查 及 維 護 3. 下 游 邊 坡 遠 離 水 庫 水 之 壩 坡 面, 此 部 份 需 要 植 草 保 護, 以 免 雨 水 或 地 面 水 之 侵 蝕 4. 主 要 溢 洪 道 允 許 高 水 位 時 之 水 庫 水 流 出 ( 當 水 位 超 過 溢 洪 道 頂 時 ) 5. 緊 急 溢 洪 道 洪 水 時 之 水 庫 水 流 出 口 ( 在 水 位 昇 至 足 夠 高 致 溢 流 過 壩 時 ) 6. 出 水 工 構 造 物 此 構 造 物 具 保 護 下 游 出 水 管 之 下 游 端 免 受 沖 蝕, 且 降 低 出 水 流 速, 防 止 河 床 被 沖 蝕 之 效 7. 出 水 控 制 室 保 護 控 制 出 水 閥 門 操 作 機 組, 以 免 於 惡 劣 天 候 及 人 為 之 損 害 3

4 8. 消 能 器 此 構 造 物 可 將 溢 洪 道 流 下 之 水 消 能, 以 免 渠 道 被 沖 蝕 9. 消 能 池 此 區 域 可 以 調 節 溢 洪 道 流 下 之 水 流, 使 其 流 速 趨 近 於 下 游 河 道 者 10. 出 流 渠 道 可 以 傳 送 水 庫 水 至 下 游 之 天 然 渠 道 11 水 庫 用 以 蓄 水 及 調 整 河 川 流 量 之 構 造 物 12. 閘 門 及 安 全 鋼 柵 網 狀 裝 置, 可 防 止 流 木 及 雜 物 流 入 13. 水 位 計 顯 示 水 庫 水 位 之 裝 置 14. 水 平 及 垂 直 控 制 點 為 安 全 地 嵌 入 壩 體 表 面 之 標 誌, 經 由 測 量 此 標 誌 之 位 移, 可 知 曉 壩 體 之 移 動 情 形 15. 永 久 標 誌 遠 離 壩 體 之 固 定 標 誌, 為 測 量 之 控 制 點 16. 孔 隙 水 壓 計 可 量 測 壩 體 中 之 孔 隙 水 壓 17. 壩 址 排 水 排 壩 址 滲 水 之 設 施 18. 壩 座 滲 透 由 壩 座 孔 隙 流 出 之 水 19.V 形 堰 測 量 流 量 之 裝 置 20. 滲 溝 收 集 滲 透 水 之 淺 溝 21 通 行 路 允 許 通 至 壩 頂 之 道 路 22. 通 行 門 防 止 未 經 許 可 闖 入 之 堅 固 門 23. 迴 轉 道 提 供 維 護 車 迴 轉 之 空 間 茲 概 要 性 地 彙 整 水 庫 發 生 之 事 故 如 下 [ 君 島 博 次, 1983]; San Ildefonso Dam, 玻 利 維 雅 (1626) 壩 型 : 堆 填 壩 壩 高 8m 壩 堤 長 500m 水 庫 總 容 量 43 萬 m 3 災 情 : 死 亡 約 4,000 人 事 故 原 因 : 於 正 常 滿 水 位 狀 態 潰 決, 約 2 小 時 成 空 庫 Puentes Dam, 西 班 牙 (1802) 壩 型 : 石 造 重 力 壩 壩 底 呈 梯 型 具 砌 石 心 牆 壩 高 50m 壩 堤 長 282m 災 情 : 死 亡 608 人 事 故 原 因 : 營 運 11 年 間 皆 無 事 故 徵 兆, 於 1802 年 蓄 水 位 達 47m 深 時, 滲 水 貫 穿 基 礎 堆 積 層 形 成 大 孔, 貯 水 急 速 噴 出 於 1 小 時 內 成 空 水 庫 4

5 Bradfield Dam, 英 國 (1864) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 29m 壩 堤 長 382m 水 庫 總 容 量 320 萬 m 3 災 情 : 洪 水 橫 掃 峽 谷, 死 亡 238 人 事 故 原 因 : 被 認 定 為 溢 洪 道 容 量 不 足 和 壩 體 夯 實 品 質 管 理 不 良, 土 壤 之 壓 密 沉 陷 使 導 水 管 發 生 位 移 產 生 裂 縫, 致 滲 水 侵 蝕 心 層 材 料, 暴 雨 期 於 正 常 滿 水 位 時, 在 距 壩 頂 下 方 3m 斜 坡 處 發 現 寬 約 1.3cm 平 行 壩 軸 之 裂 縫 Mill River Dam, 美 國 (1874) 壩 型 : 具 堆 石 心 牆 之 堆 填 壩 壩 高 13m 壩 堤 長 183m 災 情 : 死 亡 143 人 事 故 原 因 : 於 蓄 水 位 距 離 壩 頂 下 方 約 1.2m 處 發 生 潰 決, 發 生 原 因 在 壩 體 坡 度 過 大 及 夯 實 品 質 不 良 等 設 計 及 施 工 管 理 之 問 題 上 滲 水 漸 流 過 堆 石 心 牆, 使 心 牆 下 方 及 周 邊 的 土 壤 被 流 失 形 成 空 洞, 於 離 導 水 管 30m 處 心 牆 下 方 發 生 滲 水, 失 去 下 游 支 撐 的 心 牆, 因 無 法 承 受 上 游 面 的 土 水 壓 力 而 倒 塌 El Habra Dam, 阿 爾 及 利 亞 (1881) 壩 型 : 石 造 重 力 壩 壩 高 33.5m 壩 堤 長 450m 災 情 : 死 亡 209 人 事 故 原 因 : 為 一 修 理 過 的 水 壩, 使 用 劣 質 水 泥 漿 致 石 塊 間 黏 著 不 良 為 其 潰 決 原 因 之 一, 營 運 數 年 後 於 壩 體 下 游 面 有 被 漂 白 的 碳 酸 鈣 堆 積 物, 此 表 示 水 泥 漿 水 化 作 用 不 完 全, 水 泥 漿 發 生 膨 脹 致 影 響 壩 體 之 整 體 安 全 性 ; 於 暴 雨 期, 因 排 洪 能 力 不 足, 致 發 生 長 100m 寬 35m 的 潰 決 口 深 達 基 礎 Valparaiso Dam, 智 利 (1888) 為 堆 填 壩 壩 高 17m; 因 連 續 豪 雨 至 水 壩 潰 決 ; 死 亡 約 100 餘 人 South Fork Dam, 美 國 (1889) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 22m 壩 堤 長 259m 災 情 : 死 亡 約 2,209 人 事 故 原 因 : 為 民 間 經 營 之 水 庫 完 成 於 1852 年,1862 年 因 石 砌 導 水 路 基 礎 缺 陷 致 發 生 壩 局 5

6 部 破 壞, 之 後 此 壩 經 營 權 被 轉 賣 再 進 行 整 修 於 1889 年 發 生 溢 流 潰 壩 事 件, 其 原 因 被 認 為 是 排 洪 容 量 不 足 僅 設 計 之 一 半 而 已 Walnut Grove Dam, 美 國 (1890) 為 木 板 隔 膜 型 堆 填 壩 壩 高 34m 壩 堤 長 122m; 因 溢 洪 道 容 量 不 足 致 溢 流 而 潰 壩 ; 死 亡 約 150 人 Bouzey Dam, 法 國 (1895) 壩 型 : 石 造 重 力 壩 壩 高 20m 壩 堤 長 528m 災 情 : 一 村 落 淹 沒 死 亡 超 過 100 人 事 故 原 因 : 因 使 用 劣 質 水 泥, 石 塊 間 之 黏 著 不 良, 致 壩 體 發 生 裂 縫, 於 初 期 蓄 水 時 之 滲 水 量 為 0.75l/min, 離 正 常 滿 水 位 2.7m 處 之 滲 水 量 高 至 1.8l/min, 終 導 至 潰 決 Austin Dam, 美 國 (1911) 壩 型 : 混 凝 土 壩 壩 高 15m 壩 堤 長 166 m 災 情 : 死 者 80 餘 人 事 故 原 因 : 因 基 礎 脆 弱 及 混 凝 土 施 工 品 質 不 良, 引 起 壩 體 滑 動 Lower Otay Dam, 美 國 (1916) 壩 型 : 鋼 板 心 牆 堆 填 壩 壩 高 40m 壩 堤 長 172m 災 情 : 死 亡 30 餘 人 事 故 原 因 : 連 日 降 雨, 雖 排 洪 但 水 位 仍 持 續 上 昇 致 溢 流, 下 游 填 材 被 沖 刷, 鋼 板 心 牆 從 中 破 裂 像 一 對 門 般 開 起 而 潰 決 Gleno Dam, 義 大 利 (1923) 壩 型 : 複 合 式 拱 壩 壩 高 44m 壩 堤 長 263m 災 情 : 二 處 發 電 廠 受 損 死 亡 約 600 人 事 故 原 因 : 營 運 後 約 30 天, 即 因 暴 雨 來 襲 而 破 壞, 於 壩 體 上 因 施 工 品 質 管 理 不 良, 在 臨 破 壞 前 發 現 混 凝 土 剝 離 片 及 扶 壁 處 裂 縫, 於 基 礎 上 則 發 生 滑 動 破 壞 6

7 Coedty Dam, 英 國 (1925) 壩 型 : 均 質 型 堆 填 壩 壩 高 11m 壩 堤 長 262m 水 庫 總 容 量 31.1 萬 m 3 災 情 : 發 電 廠 受 襲 死 亡 16 人 事 故 原 因 : 因 位 於 Coedty Dam 上 游 之 Eigiau Dam 發 生 基 礎 管 湧, 致 基 礎 材 料 流 失, 造 成 長 21m 寬 3m 的 噴 出 口, 從 此 噴 出 口 流 出 之 水 湧 至 Coedty Dam, 大 量 湧 水 遠 超 出 Coedty Dam 的 溢 洪 能 力, 致 發 生 溢 流 而 破 壞 St Francis Dam, 美 國 (1928) 壩 型 : 拱 壩 壩 高 63m 設 計 貯 水 量 4,690 萬 m 3 災 情 : 死 亡 450 人 事 故 原 因 : 於 正 常 滿 水 位 狀 態 下 壩 體 突 然 破 壞, 約 70 分 鐘 內 成 空 水 庫, 數 千 噸 的 混 凝 土 塊 被 沖 至 下 游 數 千 英 呎 處 壩 址 上 游 地 盤 滑 動 溶 解 性 物 質 被 滲 水 析 出 岩 質 軟 化 等 被 認 為 是 潰 壩 原 因 潰 壩 前 兩 個 月, 於 壩 體 上 發 現 二 條 傾 斜 裂 縫, 從 壩 頂 沿 伸 至 兩 側 基 礎 蓄 水 開 始 時, 壩 體 與 基 礎 接 觸 面 已 有 滲 水 情 形, 潰 壩 前 2~3 週, 右 岸 翼 部 滲 水 量 大 增, 潰 壩 前 1 天 此 處 之 滲 水 量 更 遽 增 Alla Sella Zerbino Dam, 義 大 利 (1935) 3 壩 型 : 混 凝 土 壩 壩 高 42m 水 庫 總 容 量 2400 萬 m 事 故 原 因 : 因 虹 吸 管 部 份 堵 塞 閘 門 無 法 完 全 打 開, 致 洪 水 壓 力 過 大 而 潰 決 Dnjeprostroj Dam, 蘇 聯 (1941) 壩 型 : 混 凝 土 壩 壩 高 40m 壩 堤 長 800m 事 故 原 因 : 蘇 聯 軍 隊 以 30 輛 的 卡 車, 載 運 約 90 噸 的 炸 藥 入 廊 道 予 以 爆 破, 造 成 約 200m 的 破 壞 缺 口, 使 水 位 遽 下 降 約 20m, 洩 流 洪 水 量 約 超 過 設 計 洪 水 量 的 50% Mohne Dam, 德 國 (1943) 壩 型 : 混 凝 土 壩 水 庫 總 容 量 13,400 萬 m 3 災 情 : 一 發 電 所 流 失 死 亡 1,200 餘 人 事 故 原 因 : 因 空 襲 被 爆 炸 出 長 77m 深 22m 之 破 壞 口, 水 庫 水 於 12 個 小 時 內 流 失, 距 下 游 150km 處 波 高 尚 達 4m 7

8 Vega de Tera Dam, 西 班 牙 (1959) 壩 型 : 扶 壁 壩 壩 高 34m 水 庫 總 容 量 780 萬 m 3 災 情 : 發 電 廠 破 壞 死 亡 約 144 人 事 故 原 因 : 此 壩 建 於 1954~57 年 間, 為 混 凝 土 版 石 砌 扶 壁 之 壩, 因 冬 天 不 施 工 於 春 天 再 開 工 之 故, 新 舊 混 凝 土 接 面 處 理 不 當, 營 運 後 即 發 生 嚴 重 滲 水 1959 年 1 月 10 日, 於 正 常 貯 水 狀 態, 近 左 岸 壩 基 斜 面 處 之 石 砌 扶 壁 開 始 破 壞, 之 後 扶 壁 如 骨 牌 般 接 連 倒 塌 長 及 100m, 約 800 萬 m 3 的 水 瞬 間 湧 至 下 游 Malpasset Dam, 法 國 (1959) 壩 型 : 混 凝 土 壩 壩 高 61m 水 庫 總 容 量 2,200 萬 m 3 災 情 : 死 亡 421 人 事 故 原 因 : 水 位 於 正 常 滿 水 位 狀 態 下 發 生 潰 壩, 其 原 因 為 右 岸 岩 盤 弱 面 處 理 不 良, 蓄 水 荷 重 使 高 壓 水 滲 入 岩 盤 產 生 超 額 孔 隙 水 壓 降 低 抗 剪 強 度, 使 岩 盤 變 形 致 壩 體 產 生 裂 縫 如 爆 炸 般 潰 決 ; 唯 潰 壩 前 並 無 發 現 明 顯 滲 水 情 形 Oros Dam, 巴 西 (1960) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 54m 壩 堤 長 620m 水 庫 總 容 量 40 億 m 3 災 情 : 家 屋 毀 壞 1,300 餘 戶 死 亡 人 數 報 導 不 一 事 故 原 因 : 於 施 工 期 間 即 遇 豪 雨 來 襲, 當 局 不 採 用 犧 牲 水 壩 於 壩 體 開 臨 時 溢 洪 道 之 對 策, 而 考 慮 搶 救 水 壩 日 夜 趕 工 緊 急 填 土, 唯 因 雨 天 施 工 不 易 且 水 位 益 趨 上 昇, 終 致 溢 流 而 潰 決 Babii Yar Dam, 蘇 聯 (1961) 為 堆 填 壩, 因 溢 流 而 潰 決, 死 者 145 餘 人 Hyokiri Dam, 韓 國 (1961) 壩 型 及 事 故 原 因 不 詳, 災 情 為 約 死 亡 11 人 行 蹤 不 明 13 人 Khadakwasla Dam, 印 度 (1961) 壩 型 : 石 造 重 力 壩 壩 高 40m 壩 堤 長 1046m 8

9 災 情 : 市 街 毀 壞 多 人 死 亡 事 故 原 因 : 下 雨 連 續 23 天 降 雨 量 達 1780mm, 位 於 上 游 之 Panshet 堰 先 潰 決, 至 洪 水 湧 入 Khadakwasla Dam, 發 生 超 過 壩 頂 2.7m 之 溢 流, 使 壩 趾 基 材 流 失 而 破 壞 Panshet Dam, 印 度 (1961) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 51m 水 庫 總 容 量 270 萬 m 3 災 情 : 家 屋 毀 壞 5,000 餘 戶 事 故 原 因 : 於 施 工 期 間 連 月 豪 雨 來 襲 降 雨 量 為 1778mm, 因 溢 洪 道 岩 盤 未 完 成 開 挖 無 法 洩 水 致 水 位 遽 昇, 初 為 9m/ 日 之 後 約 為 2m/ 日 放 水 隧 道 尚 未 襯 砌 凹 凸 不 平, 且 取 水 閘 門 於 半 開 狀 態 下 放 水, 水 流 中 含 空 氣 激 烈 地 拍 打 放 水 隧 道 岩 壁 破 壞 其 拱 作 用, 致 放 水 隧 道 上 方 壩 體 坍 陷, 於 放 水 隧 道 上 方 之 壩 體 上 游 面 發 現 長 9m 寬 6m 之 沉 陷 區, 沿 沉 陷 區 邊 緣 產 生 直 交 於 壩 軸 之 裂 縫, 且 於 放 水 隧 道 正 上 方 壩 體 上 出 現 兩 條 相 隔 約 30m 的 大 裂 縫 壩 體 沉 陷 加 上 水 位 續 昇 之 相 乘 效 應, 終 導 致 溢 流 而 潰 壩 Bila Desna Dam, 捷 克 (1961) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 17m 災 情 : 一 村 落 淹 沒 死 亡 65 餘 人 事 故 原 因 : 因 導 水 管 周 邊 土 壤 夯 實 不 良, 致 導 水 管 構 造 物 產 生 裂 縫, 初 次 蓄 水 期 之 滲 水 量 為 3.8l/min, 之 後 又 因 降 雨 水 位 昇 至 滿 水 位, 而 於 導 水 管 下 游 面 端 出 現 濁 水 致 潰 壩 Baldwin Hills Dam, 美 國 (1963) 壩 型 : 均 質 型 堆 填 壩, 壩 高 71m 壩 堤 長 198m 災 情 : 約 1,600 人 避 難 事 故 原 因 : 因 水 庫 底 斷 層 移 動, 致 水 庫 底 瀝 青 襯 砌 及 盲 管 破 壞, 滲 水 侵 入 壩 基 岩 盤, 於 下 游 面 兩 岸 岩 盤 流 出 濁 水 及 溢 洪 導 管 處 發 出 異 常 流 水 聲 Vainot Dam, 意 大 利 (1963) 壩 型 : 拱 壩 壩 高 265m 水 庫 總 容 量 一 億 五 千 萬 m 3 災 情 : 死 亡 約 2,600 餘 人 事 故 原 因 : 9

10 為 史 上 最 大 水 庫 災 害 之 一, 此 壩 完 工 於 1960 年 秋, 壩 基 為 石 灰 堆 積 岩 夾 粘 土 岩 及 泥 岩 1960 年 11 月 4 日 蓄 水 深 約 130m 時, 於 左 岸 山 谷 斜 面 發 生 約 69 萬 m 3 的 地 滑 使 大 岩 塊 被 解 放 ; 之 後 降 低 蓄 水 位 並 加 強 地 滑 監 測, 測 出 地 滑 加 速 進 形 其 移 動 量 甚 達 30cm/ 週 之 速 率 1963 年 秋, 因 地 滑 速 率 減 緩 至 10mm/ 週, 故 再 將 蓄 水 位 基 準 提 昇 20m,10 月 發 現 地 滑 速 率 加 大 又 遇 豪 雨, 終 因 基 礎 滑 動 及 溢 流 而 潰 決 Fontenelle Dam, 美 國 (1965) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 39.6m 災 情 : 壩 頂 處 發 生 半 徑 約 6m 的 圓 形 破 壞 事 故 原 因 : 1964 年 夏 初 次 蓄 水 期 時, 即 發 現 滲 水 情 形 ; 當 貯 水 位 達 26m 深 時, 於 溢 洪 道 右 側 岩 盤 開 挖 處 及 下 游 1km 左 岸 懸 崖 處 出 現 滲 水, 最 大 滲 水 量 計 約 33l/min 接 著 出 現 其 它 滲 水 處, 於 溢 洪 道 左 側 發 現 之 溼 潤 點, 其 滲 水 量 約 為 0.5l/min; 另 於 壩 體 下 游 斜 坡 處 發 現 之 溼 潤 點, 其 滲 水 量 初 期 約 為 2.5 l/min 於 壩 體 下 游 斜 坡 處 出 現 滲 水 之 現 象, 表 示 壩 體 已 開 始 濕 潤 化 和 受 侵 蝕, 滲 水 量 最 大 達 10l/min, 約 800m 3 的 壩 體 土 石 流 失, 侵 蝕 幾 達 至 壩 頂, 滲 水 水 頭 約 14m 經 回 填 土 石 及 設 置 緊 急 排 水 路 降 低 水 位, 而 達 抑 制 滲 水 之 效 Zgorigrad Dam, 保 加 利 亞 (1966) 為 堆 填 壩 壩 高 12m; 壩 潰 決 之 原 因 不 明, 或 有 人 為 破 壞 或 有 因 豪 雨 而 溢 流 之 說 ; 死 亡 約 600 人 Nanaksagar Dam, 印 度 (1967) 壩 型 : 均 質 型 堆 填 壩 壩 堤 長 3,200m 災 情 :32 村 落 流 失 死 亡 100 餘 人 事 故 原 因 : 最 初 於 壩 體 下 游 面 發 現 滲 水, 一 週 後 轉 成 噴 水, 壩 體 下 游 面 出 現 裂 縫, 壩 體 漸 下 陷 後 溢 流 Sempor Dam, 印 尼 (1967) 為 堆 填 壩 壩 高 54m 壩 堤 長 228m; 壩 體 被 豪 雨 流 失 ; 死 亡 約 200 人 Frias Dam, 阿 根 廷 (1970) 壩 型 : 混 凝 土 覆 蓋 隔 膜 型 堆 填 霸 壩 高 15m 壩 堤 長 62m 水 庫 總 容 量 約 為 20 10

11 萬 m 3 災 情 :30 萬 人 之 城 市 浸 水 深 2m 死 亡 42 人 行 蹤 不 明 60 人 事 故 原 因 : 水 庫 因 管 理 上 之 缺 失 淤 砂 甚 嚴 重 ; 加 上 此 地 區 之 降 雨 量 甚 集 中 長 期 乾 燥 後 會 有 突 來 之 暴 雨,1970 年 1 月 4 日 之 暴 雨 其 洪 水 容 積 超 過 貯 水 容 量 數 倍, 於 15 分 鐘 內 水 位 遽 達 壩 頂 下 1m, 又 因 排 洪 容 量 之 不 足 而 發 生 溢 流, 溢 流 水 侵 蝕 壩 趾 填 料 至 水 壩 潰 決 Van Norman Dam, 美 國 (1971) 壩 型 : 堆 填 壩 壩 高 43m 壩 堤 長 634m 災 情 : 壩 體 受 損 事 故 原 因 : 此 壩 建 於 1912~21 年 間, 以 水 力 填 土 方 式 施 工,1930 年 堤 頂 加 高 14m,1940 年 於 下 游 壩 趾 再 造 一 小 土 壩 以 達 扶 壁 效 果 1971 年 2 月 9 日, 發 生 持 續 15 秒 6.4 級 之 地 震, 致 壩 體 上 游 面 崩 滑 使 堤 頂 沉 陷 至 蓄 水 處, 所 幸 無 下 游 災 情, 但 如 地 震 再 持 續 幾 秒 可 能 後 果 不 堪 設 想 Canyon Lake Dam, 美 國 (1972) 壩 型 : 堆 填 壩 壩 高 約 22m 壩 堤 長 約 260m 災 情 : 死 亡 237 人 損 失 金 額 約 6,000 萬 美 金 事 故 原 因 : 發 生 美 國 史 上 最 大 洪 水 之 一, 因 漂 流 物 堵 塞 溢 洪 道 發 生 溢 流, 使 壩 體 陷 於 不 穩 定 狀 態 至 潰 決 Buffalo Creek Dam, 美 國 (1972) 壩 型 : 堆 填 壩 壩 高 46m 壩 堤 長 366m 災 情 : 死 亡 125 人 事 故 原 因 : 此 壩 建 於 碳 坑 廢 料 ( 頁 岩 砂 岩 劣 質 石 碳 木 材 金 屬 層 ) 堆 積 層 上, 無 設 置 溢 洪 道 及 導 水 管, 因 暴 雨 水 位 上 昇 至 距 壩 頂 0.3m 處, 發 現 貫 穿 壩 體 之 漏 水 ; 土 壤 被 泡 溼, 產 生 壩 軸 方 向 的 裂 縫, 壩 體 漸 往 下 游 移 動, 致 發 生 溢 流 而 潰 決 Walter Bouldin Dam, 美 國 (1975) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 50m 壩 堤 長 2,268m 災 情 : 壩 體 受 損, 無 人 死 傷 事 故 原 因 : 壩 體 夯 實 施 工 管 理 不 良, 先 發 生 不 等 沉 陷 之 裂 縫, 使 壩 體 內 發 生 滲 水, 又 無 完 11

12 整 之 慮 層 設 計, 因 而 產 生 超 額 孔 隙 水 壓 等 原 因, 導 致 潰 壩 Teton Dam, 美 國 (1976) 壩 型 : 分 區 型 堆 填 壩 壩 高 93m 災 情 : 死 亡 11~14 人 事 故 原 因 : 初 次 蓄 水 期 於 1976 年 6 月 3 日 接 近 正 常 滿 水 位, 於 下 游 約 450m 處 之 右 岸 岩 盤 節 理 湧 出 清 水,6 月 4 日 晚 於 右 岸 水 壩 根 部 標 高 1585m 處 開 始 出 現 流 水, 至 6 月 5 日 早 已 侵 蝕 成 淺 水 路, 約 同 時 右 岸 標 高 1538m 處 濁 水 以 0.6~0.8m 3 /sec. 之 速 率 流 出, 上 述 滲 水 皆 是 從 壩 體 與 岩 盤 接 縫 處 滲 出, 之 後 滲 水 量 有 顯 著 地 增 加 於 6 月 5 日 早 上 十 點 半, 滲 水 路 漸 擴 大 而 於 壩 體 內 形 成 直 徑 約 1.8m 垂 直 於 壩 軸 的 水 道, 壩 體 內 至 少 已 被 侵 蝕 了 約 11m, 且 此 滲 水 道 漸 往 上 游 面 延 伸, 壩 體 右 岸 近 岩 盤 處 成 曲 線 型 至 十 一 時, 於 壩 體 上 游 斜 面 出 現 了 滲 水 漩 渦 並 擴 大 成 吞 孔 狀, 壩 體 下 游 面 之 侵 蝕 谷 續 往 壩 頂 擴 大, 約 十 二 時 壩 潰 決 Teton Dam 潰 決 之 主 因 被 認 為 是 發 生 在 基 礎 岩 盤 的 水 力 破 壞, 雖 對 岩 盤 基 礎 做 了 灌 漿, 但 事 後 發 現 於 灌 漿 帽 正 下 方 之 岩 盤 節 理 未 完 全 閉 塞, 滲 水 經 此 節 理 侵 蝕 填 土 細 料 發 生 管 湧, 滲 水 續 擴 至 壩 底 形 成 橫 斷 壩 體 之 滲 水 路 Machhu II Dam, 印 度 (1979) 壩 型 : 中 央 混 凝 土 壩, 左 岸 土 壩 2347m 右 岸 土 壩 1524m 中 央 溢 流 部 混 凝 土 壩 206m, 水 庫 總 容 量 1 億 100 萬 m 3 災 情 : 死 亡 2,000 餘 人 事 故 原 因 : 因 豪 雨 使 位 於 上 游 之 Machhu I Dam 的 蓄 水 位 超 過 正 常 滿 水 位 2.4m 而 持 續 排 洪, 致 流 入 Machhu II Dam 的 水 量 超 過 設 計 洪 水 量 的 2~3 倍, 水 位 超 過 設 計 最 高 水 位 2.9m, 以 0.46m 的 水 深 溢 流, 其 結 果 右 岸 700m 左 岸 1070m 的 壩 體 被 流 失 表 2.1 為 上 述 水 庫 事 故 之 一 覽, 其 事 故 中 滲 水 14 溢 流 12 基 礎 滑 動 3 軍 事 行 為 2 基 礎 變 位 1 地 震 1 吾 人 亦 從 資 料 中 整 理 出 蓄 水 庫 發 生 事 故 的 可 能 原 因 如 下 : 1. 堆 填 壩 體 因 不 等 沉 陷 產 生 裂 縫 致 滲 水 2. 砌 石 壩 因 水 泥 石 磈 間 膠 結 不 良 而 滲 水 3. 排 水 系 統 劣 化 或 阻 塞 而 滲 水 4. 因 高 流 入 量 或 不 適 宜 的 溢 洪 設 備 致 發 生 溢 流 5. 設 計 洪 水 量 不 足 而 溢 流 12

13 6. 集 水 區 邊 坡 滑 動, 大 量 土 石 滑 入, 水 庫 使 蓄 水 位 上 昇 而 溢 流 7. 於 堆 填 壩 因 滲 水 土 石 流 失 壩 頂 下 陷 而 溢 流 8. 混 凝 土 壩 基 礎 滑 動 9. 混 凝 土 壩 因 軍 事 行 為 被 爆 破 10. 壩 之 基 礎 岩 盤 處 理 不 良, 因 滲 水 而 產 生 超 額 孔 隙 水 壓, 致 基 礎 發 生 變 位 11. 地 震 等 表 2.1 水 庫 事 故 一 覽 ( 摘 自 : 君 島 博 次, 1983) 水 庫 名 壩 型 國 名 事 故 年 潰 壩 原 因 生 命 損 失 ( 人 ) San Ildefonso 堆 填 壩 玻 利 維 亞 1626 不 詳 4000 Puentes 石 造 重 力 壩 西 班 牙 1802 滲 水 608 Bradfield 堆 填 壩 英 國 1864 溢 流 238 Mill River 堆 填 壩 美 國 1874 滲 水 143 El Habra 石 造 重 力 壩 阿 爾 及 利 亞 1881 滲 水 209 Valparaiso 堆 填 壩 智 利 1888 不 詳 100 South Fork 堆 填 壩 美 國 1889 溢 流 2209 Walnut Grove 堆 填 壩 美 國 1890 溢 流 150 Bouzey 石 造 重 力 壩 法 國 1895 滲 水 100 Austin 混 凝 土 壩 美 國 1911 基 礎 滑 動 80 Lower Otay 堆 填 壩 美 國 1916 溢 流 30 Gleno 拱 壩 義 大 利 1923 基 礎 滑 動 600 Coedty 堆 填 壩 英 國 1925 滲 水 16 St. Francis 堆 填 壩 美 國 1928 基 礎 滑 動 450 Alla Sella Zerbino 混 凝 土 壩 義 大 利 1935 溢 流 不 詳 Dnjeprostroj 混 凝 土 壩 蘇 聯 1941 軍 事 行 為 不 詳 Mohne 混 凝 土 壩 德 國 1943 軍 事 行 為 1200 Malpasset 混 凝 土 壩 法 國 1959 基 礎 變 位 421 Vega de Tera 石 砌 扶 璧 壩 西 班 牙 1959 滲 水 144 Oros 堆 填 壩 巴 西 1960 溢 流 不 詳 Babii Yar 堆 填 壩 蘇 聯 1961 溢 流 145 Bila Desna 堆 填 壩 捷 克 1961 滲 水 65 Hyokiri 堆 填 壩 南 韓 1961 不 詳 24 Khadakwasia 石 造 重 力 壩 印 度 1961 溢 流 不 詳 Panshet 堆 填 壩 印 度 1961 變 位 不 詳 Baldwin Hills 堆 填 壩 美 國 1963 滲 水 不 詳 Vaiont 拱 壩 義 大 利 1963 溢 流 2600 Fontenelle 堆 填 壩 美 國 1965 滲 水 不 詳 Zgorigrad 堆 填 壩 保 加 利 亞 1966 不 詳 600 Nanaksagar 堆 填 壩 印 度 1967 滲 水 100 Sempor 堆 填 壩 印 尼 1967 滲 水 200 Frias 堆 填 壩 阿 根 廷 1970 溢 流 102 Van Norman 堆 填 壩 美 國 1971 地 震 不 詳 Buffalo Creek 堆 填 壩 美 國 1972 滲 水 125 Canyon lake 堆 填 壩 美 國 1972 溢 流 237 Walter Bonldin 堆 填 壩 美 國 1975 滲 水 0 Teton 堆 填 壩 美 國 1976 滲 水 11 Machhu II 混 合 型 壩 印 度 1979 溢 流

14 第 三 章 水 庫 安 全 評 估 導 論 水 庫 安 全 評 估 的 主 要 目 的 有 下 列 五 項 : 1. 瞭 解 提 壩 及 其 基 座 受 內 在 因 素 ( 自 重 及 材 質 之 變 化 ) 與 外 在 因 素 ( 氣 溫 蓄 水 位 上 頂 壓 力 地 震 地 下 水 位 等 ) 影 響 下, 所 引 起 之 構 造 物 行 為 變 化 情 形 2. 即 早 發 現 異 常 之 構 造 物 行 為 及 潛 在 問 題, 並 予 以 改 善 3. 避 免 潛 在 問 題 惡 化 導 致 嚴 重 後 果 或 高 額 維 修 費 4. 維 持 水 庫 之 安 全 與 正 常 運 作 機 能 5. 延 長 水 庫 之 壽 命 3.1 主 管 管 理 機 關 及 其 職 責 茲 引 述 蓄 水 庫 安 全 檢 查 與 評 估 辦 法, 所 列 之 主 管 管 理 機 關 及 其 職 責 如 下 : 一 主 管 與 管 理 機 關 1. 中 央 為 中 央 水 利 主 管 機 關 2. 省 ( 市 ) 主 管 機 關 為 省 ( 市 ) 政 府 3. 管 理 機 關 ( 構 ) 係 指 管 理 水 庫 之 管 理 局 管 理 委 員 會 農 田 水 利 會 事 業 機 構 或 其 他 實 際 管 理 水 庫 之 機 關 ( 構 ) 二 中 央 主 管 機 關 之 職 責 1. 關 於 水 庫 安 全 制 度 之 訂 定 事 項 2. 關 於 水 庫 安 全 法 規 及 技 術 性 準 則 之 訂 定 事 項 3. 關 於 水 庫 安 全 檢 查 與 評 估 之 督 導 及 複 查 事 項 4. 關 於 水 庫 安 全 評 估 計 畫 之 審 定 事 項 5. 關 於 水 庫 安 全 管 理 之 督 導 事 項 6. 關 於 水 庫 安 全 資 料 之 建 立 督 導 事 項 7. 關 於 水 庫 安 全 人 員 訓 練 事 項 8. 關 於 其 他 水 庫 安 全 事 項 三 省 ( 市 ) 主 管 機 關 之 職 責 1. 關 於 督 導 及 協 助 水 庫 管 理 機 關 ( 構 ), 建 立 水 庫 安 全 資 料 事 項 2. 關 於 督 導 及 協 助 水 庫 管 理 機 關 ( 構 ), 辦 理 水 庫 安 全 檢 查 與 評 估 及 複 查 事 項 14

15 3. 關 於 督 導 及 考 核 水 庫 設 施 改 善 事 項 4. 關 於 督 導 及 考 核 水 庫 安 全 管 理 事 項 5. 關 於 其 他 水 庫 安 全 事 項 四 水 庫 管 理 機 關 之 職 責 1. 關 於 水 庫 安 全 資 料 之 建 立 事 項 2. 關 於 水 庫 安 全 檢 查 及 評 估 事 項 3. 關 於 水 庫 安 全 管 理 事 項 4. 關 於 水 庫 設 施 之 改 善 事 項 5. 關 於 水 庫 安 全 緊 急 處 理 事 項 6. 其 他 有 關 水 庫 安 全 之 執 行 事 項 7. 依 照 水 庫 運 用 及 維 護 手 冊 之 規 定, 辦 理 平 時 及 特 別 檢 查 8. 依 照 中 央 主 管 機 關 所 定 之 水 庫 提 壩 安 全 檢 查 表, 辦 理 每 年 一 次 之 定 期 性 檢 查 9. 水 庫 遭 受 地 震 洪 水 豪 雨 山 崩 等 侵 襲 超 過 一 定 程 度 時, 應 立 即 辦 理 特 別 檢 查 10 依 水 庫 安 全 評 估 要 點, 每 五 年 至 少 辦 理 一 次 安 全 評 估 3.2 水 庫 安 全 評 估 茲 引 述 蓄 水 庫 安 全 評 估 要 點, 以 概 略 說 明 水 庫 安 全 評 估 內 容 一 應 立 即 辦 理 安 全 評 估 之 情 況 1. 初 次 蓄 水 後 發 現 異 常 情 況 2. 發 生 超 高 蓄 水 位 3. 發 生 設 計 震 度 以 上 地 震 4. 經 安 全 檢 查 認 有 必 要 辦 理 安 全 評 估 者 二 安 全 評 估 對 象 1. 水 庫 2. 堤 壩 及 其 基 礎 3. 溢 洪 設 施 及 下 游 放 水 路 4. 其 他 相 關 構 造 物 及 其 基 礎 5. 機 電 設 備 6. 水 庫 維 護 運 轉 調 節 等 事 項 7. 集 水 區 內 影 響 水 庫 安 全 之 範 圍 15

16 三 應 建 立 之 安 全 資 料 檔 案 1. 氣 象 及 人 文 包 括 計 畫 洪 水 及 溢 洪 演 算 規 劃 設 計 有 關 之 資 料 及 因 水 庫 營 運 管 理 需 要 而 設 立 之 氣 象 與 水 文 站 的 觀 測 記 錄 等 2. 區 域 地 質 及 重 要 構 造 物 地 質 報 告 包 括 壩 址 及 水 庫 集 水 區 域 或 淹 沒 區 有 關 之 地 形 地 質 地 震 活 動 斷 層 與 構 造 物 基 礎 的 地 質 資 料 等 3. 水 庫 淹 沒 及 集 水 區 情 況 包 括 水 與 土 地 資 源 之 利 用 開 發 保 育 景 觀 及 遊 憩 與 水 資 源 管 理 資 料 等 4. 工 程 設 計 包 括 設 計 準 則 設 計 圖 規 範 構 造 物 應 力 分 析 基 礎 設 計 防 漏 及 排 水 材 料 設 計 設 計 變 更 竣 工 圖 竣 工 報 告 規 劃 與 施 工 期 間 有 關 工 程 材 料 調 查 試 驗 報 告 完 工 後 壩 體 及 其 附 屬 構 造 物 老 化 與 演 變 的 檢 查 試 驗 記 錄 等 5. 施 工 記 錄 包 括 施 工 規 劃 構 造 物 基 礎 處 理 與 施 工 施 工 品 質 檢 驗 機 電 設 備 安 裝 材 料 檢 驗 監 測 儀 表 裝 設 及 施 工 照 片 等 6. 營 運 記 錄 包 括 水 庫 營 運 規 則 及 實 績 維 護 換 新 規 則 及 實 績 監 測 儀 表 之 觀 測 記 錄 特 殊 運 轉 經 過 等 7. 緊 急 應 變 措 施 包 括 潰 壩 模 擬 演 算 淹 水 區 域 構 造 物 安 全 預 警 系 統 警 報 資 訊 傳 遞 系 統 緊 急 指 揮 系 統 演 習 記 錄 等 8. 報 告 彙 集 包 括 水 庫 在 規 畫 興 建 及 營 運 設 計 施 工 運 轉 維 護 安 全 檢 查 評 估 報 告 及 環 境 影 響 評 估 報 告 等 9. 其 他 有 關 資 料 本 項 安 全 資 料 應 指 定 專 人 負 責 管 理 並 隨 時 補 充 更 新 及 分 析 16

17 四 水 庫 安 全 安 全 資 料 之 分 析 及 檢 討 複 核 1. 調 查 規 劃 及 設 計 階 段 a. 可 行 性 分 析 及 定 案 研 究 報 告 b. 設 計 準 則 c. 影 響 設 計 結 果 之 備 忘 錄 d. 施 工 計 畫 規 範 及 其 替 代 方 案 與 修 正 計 畫 e. 地 震 最 大 可 能 震 度 及 設 計 震 度 分 析 f. 最 大 可 能 洪 水 量 及 設 計 洪 水 位 g. 溢 洪 分 析 h. 壩 體 穩 定 及 內 部 應 力 分 析 2. 施 工 階 段 a. 施 工 計 畫 b. 施 工 方 法 及 施 工 機 械 c. 施 工 規 範 d. 施 工 記 錄 及 設 計 變 更 e. 工 程 檢 驗 品 質 報 告 f. 施 工 監 測 儀 器 記 錄 g. 竣 工 報 告 h. 施 工 期 間 之 異 常 或 意 外 情 況 之 補 救 措 施 i. 水 庫 構 築 條 件 及 材 料 特 性 與 現 況 之 比 對 3. 營 運 管 理 階 段 a. 組 織 人 力 及 分 工 b. 訓 練 c. 安 全 防 護 d. 水 庫 營 運 及 維 護 規 則 e. 放 流 操 作 f. 水 庫 運 轉 及 維 護 管 理 g. 運 轉 及 監 測 計 畫 與 記 錄 h. 水 庫 運 轉 期 間 各 設 施 之 重 大 維 修 或 修 改 計 畫 i. 現 有 監 測 設 施 種 類 觀 測 方 法 與 頻 率 等 4. 緊 急 應 變 措 施 計 畫 a. 潰 壩 演 算, 受 災 區 域 範 圍 避 難 路 線 疏 散 地 點 疏 散 方 式 b. 警 告 警 報 系 統 設 施 c. 緊 急 處 理 計 畫 17

18 d. 緊 急 通 知 計 畫 e. 居 民 疏 散 安 置 計 畫 f. 搶 修 及 修 復 物 料 器 材 之 儲 存 與 供 應 計 畫 g. 人 員 動 員 計 畫 等 五 水 庫 安 全 評 估 報 告 複 核 應 考 慮 事 項 1. 資 料 之 完 整 及 可 靠 程 度 2. 複 核 分 析 之 原 則 及 方 法, 是 否 正 確 詳 盡 3. 是 否 包 括 水 庫 全 部 有 關 設 施 及 安 全 有 關 問 題 4. 建 議 事 項 是 否 重 要 及 可 行 3.3 影 響 水 庫 安 全 之 因 素 茲 依 經 濟 部 蓄 水 庫 構 造 物 管 理 基 準, 列 出 影 響 蓄 水 庫 安 全 之 因 素 如 下 : 1. 水 理 因 素 a. 超 過 設 計 洪 水 量 者 b. 洪 水 分 析 程 序 不 適 當 與 實 測 差 距 甚 大 者 c. 洪 水 量 與 水 庫 滯 洪 容 量 之 比 例 不 符 者 d. 水 庫 淤 砂 之 潛 勢 2. 地 質 因 素 a. 壩 址 之 地 震 活 動 記 錄 及 其 特 性 b. 壩 址 附 近 斷 層 c. 壩 體 基 礎 液 化 潛 能 d. 基 岩 構 造 ( 裂 縫 剪 裂 區 活 動 斷 層 可 溶 性 基 岩 等 ) e. 滲 水 潛 勢 3. 構 造 物 因 素 a. 不 尋 常 複 雜 的 結 構 變 化 b. 壽 齡 及 老 化 演 變 情 況 4. 施 工 及 材 料 因 素 a. 施 工 品 質 b. 施 工 材 料 及 性 質, 如 透 水 性 侵 蝕 性 強 度 變 化 等 5. 營 運 情 況 a. 管 理 人 員 訓 練 及 經 驗 18

19 b. 操 作 電 力 之 可 靠 性 c. 操 作 管 理 程 序 及 設 備 維 修 3.4 水 庫 安 全 評 估 工 作 水 庫 的 安 全 評 估 工 作 乃 視 各 階 段 之 實 際 狀 況 危 險 性 及 需 要 性, 將 安 全 評 估 工 作 分 成 五 種 不 同 層 次 與 頻 率 進 行 之 ( 表 3.1), 而 各 層 次 安 全 評 估 之 主 要 工 作 內 容 則 歸 納 於 表 3.2 裡 茲 就 各 層 次 之 詳 細 工 作 內 容 說 明 之 陳 利 明,1991 表 3.1 水 庫 安 全 評 估 工 作 之 層 次 及 頻 率 ( 摘 自 : 陳 利 明,1991) 層 次 頻 率 (1) 初 次 蓄 水 期 間 安 全 評 估 工 作 現 地 檢 查 每 天 一 次 (2) 例 行 性 安 全 評 估 工 作 現 地 檢 查 每 週 每 月 每 季 或 每 半 年 一 次 (3) 定 期 維 護 性 安 全 評 估 工 作 不 超 過 2 年 執 行 一 次 (4) 定 期 技 術 性 安 全 評 估 工 作 不 超 過 6 年 執 行 一 次 (5) 特 別 安 全 評 估 工 作 遇 特 殊 狀 況 後 ( 如 颱 風 洪 水 或 地 震 等 ) 執 行 表 3.2 水 庫 安 全 評 估 主 要 工 作 內 容 ( 摘 自 : 陳 利 明,1991) 層 次 主 要 工 作 內 容 (1) 初 次 蓄 水 期 間 安 全 評 估 工 作 (a) 監 測 系 統 之 觀 測 記 錄 整 理 繪 圖 比 較 與 評 估 (b) 現 地 檢 視 與 評 估 (c) 提 出 週 報 半 月 報 或 月 報 (2) 例 行 性 安 全 評 估 工 作 (a) 監 測 系 統 之 觀 測 記 錄 整 理 繪 圖 比 較 與 評 估 (b) 現 地 檢 視 與 評 估 (c) 提 出 月 報 或 季 報 或 半 年 報 (3) 定 期 維 護 性 安 全 評 估 工 作 (a) 觀 測 資 料 之 複 核 與 評 估 (b) 現 地 檢 查 與 評 估 ( 水 工 機 械 需 做 試 水 運 轉 ) (c) 提 出 綜 合 評 估 報 告 (4) 定 期 技 術 性 安 全 評 估 工 作 (a) 基 本 資 料 複 核 評 估 及 資 料 檔 之 建 立 或 更 新 (b) 現 地 檢 查 與 評 估 ( 水 工 機 械 需 做 試 水 運 轉 ) (c) 必 要 之 校 核 分 析 (d) 提 出 綜 合 評 估 報 告 (5) 特 別 性 安 全 評 估 工 作 (a) 監 測 系 統 之 觀 測 與 評 估 (b) 現 地 檢 視 (c) 提 出 特 別 報 告 19

20 一 初 次 蓄 水 期 此 期 檢 查 與 評 估 工 作 可 委 託 原 設 計 單 位 辦 理, 同 時 由 其 代 為 培 訓 水 庫 管 理 單 位 人 員, 以 便 適 時 接 辦 ; 因 此 期 為 水 庫 最 危 險 期, 評 估 工 作 宜 由 原 設 計 單 位 辦 理, 得 與 原 設 計 條 件 及 結 果 比 較 驗 證 本 項 工 作 係 自 水 庫 開 始 蓄 水 至 正 常 滿 水 位 止, 其 工 作 內 容 包 括 : 1. 檢 查 監 測 系 統 功 能, 監 測 資 料 之 整 理 與 評 估 2. 現 地 檢 查 壩 體 及 其 基 座 等 首 次 受 力 後 較 容 易 發 生 之 問 題, 如 : 壩 體 : 龜 裂 變 位 沉 陷 接 縫 滲 水 等 基 座 : 變 位 沉 陷 滲 水 等 水 庫 邊 坡 : 沉 陷 滑 動 崩 塌 滲 水 等 附 屬 構 造 物 : 龜 裂 移 動 接 縫 滲 水 等 水 工 機 械 : 閘 門 變 形 移 動 止 水 效 果 等 3. 提 出 評 估 週 報 或 半 月 報 二 例 行 性 此 期 之 檢 查 與 評 估 工 作 由 水 庫 管 理 單 位 辦 理, 必 要 時 可 委 託 專 業 機 構 辦 理 唯 參 與 之 工 作 人 員 應 具 備 如 下 條 件 : 1. 受 過 專 業 訓 練 對 所 檢 查 之 構 造 物 或 基 礎 行 為, 及 影 響 該 行 為 之 內 外 在 因 素 與 關 係 需 通 盤 了 解, 且 對 發 現 之 問 題 與 現 象 有 解 釋 能 力 者 2. 需 具 備 細 心 嚴 謹 之 工 作 態 度 及 敏 銳 之 判 斷 力 者 本 項 工 作 含 : 1. 檢 查 監 測 系 統 功 能 監 測 資 料 整 理 評 估 2. 現 地 檢 查 項 目 同 初 次 蓄 水 期 間, 唯 監 測 資 料 中 顯 示 異 常 趨 勢 之 處 需 特 別 檢 查 3. 提 出 評 估 月 報 或 季 報 三 定 期 維 護 性 定 期 維 護 性 之 檢 查 與 評 估 工 作 由 水 庫 管 理 單 位 辦 理, 必 要 時 可 委 託 專 業 機 構 辦 理 ; 唯 由 水 庫 管 理 單 位 辦 理 時, 須 由 有 經 驗 且 負 責 水 庫 運 轉 及 安 全 工 作 之 高 層 工 程 師 或 監 督 者 擔 任 此 層 次 之 工 作 主 要 為 發 現 於 例 行 性 安 全 評 估 工 作 中 無 法 發 現 之 問 題, 以 為 擬 定 維 修 計 畫 之 依 據 工 作 內 容 含 : 1. 詳 細 評 估 從 上 次 定 期 維 護 性 安 全 評 估 後 至 現 在 的 所 有 監 測 資 料 2. 現 地 檢 查 項 目 除 含 初 次 蓄 水 期 間 者 外, 尚 需 增 加 水 工 結 構 物 之 操 作 設 備 3. 提 出 綜 合 評 估 報 告 20

21 四 定 期 技 術 性 為 最 高 層 次 之 安 全 評 估 工 作, 故 其 工 作 內 容 更 為 廣 泛 與 深 入, 技 術 性 亦 較 高 工 作 內 容 包 括 基 本 資 料 複 核 現 地 檢 查 與 評 估 必 要 之 複 核 分 析 提 出 綜 合 評 估 報 告, 四 大 項 從 複 核 基 本 資 料 得 以 了 解 水 庫 現 況 以 利 現 地 檢 查, 並 與 現 行 之 觀 念 與 方 法 加 以 比 較, 從 中 發 現 缺 失 並 予 以 評 估 於 現 地 檢 查 與 評 估 項 應 含 : 1. 現 地 檢 查 項 目 應 含 初 次 蓄 水 期 間 者 2. 地 質 資 料 的 複 核, 必 要 時 輔 以 鑽 探 3. 檢 查 壩 體 及 附 屬 結 構 物 之 劣 化 現 象, 必 要 時 輔 以 鑽 探 4. 檢 查 水 工 構 造 物 的 水 理 狀 況 5. 壩 體 水 工 構 造 物 水 工 機 械 等 沒 水 部 份 的 檢 查 6. 水 工 機 械 及 機 電 設 備 之 目 視 運 轉 功 能 非 破 壞 性 等 檢 查 另 於 必 要 之 複 核 分 析 項 含 : 1. 最 大 可 能 洪 水 的 重 新 推 估 2. 設 計 震 度 的 推 估 3. 對 於 壩 體 及 各 項 附 屬 構 造 物, 如 荷 重 條 件 有 改 變 或 有 更 新 的 分 析 方 法, 則 需 據 以 複 核 其 應 力 狀 況 4. 壩 基 礎 及 邊 坡, 如 荷 重 及 材 料 強 度 有 改 變 或 有 更 新 的 分 析 方 法, 則 需 重 新 複 核 其 安 全 性 5. 水 文 及 水 理 條 件 如 有 變 更, 則 需 複 核 水 工 構 造 物 的 水 理 狀 況 6. 根 據 實 測 資 料 進 行 水 庫 淤 積 之 複 核 分 析 7. 觀 測 資 料 之 複 核 分 析 定 期 技 術 性 安 全 評 估 工 作 需 由 獨 立 之 技 術 小 組 負 責 辦 理, 其 人 員 需 具 有 充 分 與 良 好 的 壩 工 設 計 施 工 維 護 運 轉 及 安 全 評 估 工 作 之 實 務 經 驗 與 專 業 知 識 者, 成 員 中 應 有 下 列 人 員 : 1. 具 10 年 以 上 壩 工 設 計 與 安 全 評 估 工 作 實 務 經 驗 之 人 員 2. 有 經 驗 之 專 業 工 程 地 質 師 3. 有 經 驗 之 專 業 機 械 電 氣 工 程 師 4. 如 有 原 設 計 者 施 工 者 或 水 庫 運 轉 維 護 人 員 參 加 則 更 佳 五 特 別 性 本 項 工 作 是 遭 遇 特 殊 狀 況 ( 颱 風 洪 水 地 震 ) 時 施 行, 此 期 之 檢 查 與 評 估 工 作 由 水 庫 管 理 單 位 辦 理, 必 要 時 可 委 託 專 業 機 構 辦 理 工 作 內 容 包 括 : 21

22 1. 檢 查 監 測 系 統, 評 估 監 測 資 料 2. 於 現 地 檢 查 時, 對 較 易 受 特 殊 狀 況 影 響 者 需 加 強 檢 查 3. 提 出 特 別 評 估 報 告 3.5 水 庫 安 全 評 估 工 作 基 本 資 料 一 規 劃 及 設 計 資 料 1. 地 質 此 資 料 應 涵 蓋 壩 址 水 庫 區 其 它 附 屬 構 造 物 及 採 石 區 等 範 圍, 主 要 項 目 包 括 : a. 地 質 構 造 b. 岩 盤 類 別 物 理 及 化 學 性 質 c. 各 地 質 弱 面 之 位 態 厚 度 及 含 泥 特 性 d. 蓄 水 前 後 之 地 下 水 位 及 水 質 資 料 e. 水 庫 邊 坡 及 壩 基 安 定 之 調 查 資 料 等 2. 地 震 a. 壩 址 附 近 之 地 體 構 造 及 地 震 資 料 b. 斷 層 位 置 及 其 活 動 性 資 料 c. 原 設 計 採 用 之 地 震 資 料 d. 原 設 計 震 度 之 推 估 法 e. 採 用 之 衰 減 公 式 或 曲 線 f. 地 震 反 應 譜 與 歷 時 曲 線 g. 水 庫 誘 發 地 震 可 能 性 之 研 究 成 果 等 3. 氣 象 與 人 文 a. 集 水 區 之 雨 量 流 量 颱 風 洪 水 記 錄 相 對 濕 度 氣 溫 等 資 料 b. 集 水 區 之 輸 砂 量 資 料 c. 設 計 洪 水 量 及 推 估 方 法 4. 材 料 調 查 及 試 驗 分 析 a. 骨 材 土 石 之 來 源 及 物 理 化 學 礦 物 性 質 等 資 料 b. 水 泥 種 類 配 比 強 度 耐 久 性 水 化 熱 特 性 潛 變 試 驗 等 資 料 c. 壩 基 岩 盤 試 驗 資 料 d. 地 質 弱 面 之 試 驗 資 料 等 5. 壩 體 及 各 項 附 屬 構 造 物 a. 相 關 之 竣 工 圖 或 設 計 圖 22

23 b. 設 計 準 則 含 荷 重 條 件 材 料 性 質 容 許 應 力 安 全 係 數 等 c. 應 力 分 析 設 計 方 法 與 成 果 d. 水 工 構 造 物 之 水 工 模 型 試 驗 方 法 步 驟 及 成 果 e. 水 工 構 造 物 之 水 理 分 析 資 料 等 6. 水 工 及 其 它 機 電 設 備 a. 相 關 之 竣 工 圖 或 設 計 圖 b. 設 計 準 則 含 荷 重 條 件 材 料 性 質 容 許 應 力 安 全 係 數 等 c. 應 力 分 析 設 計 方 法 與 成 果 d. 各 項 水 工 機 械 驅 動 設 備 之 動 力 及 電 力 輸 送 設 備 之 容 量 等 7. 壩 基 與 邊 坡 a. 壩 基 研 究 範 圍 b. 壩 基 及 邊 坡 之 岩 性 地 質 構 造 資 料 c. 壩 基 及 邊 坡 安 全 分 析 資 料, 含 岩 楔 或 滑 動 型 態 之 分 析 準 則, 分 法 及 成 果 d. 排 水 系 統 e. 蓄 水 後 壩 基 與 坡 面 安 全 之 調 查 資 料 8. 記 錄 a. 規 劃 或 設 計 階 段 之 重 要 文 件 備 忘 錄 b. 規 劃 或 設 計 階 段 之 會 議 記 錄 報 告 等 二 施 工 資 料 1. 施 工 計 畫 2. 施 工 方 法 及 施 工 機 械 3. 施 工 規 範 與 使 用 材 料 4. 工 程 檢 驗 與 品 質 管 制 資 料 5. 施 工 日 誌 6. 施 工 階 段 之 監 測 資 料 7. 重 要 之 施 工 照 片 8. 施 工 階 段 之 重 要 文 件 備 忘 錄 會 議 記 錄 報 告 等 三 營 運 管 理 資 料 1. 水 庫 管 理 單 位 之 人 力 組 織 職 權 及 責 任 2. 安 全 防 護 計 畫 3. 水 庫 運 轉 及 維 護 規 則 與 管 理 23

24 4. 各 種 操 作 及 維 護 記 錄 5. 監 測 系 統 之 觀 測 項 目 方 法 與 頻 率 6. 監 測 資 料 7. 重 大 之 維 修 或 修 改 計 畫 與 竣 工 圖 8. 歷 次 安 全 評 估 報 告 等 四 緊 急 應 變 計 畫 1. 潰 壩 演 算 資 料 及 受 災 區 域 範 圍 圖 2. 緊 急 通 告 體 系 流 程 圖 3. 相 關 單 位 之 職 責 4. 緊 急 處 理 程 序, 含 緊 急 狀 況 之 認 定 評 估 分 級 通 告 之 程 序 5. 搶 修 計 畫, 含 緊 急 應 變 行 動 通 路 及 物 料 器 材 之 來 源 供 應 儲 存 等 6. 演 練 計 畫 3.6 水 庫 安 全 評 估 工 作 資 料 檔 此 資 料 檔 係 將 水 庫 在 規 劃 設 計 施 工 及 運 轉 期 間, 凡 與 安 全 有 關 之 重 要 資 料 文 件 記 錄 加 以 綜 合 彙 整 之 資 料 簿, 為 水 庫 安 全 檢 查 與 評 估 工 作 不 可 缺 少 之 重 要 檔 案 資 料 一 資 料 檔 編 製 要 領 1. 需 先 詳 細 複 核 過 去 之 所 有 資 料 文 件 備 忘 錄 記 錄 及 歷 次 檢 查 報 告 等, 經 通 盤 了 解 後 再 把 與 水 庫 安 全 有 關 之 部 份 納 入 資 料 檔 2. 資 料 需 以 影 印 方 式 摘 自 原 始 資 料 以 避 免 錯 誤, 必 要 時 應 輔 以 說 明 分 析 照 片 或 圖 3. 原 始 資 料 歸 回 原 存 檔 處, 影 印 資 料 經 整 理 剪 貼 後 編 入 資 料 檔, 影 印 資 料 第 一 頁 之 右 上 角 需 以 黑 色 墨 水 註 明 本 資 料 之 出 處 及 日 期 4. 資 料 需 依 其 不 同 性 質 分 類, 每 類 的 開 始 需 另 起 頁, 並 按 年 代 次 序 編 排 5. 資 料 檔 需 用 活 頁 以 利 更 新 時 插 頁 或 更 換 二 資 料 檔 之 內 容 1. 水 庫 標 題 2. 水 壩 之 空 中 鳥 瞰 照 片 3. 目 錄 4. 主 要 工 程 數 據 24

25 5. 參 考 資 料 之 目 錄 6. 歷 史 事 件, 在 施 工 與 運 轉 期 間 凡 與 安 全 有 關 之 重 要 事 件 或 活 動 7. 緊 急 應 變 計 畫, 含 受 災 區 域 範 圍 圖 緊 急 通 告 體 系 流 程 圖 相 關 單 位 之 職 責 緊 急 處 理 程 序 搶 修 計 畫 演 練 計 畫 8. 地 質, 含 區 域 地 質 水 庫 及 壩 址 地 質 沿 壩 址 展 開 之 地 質 剖 面 圖 斷 層 及 剪 裂 帶 資 料 地 震 資 料 水 庫 及 壩 址 之 航 照 圖 邊 坡 滑 動 之 堪 查 資 料 地 球 物 理 資 料 局 部 的 石 油 化 學 活 動 火 山 活 動 相 關 之 地 質 圖 9. 氣 象 及 水 文 資 料, 含 雨 量 流 量 颱 風 資 料, 最 新 水 庫 進 水 設 計 洪 水 及 其 它 原 設 計 時 之 洪 水 資 料, 集 水 區 之 輸 砂 資 料 10. 水 庫, 含 水 庫 面 積 與 容 量 曲 線 各 放 水 設 施 之 流 量 律 定 曲 線, 有 關 水 庫 洩 放 能 力 之 計 算 準 則 方 法 及 需 要 天 數, 淤 砂 資 料, 有 關 限 制 等 11. 基 礎 資 料, 含 基 礎 之 描 述 設 計 與 分 析 處 理 滲 水 岩 石 試 驗 資 料 施 工 資 料 相 關 圖 等 12. 壩 體 資 料, 含 壩 體 之 描 述 設 計 與 分 析 施 工 資 料 混 凝 土 試 驗 資 料 特 殊 研 究 相 關 圖 13. 水 工 結 構 造 物 資 料, 含 各 項 構 造 物 之 描 述 設 計 與 分 析 水 工 模 型 試 驗 施 工 資 料 運 轉 及 維 護 資 料 特 殊 研 究 相 關 圖 14. 其 它 附 屬 構 造 物 資 料, 含 一 般 之 描 述 設 計 與 分 析 施 工 資 料 相 關 圖 15. 水 力 機 械 及 機 電 設 備 資 料, 含 一 般 描 述 設 計 與 分 析 施 工 安 裝 資 料 運 轉 及 維 護 作 業 標 準 試 運 轉 記 錄 特 殊 記 事 16. 監 測 系 統 及 監 測 資 料 17. 施 工 階 段 之 工 程 檢 驗 品 質 管 制 及 施 工 規 範 18. 運 轉 及 維 護 資 料, 含 重 大 維 修 工 程 之 相 關 設 計 與 施 工 資 料 運 轉 操 作 資 料 等 19. 歷 次 之 安 全 檢 查 與 評 估 資 料 20. 重 要 之 參 考 圖 25

26 第 四 章 水 庫 安 全 檢 查 導 論 為 監 視 壩 體 附 屬 構 造 物 放 流 設 施 及 有 關 基 礎 與 接 觸 週 邊 之 山 坡 狀 況, 須 辦 理 檢 查, 現 地 的 檢 查 係 由 檢 查 人 員 以 目 視 或 必 要 機 具 之 協 助 下, 巡 視 所 有 與 水 庫 安 全 有 關 之 構 造 物 基 礎 設 施 邊 坡 與 環 境 等, 以 便 即 早 發 現 已 存 在 或 潛 在 之 問 題, 俾 得 以 即 早 改 善 以 維 護 水 庫 安 全 本 章 內 容 含 水 庫 檢 查 之 一 般 性 事 項 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會,1986; 陳 利 明,1991,1993; 邱 鴻 章 1991, 檢 查 類 別 檢 查 類 別 區 分 為 定 期 檢 查 不 定 期 檢 查 特 別 檢 查 三 類 茲 說 明 如 下 : 一 定 期 檢 查 擬 訂 定 期 檢 查 計 畫 應 考 慮 下 列 事 項 : 1. 季 節 與 氣 候 狀 況 2. 出 水 工 溢 洪 道 及 靜 水 池 之 放 乾 時 期 3. 特 殊 設 備 之 需 要 及 可 使 用 性 4. 航 空 照 相 計 畫 5. 水 庫 水 位 ( 特 殊 放 水 或 年 度 低 水 位 ) 6. 新 近 地 質 或 地 帽 變 化 7. 業 主 或 營 運 單 位 要 求 之 檢 查 工 作 8. 已 排 年 度 例 行 檢 查 9. 水 中 檢 查 定 期 檢 查 應 按 所 定 之 時 間 辦 理, 其 週 期 次 數 一 般 可 依 下 列 標 準 : 1. 壩 體 及 其 基 礎 接 觸 山 坡 初 次 蓄 水 期 ( 第 一 期 ): 每 週 一 次 以 上 漸 穩 期 ( 第 二 期 ): 每 兩 個 月 一 次 以 上 穩 定 期 ( 第 三 期 ): 每 年 三 次 以 上 對 上 述 水 庫 管 理 時 期 之 劃 分 定 義 如 下 : 第 一 期 : 初 次 開 始 蓄 水 至 正 常 滿 水 位 所 規 定 期 間 或 所 經 過 之 一 定 期 間 第 二 期 : 初 次 蓄 水 期 後, 至 壩 體 及 附 屬 構 結 物 之 行 為 趨 於 穩 定 狀 態 之 期 間 第 三 期 : 經 過 漸 穩 期, 壩 體 及 附 屬 構 結 物 之 各 項 行 為 已 達 規 律 之 正 常 穩 定 狀 態 以 後 26

27 2. 放 流 設 施 每 月 一 次 以 上 二 不 定 期 檢 查 壩 體 及 附 屬 構 造 物 於 承 受 異 常 荷 重, 即 超 過 設 計 規 劃 以 上 之 地 震 洪 水 暴 雨 時, 或 壩 體 附 屬 構 造 物 及 有 關 基 礎 發 現 異 常 現 象 時, 需 迅 速 辦 理 有 關 影 響 安 全 必 要 處 所 之 不 定 期 檢 查 而 超 過 設 計 規 範 以 上 之 地 震 洪 水 暴 雨 之 標 準 為 : 1. 地 震 a. 壩 址 設 有 地 震 儀 時, 觀 測 之 震 度 達 設 計 基 準 震 度 之 三 分 之 一 以 上 地 震 時 b. 壩 址 未 設 有 地 震 儀 或 所 裝 設 之 地 震 儀 無 法 即 刻 觀 測 研 判 其 震 度 時, 就 該 區 域 之 氣 象 測 候 單 位 所 發 佈 震 度 超 過 四 級 地 震 以 上 者 2. 洪 水 三 年 發 生 一 次 頻 率 以 上 之 洪 水 流 量 時 3. 暴 雨 在 壩 址 發 生 三 年 一 次 頻 率 以 上 之 日 暴 雨 量 時 三 特 別 檢 查 經 監 測 或 檢 查 結 果 發 現 事 態 有 變 化 時, 必 需 依 其 事 態 進 一 步 辦 理 詳 細 檢 查 試 驗 等 調 查 者 稱 為 特 別 檢 查 其 目 的 乃 為 探 求 並 把 握 事 態 之 原 因, 同 時 研 擬 有 無 尚 需 追 加 監 測 檢 查 辦 理 維 修 之 必 要 性, 並 研 訂 其 妥 善 處 理 方 法 等 需 詳 述 應 辦 理 之 調 查 項 目 調 查 程 序 試 驗 方 法 監 測 要 領 及 其 它 有 關 事 項, 據 以 執 行 亦 應 隨 時 掌 握 情 況, 如 認 為 有 必 要, 應 迅 速 修 正 檢 查 方 法 於 擬 訂 現 地 調 查 計 畫 時, 應 注 意 其 選 定 位 置 與 規 模, 不 得 因 調 查 而 對 構 造 物 安 全 性 發 生 影 響 4.2 檢 查 項 目 依 閘 壩 工 程 一 書, 水 庫 安 全 檢 查 項 目 分 為 一 般 性 檢 查 技 術 性 檢 查 構 造 物 檢 查 三 類 一 一 般 性 檢 查 見 表 4.1, 一 般 性 檢 查 之 大 項 目 含 : 1. 監 測 資 料 27

28 2. 操 作 資 料 3. 安 全 措 施 4. 管 理 5. 水 庫 用 地 6. 水 庫 7. 集 水 區 治 理 二 技 術 性 檢 查 見 表 4.2, 技 術 性 檢 查 之 大 項 目 含 : 1. 水 文 暴 雨 洪 峰 流 量 檢 討 2. 地 震 頻 率 與 強 度 檢 討 3. 水 庫 營 運 後 之 安 全 檢 討 4. 修 正 營 運 計 畫 時 的 配 合 安 全 檢 討 5. 工 程 潛 在 危 險 之 檢 討 與 分 析 三 構 造 物 之 檢 查 見 表 4.3, 構 造 物 之 檢 查 大 項 含 : 1. 壩 體 堆 填 壩 2. 混 凝 土 壩 3. 溢 洪 道 4. 出 水 工 5. 控 制 設 備 另 一 方 面, 根 據 蓄 水 庫 構 造 物 管 理 基 準, 茲 將 水 庫 檢 查 頻 率 及 維 護 基 準 參 考 示 於 表 4.4; 而 表 4.5 為 水 庫 現 地 檢 查 表 實 例 28

29 表 4.1 水 庫 一 般 性 檢 查 項 目 表 ( 摘 自 : 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會,1986) 檢 查 項 目 檢 查 要 點 ( 一 ) 監 測 1. 壩 址 及 集 水 區 內 各 雨 量 有 否 正 確 的 監 測 記 錄 資 料 站 ( 日 雨 量 及 時 間 雨 量 ) 2. 壩 址 蒸 發 量 有 否 正 確 的 監 測 記 錄 3. 水 庫 流 入 量, 用 水 量 及 有 否 正 確 的 監 測 記 錄 放 水 量 ( 二 ) 操 作 1. 水 庫 管 理 運 用 基 準 線 是 否 妥 當 及 檢 討, 是 否 需 要 修 改 資 料 2. 溢 流 道 水 位 流 量 曲 線 是 否 妥 當 及 檢 討, 是 否 需 要 修 改 3. 出 水 口 水 位 流 量 曲 線 是 否 妥 當 及 檢 討, 是 否 需 要 修 改 ( 三 ) 安 全 措 施 ( 四 ) 管 理 4. 集 水 區 之 雨 量 測 報 系 統 是 否 需 補 充 建 站 俾 隨 時 能 搜 集 雨 量 資 料 1. 警 報 設 備 是 否 保 持 正 常 使 用 狀 況 2. 通 訊 設 備 是 否 保 養 維 護 良 好, 經 常 保 持 通 訊 暢 通 3. 照 明 設 備 是 否 完 善 4. 安 全 防 護 是 否 按 照 規 定 辦 理 1. 管 理 房 屋 檢 查 機 房 控 制 房 管 理 房 等 建 築 之 設 備 保 養 及 環 境 衛 生 情 形 2. 管 理 人 員 員 額 及 工 作 分 配 與 分 層 負 責 是 否 合 理 有 否 按 照 水 庫 營 運 維 護 規 範 及 溢 洪 3. 水 庫 營 運 道 洩 洪 操 作 規 範 執 行, 營 運 操 作 有 何 困 難 1. 管 理 情 形 有 無 違 建 侵 佔 侵 耕 或 非 法 出 租 ( 五 ) 水 庫 用 地 2. 美 化 情 形 有 否 配 合 觀 光 事 業 予 以 美 化 ( 六 ) 水 庫 ( 七 ) 集 水 區 治 理 1. 水 庫 周 邊 側 坡 有 否 沖 蝕 崩 坍 情 事 及 其 可 能 發 生 之 徵 兆 2. 設 定 保 護 帶 有 否 依 規 定 設 保 護 帶, 是 否 維 護 良 好 3. 水 庫 淤 沙 量 有 否 定 期 調 查 水 庫 淤 砂 量 4. 環 境 及 水 質 污 染 有 否 訂 定 污 染 管 制 規 章, 管 制 是 否 良 好 5. 觀 光 養 殖 有 無 違 章 養 殖, 有 無 影 響 水 流 及 水 質 安 全 1. 土 地 利 用 土 地 利 用 現 況 及 用 途 分 區 編 訂 是 否 合 理 2. 農 地 水 土 保 持 及 維 護 宜 農 牧 地 之 水 土 保 持 是 否 完 成, 維 護 是 否 良 好 3. 道 路 水 土 保 持 道 路 邊 坡 是 否 穩 定, 排 水 系 統 是 否 完 善 4. 社 區 水 土 保 持 5. 森 林 經 營 6. 開 礦 土 石 採 取 保 護 有 否 依 據 水 土 保 持 計 畫 執 行, 邊 坡 是 否 穩 定, 有 否 良 好 排 水 系 統 集 水 區 內 覆 蓋 情 形 是 否 完 善, 造 林 是 否 完 成 有 否 依 據 水 土 保 持 計 畫 執 行, 掘 出 之 廢 土 石 渣 處 理 是 否 得 當 7. 防 砂 及 野 溪 治 理 防 砂 工 程 設 施 有 否 損 毀, 有 否 加 強 必 要 8. 其 他 與 安 全 有 關 之 現 在 及 潛 在 性 災 害 29

30 表 4.2 水 庫 技 術 性 檢 查 項 目 表 ( 摘 自 : 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會,1986) 檢 查 項 目 檢 查 要 點 ( 一 ) 水 文 暴 雨 洪 1. 最 大 可 能 洪 峰 與 構 是 否 有 正 確 詳 細 的 水 文 觀 測 記 錄, 並 峰 流 量 之 檢 討 造 物 安 全 檢 討 檢 討 原 設 計 最 大 可 能 之 洪 峰 流 量 是 否 需 要 修 正 2. 發 生 最 大 可 能 洪 峰 流 量 時 之 影 響 與 後 果 及 對 策 等 如 發 生 可 能 最 大 洪 峰 時, 對 水 庫 構 造 物, 淹 水 區 及 下 游 地 區 居 民 和 設 施 是 否 影 響 及 其 災 損 後 果 是 否 有 預 警 設 備 及 預 警 發 生 前 後 之 對 策 計 畫, 如 居 民 疏 散, 構 造 物 之 臨 時 保 護 設 施 及 災 後 搶 救 計 畫 ( 二 ) 地 震 頻 率 與 強 度 構 造 物 耐 震 設 計 與 安 是 否 有 水 庫 興 建 前 後 之 壩 趾 及 附 近 之 之 檢 討 全 分 析 地 震 記 錄, 並 分 析 水 庫 興 建 後 之 地 震 規 模 與 頻 率 關 係, 根 據 興 建 後 之 地 震 規 模 與 頻 率 關 係 研 判 是 否 需 要 重 新 檢 討 構 造 物 之 耐 震 設 計 與 安 全 分 析 ( 三 ) 水 庫 營 運 後 之 安 原 設 計 規 範 與 目 前 實 如 目 前 實 際 營 運 情 形 已 不 符 原 設 計 規 全 檢 討 際 情 形 之 比 較 範 或 依 據 觀 測 資 料 研 判 有 改 善 修 正 之 必 要 時, 需 重 新 檢 討 並 做 構 造 物 之 安 定 分 析 及 研 議 改 善 方 案 ( 四 ) 修 正 營 運 計 畫 時 因 多 目 標 水 庫 營 運 計 之 配 合 安 全 檢 討 畫 之 修 改, 而 改 變 水 庫 之 蓄 洩 操 作 時, 其 構 造 物 之 安 全 應 隨 同 檢 討 之 如 因 修 正 水 庫 原 營 運 計 畫 而 改 變 水 庫 之 蓄 洩 操 作 時, 需 對 集 水 區 之 邊 坡 及 水 庫 溢 洪 道 與 壩 體 作 全 盤 安 定 分 析, 如 因 而 增 設 修 改 原 構 造 物 時, 是 否 影 響 整 個 壩 體 安 全 需 重 做 檢 討 ( 五 ) 工 程 潛 在 危 險 之 如 營 運 後 發 現 水 理 設 是 否 有 週 詳 的 儀 器 觀 測 記 錄 作 為 檢 討 檢 討 與 分 析 計 條 件 及 結 構 設 計 條 件, 均 有 潛 在 性 之 變 更, 而 將 影 響 安 全 時 之 分 析 與 改 善 對 策 之 依 據 是 否 需 增 設 儀 器, 做 更 深 入 之 觀 測, 並 研 判 是 否 需 要 重 新 做 構 造 物 之 安 全 分 析, 與 做 改 善 方 案 之 研 擬 30

31 表 4.3 水 庫 構 造 物 檢 查 項 目 表 ( 摘 自 : 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會,1986) 檢 查 項 目 檢 查 要 點 ( 一 ) 堆 填 壩 1. 壩 體 壩 座 壩 基 調 查 壩 體 壩 座 壩 基 及 其 相 鄰 接 觸 等 之 滑 動 沈 陷 護 坡 傷 損 泉 流 滲 水 噴 泥 等 情 形, 特 別 注 意 壩 址 滲 水 量 有 無 觀 測 及 其 變 化 情 形 2. 孔 隙 壓 力 測 定 有 否 定 期 觀 測, 並 檢 討 其 孔 隙 壓 力 變 化 情 形 3. 壩 體 縱 向 移 動 測 定 有 否 檢 討 壩 體 衍 變 情 形 4. 壩 體 橫 向 移 動 測 定 有 否 不 正 常 之 衍 變 5. 表 面 沈 陷 測 定 有 無 不 正 常 之 沈 陷 ( 二 ) 混 凝 土 壩 1. 壩 體 及 壩 座 有 否 不 正 常 之 下 沈 隆 壅 撓 曲 橫 向 移 動 混 凝 土 龜 裂 剝 落 沖 蝕 穴 化 施 工 縫 收 縮 縫 有 否 不 正 常 漏 水 及 壩 座 有 否 滑 動 沈 陷 情 形 2. 觀 測 廊 道 有 無 漏 水 及 滑 動 情 形, 所 安 置 之 儀 表 讀 數 是 否 發 現 異 常 ( 三 ) 溢 洪 道 1. 混 凝 土 結 構 檢 查 有 否 龜 裂 剝 落 滲 水 沖 蝕 穴 化 等 及 施 工 縫 收 縮 縫 有 否 不 正 常 漏 水, 溢 洪 道 入 口 前 庭 內 面 工 護 坡 有 否 受 損, 回 填 土 拋 石 有 否 沈 陷 沖 蝕 2. 消 能 設 備 砥 柱 有 無 沖 蝕, 下 游 趾 及 基 礎 有 否 淘 空, 下 游 河 床 有 否 刷 深 等 ( 四 ) 出 水 工 1. 混 凝 土 結 構 混 凝 土 構 造 物 及 隧 道 有 無 龜 裂 剝 落 滲 水 沖 蝕, 施 工 縫 收 縮 縫 有 無 不 正 常 漏 水 2. 進 水 口 進 水 口 攔 污 柵 有 無 漂 流 物 阻 塞, 清 除 設 施 之 操 作 是 否 靈 便 ( 五 ) 控 制 設 備 閘 門 及 機 電 設 備 檢 查 閘 門 及 其 配 合 之 機 電 設 備 及 控 制 設 備, 發 動 機 有 否 保 養 良 好, 並 將 出 水 工 溢 洪 道 閘 門 等 試 動 以 檢 查 能 否 靈 活 運 轉 31

32 壩 體 表 4.4 水 庫 檢 查 頻 率 及 維 護 基 準 參 考 表 ( 摘 自 : 經 濟 部,1991) 區 分 細 分 次 數 要 領 主 放 流 設 備 壩 體 各 種 監 測 儀 器 昇 降 裝 置 閘 門 給 油 脂 外 觀 每 月 1 次 / 月 外 觀 每 日 點 檢 運 轉 前 後 軸 承 齒 輪 等 鋼 索 點 檢 整 備 非 洪 水 期 間 1 次 / 月 1 次 /6 個 月 1 次 / 年 全 閉 全 開 洪 水 期 間 1 次 /3 個 月 之 試 運 轉 非 洪 水 期 間 1 次 /3 個 月 給 油 2 次 / 年 止 水 橡 皮 非 洪 水 期 間 1 次 / 年 及 底 板 部 材 放 流 後 每 次 塗 裝 1 次 /5 年 應 對 消 能 設 備 之 沖 刷 壩 體 之 劣 化 磨 損 龜 裂 漏 水 沈 陷 及 其 他 等, 外 觀 上 之 異 常, 做 經 常 性 之 監 視, 且 對 消 能 池 沖 刷 之 調 查 應 每 年 一 次 於 洪 水 期 間 辦 理 壩 體 內 廊 道 之 各 種 調 查, 觀 測 設 備 及 所 使 用 之 計 測 儀 器 用 具 等, 為 使 之 能 發 揮 其 功 能, 每 月 應 做 一 次 檢 查 與 維 修 1. 主 放 流 設 備 之 外 表 檢 查, 應 時 常 辦 理 2. 閘 門 及 其 附 屬 設 備, 應 在 非 洪 水 期, 每 年 一 次 做 定 期 檢 查, 且 每 年 至 少 應 加 油 兩 次 3. 有 關 昇 降 裝 置 之 加 油 狀 況 之 目 視 檢 查, 並 在 閘 門 操 作 前 後 以 目 視 檢 查, 並 需 要 予 以 加 油, 同 時 予 以 檢 查 有 否 索 線 之 斷 裂, 又 鋼 索 之 加 油 應 每 六 個 月 做 一 次, 各 座 軸 承 及 齒 輪 等 之 加 油, 則 每 個 月 做 一 次 4. 閘 門 之 全 開 或 全 閉 等 操 作 試 車, 則 應 在 洪 水 期 間, 非 洪 水 期 間, 必 須 每 三 個 月 做 一 次 5. 裝 設 於 閘 門 之 止 水 橡 皮 及 其 底 部 材 料, 應 於 每 次 放 流 後 檢 查 其 漏 水 狀 況, 更 需 在 非 洪 水 期 間 每 年 實 施 一 次 檢 查 6. 閘 門 之 油 漆, 五 年 做 一 次 維 護 低 水 放 流 設 備 水 庫 周 圍 ( 含 管 理 用 道 路 ) 預 備 發 電 機 閥 水 制 選 擇 取 水 設 備 檢 查 及 試 運 轉 外 觀 每 日 點 檢 長 期 閉 塞 時 1 次 / 月 給 油 1 次 / 月 點 檢 整 備 平 常 時 1 次 /2 年 出 水 後 每 次 外 觀 1 次 / 週 洪 水 期 間 非 洪 水 期 間 洪 水 時 2 次 / 月 1 次 / 月 作 動 前 1. 低 流 量 放 流 設 備 之 外 表 檢 查 應 時 常 辦 理 2. 長 期 封 閉 之 水 閥 內 部 不 使 留 有 鏽, 則 應 每 個 月 一 次 做 清 理 或 敲 打 3. 若 有 漏 水 或 漏 油 較 多 時, 應 將 止 封 零 件 予 以 均 勻 鎖 緊 4. 每 個 月 做 一 次 將 齒 輪 予 以 轉 動 並 加 油, 檢 查 是 否 有 異 常 5. 有 關 分 段 取 水 設 施, 應 在 每 次 出 水 後 實 施 檢 查, 並 每 二 年 實 施 一 次 定 期 檢 查 每 週 一 次 及 出 水 後, 對 水 庫 坡 堤 及 管 理 用 道 路 等 所 有 水 庫 周 圍 實 施 巡 視 預 備 發 電 機 之 檢 查 及 試 車, 在 洪 水 期 每 個 月 做 兩 次, 非 洪 水 期 間 每 月 一 次, 另 在 進 入 洪 水 戒 備 或 預 料 有 可 能 進 入 戒 備 前 再 作 確 認 工 作, 同 時 亦 應 做 燃 料 潤 滑 油 冷 卻 水 等 檢 查, 及 對 啟 動 用 蓄 電 池 空 氣 槽 等 項 之 備 妥 檢 查 放 流 警 報 設 備 監 視 設 備 管 理 所 內 放 流 警 報 設 備 之 試 驗 控 制 一 般 點 檢 每 日 各 部 點 檢 平 常 時 警 報 所 巡 視 警 報 用 標 誌 巡 視 各 觀 測 所 巡 視 點 檢 1 次 / 月 1 次 / 月 洪 水 時 每 次 1 次 / 月 2 次 / 年 1 次 / 月 管 理 所 內 一 般 點 檢 每 日 監 視 裝 置 各 部 點 檢 1 次 / 月 1. 放 流 設 備 控 制 裝 置 等 管 理 所 內 之 設 備, 除 需 日 常 檢 查 外, 並 需 每 月 一 次 測 試 各 部 份 之 狀 況, 使 能 保 持 規 定 功 能 2. 每 當 預 料 有 防 洪 水 戒 備 或 有 需 洩 洪 時, 應 即 由 管 理 所 預 行 試 驗 控 制, 以 確 認 無 線 回 線 及 警 報 所 之 電 源 狀 況 3. 各 警 報 所 應 每 個 月 巡 視 一 次, 並 做 檢 查 及 維 護 4. 警 告 用 標 誌 應 每 年 巡 視 設 置 場 所 兩 次, 調 查 油 漆 及 破 壞 情 況, 若 有 需 要 修 繕 應 及 謀 求 對 策 1. 各 觀 測 所 應 每 個 月 巡 視 一 次, 以 辦 理 有 線 或 無 線 等 控 制 裝 置 蓄 電 池 雨 量 計 水 位 計 等 器 材 之 檢 查 調 整 及 計 測 工 作 2. 應 每 月 確 認 自 各 觀 測 所 送 達 之 雨 量 水 位 等 記 錄 資 料, 是 否 依 照 指 定 時 間 正 確 表 示 與 記 錄 3. 設 在 管 理 所 之 監 視 裝 置, 每 月 做 一 次 檢 查 維 護 電 氣 設 備 應 依 各 有 關 單 位 所 定 之 檢 查 基 準 為 準 32

33 續 表 4.4 水 庫 檢 查 頻 率 及 維 護 基 準 參 考 表 區 分 細 分 次 數 要 領 通 信 設 備 應 依 各 有 關 單 位 所 定 之 檢 查 基 準 為 準 警 報 車 每 日 警 報 車 ( 含 汽 車 ) 需 常 保 良 好 性 能, 以 便 隨 時 能 出 動 服 勤 1. 每 個 月 試 運 轉 一 次, 確 認 各 部 有 無 異 常 現 象, 以 便 隨 時 能 出 動 服 勤 2. 救 生 用 具 等 設 備, 應 隨 時 檢 查 數 量 及 維 護 俾 隨 時 更 用 巡 視 船 及 作 業 船 試 運 轉 等 1 次 / 月 3. 已 進 入 警 戒 情 況 時, 以 及 恐 有 遭 受 波 浪 及 其 因 素 之 損 害 時, 則 利 用 揚 船 設 備 將 巡 視 船 及 作 業 船 移 至 安 全 場 所 妥 善 保 管 4. 冬 季 會 結 冰 的 水 庫, 利 用 揚 船 設 備 吊 至 保 存 庫 妥 善 保 存, 保 存 前 及 使 用 前 必 須 再 檢 查 流 木 防 除 設 備 繫 船 設 備 電 梯 標 浮 錨 座 主 索 流 木 處 理 設 備 鋼 索 之 黃 油 塗 布 給 油 及 試 運 轉 點 檢 整 備 1 次 / 年 1 次 / 年 1 次 /6 個 月 1 次 / 月 1 次 / 月 給 油 1 次 / 年 給 水 設 備 點 檢 整 備 1 次 / 月 排 水 設 備 點 檢 整 備 異 常 警 報 裝 置 1 次 / 月 1 次 / 月 1. 在 非 洪 水 期, 每 年 應 舉 辦 一 次 攔 污 用 標 浮 或 其 他 零 件 等 受 損 檢 查 2. 捲 揚 機 運 轉 時, 除 檢 查 運 轉 作 業 狀 態 是 否 正 常 外, 每 年 亦 應 檢 查 鋼 索, 齒 輪 軸 承 煞 車 等 零 件 1. 對 船 台 捲 揚 用 鋼 索 應 每 隔 六 個 月 塗 佈 潤 滑 黃 油 一 次 2. 捲 引 機 馬 達 煞 車 等 器 具 每 個 月 應 注 油 一 次, 並 做 試 車 1. 每 個 月 應 檢 查 一 次 2. 每 年 應 辦 理 鋼 索 之 給 油 一 次, 潤 滑 油 之 換 新, 以 及 各 部 之 給 油 1. 每 個 月 巡 視 一 次 取 水 口 抽 水 幫 送 水 及 配 管 管 路 水 槽 等 有 否 異 常 外, 並 應 予 清 掃 2. 警 報 水 位 及 設 備 異 常 之 警 報 器, 應 每 隔 兩 週 試 驗 其 動 作 一 次 1. 每 月 巡 視 一 次 吸 水 口 抽 排 管 路 等, 除 予 確 認 有 無 異 常 外, 並 應 予 清 掃 2. 警 報 水 位 及 設 備 異 常 之 警 報 器, 應 每 隔 兩 週 試 驗 其 動 作 一 次 標 識 手 摺 照 明 點 檢 整 備 每 日 有 關 標 誌 扶 手 照 明 等 設 備 應 時 常 檢 查 與 維 護, 又 油 漆 設 備 塗 裝 1 次 /5 年 則 五 年 作 一 次 維 護 調 查 測 定 用 機 械 器 具 記 錄 其 他 每 次 檢 查 流 量 觀 測 儀 器 淤 砂 測 定 儀 器 等 器 材, 應 時 常 予 以 維 護, 若 有 故 障 時 應 及 時 修 理 為 瞭 解 各 種 機 器 之 狀 態 及 特 性 之 變 化 以 為 修 理 之 資 料, 於 實 施 日 常 定 期 臨 時 檢 查 時, 將 資 料 作 成 詳 細 記 錄, 並 保 存 之 1. 不 符 合 本 檢 查 維 護 基 準 之 設 施, 或 依 本 基 準 檢 查 維 護 有 所 困 難 之 設 施 則 不 在 此 限 2. 為 檢 查 維 護 而 有 需 巡 視, 或 為 前 去 檢 查 雨 量 水 位 警 報 局 等 之 途 中, 由 於 積 雪 等 而 無 法 克 服 時, 則 將 其 自 此 基 準 予 以 刪 除 33

34 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 ( 摘 自 : 經 濟 部,1991) 水 庫 基 本 資 料 1. 概 況 水 庫 名 稱 :, 檢 查 日 期 : 年 月 日 管 理 機 關 :, 檢 查 人 員 : 位 置 : 縣 ( 市 ) 鄉 鎮, 河 系 ( 主 支 流 ): 用 水 標 的 :, 完 工 日 期 : 年 月 日 集 水 面 積 : 平 方 公 里, 蓄 水 面 積 : 平 方 公 里 計 畫 蓄 水 量 : 立 方 公 尺, 有 效 蓄 水 量 : 立 方 公 尺 壩 型 : ( 民 國 年 測 量 ) 壩 長 : 公 尺, 壩 高 : 公 尺 溢 洪 道 寬 : 公 尺, 壩 頂 寬 : 公 尺 2. 檢 查 時 操 作 狀 況 水 庫 水 位 : 公 尺, 放 水 量 : 水 庫 蓄 水 量 : 立 方 公 尺, 溢 洪 道 : 秒 立 方 公 尺 最 高 記 錄 水 位 : 公 尺, 出 水 工 : 秒 立 方 公 尺 渠 道 : 秒 立 方 公 尺 發 電 廠 : 秒 立 方 公 尺 3. 地 質 環 境 基 岩 性 質 :, 基 岩 孔 隙 率 : 極 小 小 中 大 基 岩 節 理 或 劈 理 : 發 達 不 發 達 主 壩 體 與 地 層 走 向 : 平 行 小 角 度 斜 交 大 角 度 相 交 地 層 傾 斜 與 主 壩 體 關 係 : 向 上 游 傾 斜 向 下 游 傾 斜 附 近 有 無 斷 層 通 過 : 無 有 活 動 斷 層 不 活 動 斷 層 4. 重 要 關 連 設 施 5. 水 庫 位 置 示 意 圖 6. 檢 查 內 容 對 每 個 檢 查 項 目 如 發 現 問 題 就 實 地 情 況 加 以 說 明, 並 附 照 片 草 圖 或 計 算 等 供 參 考 34

35 續 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 壩 體 1. 上 游 波 面 : 完 整 裂 縫 沈 陷 滑 動 沖 蝕 溝 動 物 洞 穴 植 物 生 長 坡 面 拋 石 保 護 或 植 物 生 長 : 良 好 待 改 善 2. 下 游 波 面 : 完 整 裂 縫 沈 陷 滑 動 沖 蝕 溝 動 物 洞 穴 植 物 生 長 滲 水 情 況 或 濕 潤 區 域 : 正 常 待 改 善 3. 壩 座 與 壩 基 : 完 整 滲 水 裂 縫 滑 動 壩 基 淘 刷 壩 基 排 水 情 形 : 正 常 待 改 善 4. 壩 頂 : 完 整 龜 裂 移 動 沈 陷 長 樹 欄 杆 及 護 網 等 安 全 措 施 : 有 應 設 置 良 好 待 改 善 5. 出 水 高 : 足 夠 不 足 待 檢 討 6. 監 測 儀 器 及 記 錄 : 記 錄 : 無 有 處 記 錄 : 無 有 處 記 錄 : 無 有 處 建 議 加 設 之 監 測 儀 器 : 7. 廊 道 : 完 整 裂 縫 移 動 表 面 剝 落 凹 陷 滲 水 及 排 水 情 形 : 正 常 待 改 善 混 凝 土 一 般 狀 況 : 正 常 待 檢 討 通 氣 及 照 明 設 備 : 良 好 待 改 善 金 屬 工 : 良 好 待 改 善 35

36 續 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 溢 洪 道 1. 入 口 渠 道 : 完 整 植 物 生 長 渠 道 滑 動 漂 流 物 邊 坡 保 護 : 良 好 待 改 善 2. 溢 洪 道 護 坦 : 完 整 表 面 剝 落 裂 縫 凹 陷 移 動 接 縫 滲 水 3. 溢 洪 道 頂 : 完 整 表 面 剝 落 裂 縫 凹 陷 移 動 接 縫 滲 水 4. 溢 洪 道 牆 : 完 整 表 面 剝 落 裂 縫 沈 陷 移 動 接 縫 滲 水 排 水 系 統 待 改 善 回 填 方 待 修 補 5. 溢 洪 道 底 板 : 完 整 表 面 剝 落 凹 陷 裂 縫 移 動 接 縫 滲 水 6. 附 屬 設 備 : 完 整 破 損 待 修 7. 下 游 放 水 路 : 暢 通 被 侵 佔 高 莖 物 待 疏 濬 固 定 結 構 物 阻 流 8. 消 能 池 : 完 整 雜 物 表 面 剝 落 裂 縫 沈 陷 移 動 接 縫 滲 水 回 填 方 待 修 補 9. 緊 急 排 洪 設 施 : 無 完 整 待 修 補 10. 設 計 洪 水 量 : 重 新 檢 討 不 需 檢 討 11. 排 洪 能 力 : 足 夠 不 足 待 檢 討 36

37 續 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 溢 洪 道 1. 進 水 口 結 構 欄 污 柵 : 無 有 待 增 設 完 整 待 修 補 漂 流 物 待 清 除 混 凝 土 結 構 : 完 整 表 面 剝 落 裂 縫 凹 陷 移 動 接 縫 滲 水 閘 門 結 構 : 完 整 滲 水 待 修 補 金 屬 工 : 完 整 待 修 補 2. 緊 急 控 制 設 施 : 無 完 整 待 修 補 3. 出 水 管 道 金 屬 工 : 完 整 穴 蝕 待 修 補 混 凝 土 工 : 完 整 滲 水 待 改 善 4. 操 作 設 備 閘 門 室 : 良 好 待 改 善 閘 門 : 良 好 滲 水 穴 蝕 待 改 善 閥 門 : 良 好 滲 水 穴 蝕 潛 流 待 改 善 控 制 系 統 : 良 好 待 改 善 5. 淨 水 池 : 完 整 雜 物 表 面 剝 落 裂 縫 移 動 接 縫 滲 水 回 填 方 待 修 補 材 料 老 化 穴 蝕 6. 出 水 渠 道 : 良 好 植 物 生 長 邊 坡 不 穩 定 護 岸 待 修 發 電 設 備 1. 進 水 口 結 構 欄 污 柵 : 無 有 待 增 設 完 整 待 修 補 漂 流 物 待 清 除 閘 門 設 備 : 良 好 待 修 補 需 維 護 操 作 手 冊 : 無 有 待 增 補 2. 壓 力 鋼 管 : 良 好 移 動 裂 縫 穴 蝕 3. 發 電 廠 結 構 : 良 好 待 修 4. 尾 水 道 : 良 好 待 修 5. 備 用 電 力 設 備 : 無 有 良 好 待 修 37

38 續 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 閘 閥 機 電 設 備 1. 檢 查 定 期 檢 查 : 有 無, 不 定 期 檢 查 : 有 無 檢 查 記 錄 : 有 無 不 全 2. 動 力 來 源 : 台 電 自 備 電 源 人 力 3. 維 護 : 良 好 尚 可 待 加 強, 記 錄 : 有 無 不 全 4. 暴 雨 前 後 之 檢 查 : 有 無, 記 錄 : 有 無 不 全 5. 地 震 後 之 檢 查 : 有 無, 記 錄 : 有 無 不 全 6. 啟 用 年 份 : 年 啟 用, 已 逾 齡 未 逾 齡 7. 河 道 放 水 口 : 有 無, 維 護 : 有 無 待 加 強 記 錄 : 有 無 不 全 8. 定 期 操 作 試 驗 : 有 無, 記 錄 : 有 無 不 全 9. 其 他 放 水 設 施 : 無 有, 名 稱 : 維 護 : 良 好 尚 可 待 加 強 記 錄 : 有 無 不 全 10. 閘 閥 之 水 密 性 : 良 好 滲 水 待 改 善 11. 閘 閥 開 度 指 示 器 : 位 置 正 確 偏 差 待 訂 正 12. 閘 閥 插 板 及 吊 放 設 備 : 有 無, 維 護 : 良 好 待 改 善 13. 欄 污 柵 : 有 無, 維 護 : 良 好 待 改 善 38

39 續 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 閘 閥 操 作 1. 設 置 地 點 與 外 界 隔 絕 : 是 外 人 可 靠 近 2. 操 作 規 則 : 有 待 定 待 修 正 3. 水 門 啟 閉 之 標 準 ( 依 水 利 法 第 四 十 八 條 規 定 ): 已 辦 辦 理 中 待 辦 4. 定 有 水 門 啟 閉 標 準 時 間 : 有 無 5. 閘 門 曾 否 全 程 操 作 : 有 無 6. 按 照 閘 門 操 作 運 轉 準 則 放 水 : 有 無, 記 錄 : 有 無 不 全 7. 放 水 前 與 有 關 單 位 聯 繫 : 有 無, 記 錄 : 有 無 不 全 8. 緊 急 時 閘 門 操 作 替 代 措 施 : 有 無 辦 理 中 9. 緊 急 時 之 操 作 演 練 : 有 無 放 流 警 報 設 施 1. 警 報 系 統 種 類 及 數 量 : 種 類 數 量 2. 警 報 設 施 種 類 及 數 量 : 種 類 數 量 3. 警 報 系 統 有 效 距 離 : 公 里 4. 警 報 系 統 動 力 來 源 : 台 電 自 備 電 源 人 力 5. 使 用 狀 況 : 正 常 待 修 6. 與 治 安 單 位 聯 繫 時 間 : 使 用 前 小 時, 記 錄 : 有 無 不 全 7. 危 險 部 份 設 置 圍 籬 : 有 無 39

40 續 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 通 訊 設 備 1. 種 類 及 數 量 : 無 線 具, 有 線 具, 其 他 2. 保 養 維 護 情 況 : 良 好 尚 可 待 加 強 3. 颱 風 期 間 能 否 保 持 暢 通 : 能 時 受 損 壞 4. 損 壞 時 可 否 迅 速 保 持 暢 通 : 能 需 時 很 久 5. 通 訊 故 障 時 之 緊 急 傳 遞 方 法 : 管 理 人 力 配 備 及 責 任 1. 配 備 : 適 當 不 足 2. 專 人 駐 守 : 有 無 3. 閘 閥 機 電 設 備 維 護 操 作 專 門 人 員 : 有 無 須 增 加 4. 值 班 人 員 及 配 置 : 適 當 待 改 善 5. 操 作 管 理 人 員 作 業 時 間 : 適 當 待 改 善 6. 管 理 人 員 差 假 時 之 代 理 制 度 : 有 無 適 當 待 改 善 7. 員 工 執 掌 及 責 任 表 : 有 無 適 當 待 改 善 8. 管 理 機 構 按 時 辦 理 定 期 與 不 定 期 檢 查 : 有 無 9. 按 時 辦 理 年 度 檢 查 : 有 無, 檢 查 報 告 : 有 無 準 備 中 10. 指 揮 操 作 系 統 表 : 有 無 適 當 待 改 善 40

41 續 表 4.5 水 庫 現 地 檢 查 表 照 明 設 備 1. 設 備 : 完 善 尚 可 待 充 實 2. 維 護 : 良 好 尚 可 待 加 強 緊 急 狀 況 時 所 需 之 材 料 及 裝 備 1. 材 料 之 貯 備 : 充 足 待 補 充 2. 備 用 之 裝 備 : 適 當 待 增 加 水 庫 周 邊 環 境 檢 查 1. 邊 坡 性 質 : 基 岩 風 化 表 土 2. 邊 坡 穩 定 性 : 良 好 尚 可 不 佳 3. 崩 塌 情 形 : 無 有 處, 不 嚴 重 嚴 重 4. 覆 蓋 情 形 : 良 好 待 改 善 5. 滲 水 情 形 : 無 有 處, 不 嚴 重 嚴 重 其 他 1. 潰 壩 時 之 防 災 救 難 計 畫 : 有 無 待 擬 定 待 修 正 2. 綜 合 檢 查 結 果 水 庫 壩 體 安 全 狀 況 : 良 好 尚 可 不 良 嚴 重 水 庫 : 壩 體 災 害 風 險 程 度 : 低 顯 著 高 3. 通 達 道 路 : 良 好 尚 可 待 修 4. 建 議 事 項 : 41

42 4.3 檢 查 要 領 一 檢 查 前 準 備 工 作 1. 行 程 安 排 a. 使 檢 查 工 作 對 水 庫 正 常 運 轉 之 影 響 最 小 b. 於 低 水 位 時 可 有 較 多 外 貌 被 檢 查 c. 於 高 水 位 期 檢 查 荷 重 狀 況 較 佳 d. 有 更 多 設 備 可 以 被 操 作 檢 查 e. 需 有 充 分 檢 查 時 間 2. 檢 查 項 目 清 單 a. 清 單 格 式 需 實 用, 應 標 註 過 去 發 生 之 缺 失 問 題 b. 清 單 需 有 空 白 處 便 於 註 記 描 述 或 附 圖 c. 檢 查 時 勿 受 清 單 項 目 限 制 而 疏 忽 現 場 實 際 問 題 3. 相 關 事 宜 安 排 a. 必 要 時 需 安 排 操 作 上 之 變 更 b. 安 排 所 需 之 通 路 車 船 工 具 c. 檢 查 人 員 之 安 排 與 編 組 d. 檢 查 人 員 之 住 宿 交 通 及 裝 潢 二 需 要 之 工 具 與 設 備 1. 抗 滑 鞋 : 利 於 在 陡 坡 或 溼 混 凝 土 上 行 走 2. 安 全 帽 及 手 套 3. 護 耳 套 : 用 於 防 閘 門 操 作 時 引 起 之 噪 音 4. 防 水 之 長 統 靴 5. 刀 子 : 用 以 刮 岩 面 或 混 凝 土 面, 或 當 做 量 裂 縫 開 度 之 探 測 器 6. 鏟 子 : 用 以 清 除 水 溝 或 結 構 物 上 之 覆 蓋 物, 以 便 檢 視 7. 繩 子 或 梯 子 : 用 於 不 易 接 近 之 處 8. 滑 板 或 爬 行 服 : 用 於 窄 小 水 路 中 拖 拉 檢 查 用 9. 手 電 筒 : 進 入 照 明 不 佳 處 使 用 10. 望 遠 鏡 : 可 以 從 遠 處 檢 查 無 法 接 近 之 地 方 11. 照 相 機 : 可 以 拍 下 問 題 面, 以 供 研 判 及 記 錄 12. 捲 尺 或 皮 尺 : 用 以 測 量 缺 失 位 置 及 尺 寸 13. 岩 石 錘 : 用 以 敲 擊 混 凝 土 或 岩 石, 以 擊 音 辨 其 材 質 42

43 14. 水 桶 及 碼 錶 : 用 以 測 量 滲 水 量 及 流 速 15. 水 樣 瓶 : 用 以 蒐 集 水 樣, 以 便 檢 查 滲 水 之 水 質 或 濁 度 16. 椿 及 旗 狀 標 示 物 : 用 於 標 示 排 水 口 或 不 穩 定 坡 位 置 17. 空 氣 品 質 偵 測 器 : 用 於 通 風 不 良 處 18. 超 音 波 測 厚 儀 : 用 於 測 鋼 板 厚 度 19. 探 測 器 : 用 於 測 量 裂 縫 距 表 面 下 某 深 度 之 開 度 20. 各 種 電 氣 測 試 設 備 ( 如 鉤 式 電 錶 絕 緣 電 阻 計 等 ) 及 工 具 21. 記 事 本 鉛 筆 及 油 性 色 筆 22. 專 用 之 檢 查 表 格 23. 通 訊 設 備 24. 小 船 及 相 關 之 安 全 設 備 三 應 注 意 事 項 1. 事 先 評 估 並 瞭 解 檢 查 對 象 及 其 環 境 可 能 潛 在 之 危 險 狀 況 並 有 所 防 備 2. 領 隊 須 瞭 解 每 一 個 檢 查 人 員 之 健 康 狀 況 3. 注 意 個 人 之 身 體 狀 況 是 否 適 合 檢 查 工 作 4. 有 落 水 之 危 險 性 者 一 定 穿 救 生 衣 及 綁 安 全 帶 5. 注 意 毒 蛇 6. 注 意 生 長 於 表 面 上 之 青 苔 7. 隨 時 隨 地 應 戴 安 全 帽 8. 需 使 閘 門 操 作 人 員 確 實 瞭 解 檢 查 期 間 相 關 閘 門 運 轉 之 限 制, 以 確 保 安 全 9. 需 與 現 場 操 作 人 員 共 同 瞭 解 所 有 機 電 設 備 之 警 示 鈕, 以 免 誤 觸 而 導 致 危 險 10. 除 水 庫 管 理 單 位 之 人 員 外, 不 要 自 己 去 操 作 任 何 設 備 11. 當 進 入 管 路 井 或 隱 蔽 地 方, 須 注 意 通 風 問 題 12. 進 入 通 氣 不 佳 之 管 路, 需 帶 儀 器 偵 側 是 否 有 含 毒 之 天 然 氣 或 易 燃 氣 體 13. 進 入 較 長 管 路 前, 需 將 檢 查 所 需 時 間 告 訴 同 仁, 以 便 未 準 時 回 來 時 有 人 救 援 14. 走 在 易 滑 之 地 面 或 爬 梯 均 須 特 別 注 意 安 全 問 題, 必 要 時 須 有 防 掉 落 設 備 15. 不 穿 寬 鬆 衣 服 以 免 在 馬 達 齒 輪 等 會 轉 動 之 設 備 旁 邊 被 絞 進 去 16. 進 入 如 壓 力 鋼 管 等 長 窄 陡 之 水 路 中 須 有 聯 絡 系 統, 且 於 入 口 處 要 有 人, 以 便 與 進 入 者 保 持 聯 絡 ; 進 入 者 身 上 須 繫 有 繩 子 或 其 他 安 全 裝 備 四 檢 查 工 作 一 般 要 領 1. 詳 細 複 核 有 關 之 基 本 資 料 2. 從 維 護 運 轉 人 員 處 了 解 較 新 狀 況 3. 發 覺 問 題 查 尋 原 因 至 滿 意 為 止 4. 確 認 每 一 缺 失 及 尋 找 各 缺 失 間 的 關 係 43

44 5. 檢 查 工 作 需 涵 蓋 全 面, 勿 匆 促 6. 對 過 去 資 料 中 註 明 有 缺 失 或 正 在 變 化 之 處 要 格 外 注 意 7. 詳 細 記 錄 檢 查 過 程 並 將 重 要 發 現 註 記 於 圖 上 8. 凡 不 了 解 之 問 題 均 需 請 教 專 家 不 得 敷 衍 了 事 9. 善 用 SMPL 要 領 S-Sketch: 描 繪 缺 失 註 明 其 特 徵 M-Measure: 量 測 缺 失 之 尺 寸 P-Photograph: 拍 照 L-Locate: 定 缺 失 之 位 置 10. 需 有 現 場 之 維 護 運 轉 人 員 陪 同 五 檢 查 報 告 檢 查 報 告 務 求 完 整 明 確 精 確 ; 其 主 要 內 容 含 : 1. 檢 查 人 員 之 單 位 姓 名 2. 檢 查 前 中 之 降 雨 資 料 等 氣 候 狀 況 3. 水 庫 運 轉 狀 況 含 水 庫 水 位 尾 水 位 放 水 量 等 4. 發 現 之 所 有 狀 況 5. 缺 失 之 位 置 及 描 述 6. 有 關 之 量 測 資 料 7. 威 脅 安 全 之 潛 在 因 素 8. 位 於 水 壩 上 下 游 任 何 有 變 化 之 狀 況 9. 與 現 場 運 轉 人 員 討 論 中 收 集 到 之 資 料 44

45 第 五 章 壩 體 及 附 屬 構 造 物 之 外 觀 檢 查 本 章 所 敘 述 之 壩 體 及 附 屬 構 造 物 外 觀 檢 查 內 容 含 混 凝 土 壩 堆 填 壩 水 工 構 造 物 基 座 邊 坡 及 水 工 機 械, 以 下 說 明 之 建 設 省,1982, 1993, 1994; 陳 利 明,1991, 1993; 邱 鴻 章 1991, 混 凝 土 壩 之 檢 查 一 混 凝 土 壩 問 題 點 一 般 常 見 混 凝 土 壩 之 問 題 點 有 龜 裂 材 料 劣 化 表 面 缺 失 變 位 滲 水 及 維 護 上 之 問 題 等 1. 龜 裂 a. 結 構 龜 裂 因 不 均 勻 荷 重 設 計 不 當 施 工 不 良 或 材 料 缺 失 等 引 起 超 大 應 力 所 致, 其 龜 裂 之 寬 度 較 寬, 因 受 力 及 潛 變 效 應 可 能 繼 續 增 寬, 此 種 裂 縫 較 為 嚴 重 b. 接 縫 龜 裂 由 於 構 造 物 異 常 移 動 體 積 變 化 或 化 學 反 應 等 致 沿 接 縫 發 生 龜 裂, 對 構 造 物 的 整 體 性 安 全 可 能 有 威 脅 c. 乾 縮 龜 裂 混 凝 土 剛 澆 置 後 因 乾 縮 產 生 張 應 力 (tension) 所 致, 龜 裂 細 而 淺, 對 構 造 物 整 體 性 安 全 沒 有 威 脅 d. 溫 度 龜 裂 施 工 期 間 之 水 化 熱 不 良 溫 度 控 制 急 遽 氣 溫 變 化, 使 混 凝 土 受 內 外 拘 束 交 互 作 用 影 響, 發 生 超 大 張 應 力 而 龜 裂, 其 龜 裂 方 向 一 般 與 結 構 體 之 長 向 呈 直 交, 深 度 較 收 縮 龜 裂 為 大 e. 花 紋 式 龜 裂 近 混 凝 土 表 面 之 內 部 因 受 凍 溶 的 交 互 作 用 或 其 他 異 常 化 學 反 應 之 影 響, 使 混 凝 土 之 體 積 發 生 收 縮 與 膨 脹 的 交 替 作 用 所 致, 嚴 重 者 會 逐 漸 離 縫 向 外 擴 大 範 圍, 影 響 混 凝 土 之 整 體 安 全 性 2. 材 料 劣 化 引 起 混 凝 土 裂 化 之 原 因 如 下 : a. 乾 縮 溫 度 應 力 受 凍 與 解 凍 等 b. 不 當 之 骨 材 或 材 料 配 比, 使 強 度 不 足 所 致 c. 化 學 物 侵 蝕 (1) 硫 化 物 侵 蝕 45

46 由 化 學 及 物 理 反 應 引 起 膨 脹 及 淡 顏 色 之 污 漬, 而 導 致 龜 裂 剝 落 鱗 狀 物 (2) 酸 性 侵 蝕 混 凝 土 水 化 作 用 後 所 產 生 之 氫 氧 化 鈣 將 材 料 中 水 溶 性 物 質 溶 出, 導 致 碳 酸 鈣 沉 積 龜 裂 剝 落 變 色 等 (3) 鹼 性 骨 材 反 應 由 水 泥 與 骨 材 起 化 學 反 應 形 成 膨 脹 及 龜 裂, 導 致 花 紋 式 龜 裂 碳 酸 鈣 沉 積 骨 材 周 圍 出 現 白 色 圈 於 開 裂 處 有 膠 狀 物 質 如 繼 續 惡 化 混 凝 土 會 膨 脹, 使 分 塊 或 昇 層 間 的 粘 著 力 降 低 強 度 損 失 閘 門 卡 住 等 d. 鐵 件 銹 蝕 鐵 件 銹 蝕 時 體 積 會 膨 脹 形 成 銹 漬 龜 裂 剝 落 e. 沖 蝕 由 含 有 砂 石 頭 或 其 它 垃 圾 之 高 速 流 引 起 f. 穴 蝕 當 高 速 流 流 經 低 壓 區 或 轉 向 時 會 產 生 氣 泡, 這 些 氣 泡 遇 高 壓 時 會 突 然 爆 裂 產 生 很 大 壓 力, 衝 擊 流 水 面 產 生 穴 蝕 g. 漿 砌 塊 石 劣 化 其 劣 化 之 型 態 可 分 成 水 泥 漿 劣 化 石 塊 鬆 動 溢 流 石 塊 移 出, 三 類 3. 表 面 缺 失 a. 蜂 窩 由 不 良 之 混 凝 土 拌 合 不 良 之 澆 置 導 致 骨 材 分 離 及 不 良 之 振 動 等 所 致 b. 層 化 澆 置 混 凝 土 時, 過 份 濕 或 過 份 振 動, 使 較 細 骨 材 往 上 浮 形 成 分 層, 導 致 強 度 不 均 弱 帶 及 升 層 面 失 去 粘 著 力 c. 爆 模 污 漬 衝 撞 損 壞 等 4. 位 移 a. 移 動 從 原 構 築 位 置 移 開 b. 錯 動 壩 體 相 鄰 分 塊 或 構 造 物 錯 開, 其 原 因 為 基 礎 或 壩 座 沈 陷 混 凝 土 內 部 起 化 學 反 應 壩 體 之 結 構 行 為 其 他 異 常 之 額 外 荷 重 等 5. 滲 水 為 產 生 滲 水 之 原 因 為 不 良 接 縫 止 水 封 破 損 輸 水 管 路 漏 水 混 凝 土 劣 化 灌 漿 不 良 基 礎 排 水 系 統 不 良 基 礎 節 理 或 泥 縫 等 滲 水 會 發 生 下 述 影 響 : a. 加 速 混 凝 土 之 劣 化 46

47 b. 使 混 凝 土 分 離 c. 減 弱 混 凝 土 強 度 d. 增 加 上 頂 水 壓 力, 引 起 壩 體 錯 動 或 不 穩 定 e. 溶 解 可 溶 性 礦 物, 使 基 礎 或 壩 座 不 穩 定 f. 浪 費 水 庫 存 水 6. 維 護 a. 不 良 之 排 水 排 水 系 統 堵 住 增 加 上 頂 力 b. 草 木 生 長 草 木 長 於 接 縫 處 易 損 害 止 水 封 或 混 凝 土 導 致 滲 水 c. 垃 圾 垃 圾 堵 住 進 水 口 時 會 影 響 放 水 之 正 常 功 能, 而 積 於 壩 上 游 面 時 因 受 波 浪 連 續 作 用, 易 使 混 凝 土 表 面 剝 落 引 起 劣 化 d. 接 縫 狀 況 壩 體 垂 直 收 縮 縫 內 之 止 水 封, 易 受 分 塊 之 錯 動 或 本 身 之 風 化 而 損 壞 導 致 滲 水 e. 維 修 履 歷 過 去 維 修 之 狀 況 及 品 質 是 否 良 好 f. 環 境 狀 況 尤 其 與 人 員 安 全 有 關 之 設 施 狀 況, 如 廊 道 內 之 照 明 通 風 階 梯 等, 這 些 設 施 如 不 良 將 影 響 檢 查 人 員 之 安 全 及 檢 查 工 作 二 檢 查 工 作 要 領 1. 壩 頂 先 從 檢 查 壩 頂 開 始, 因 視 線 較 好 對 整 個 壩 可 先 有 一 概 括 性 之 瞭 解 ; 檢 查 路 徑 有 二 種 ( 一 ) 沿 壩 頂 看 完 一 邊 再 橫 過 另 一 邊 看 回 來,( 二 ) 沿 壩 頂 上 下 游 側 交 叉 同 時 檢 視 檢 查 壩 頂 位 移 需 留 意 : a. 在 現 場 選 擇 一 些 可 供 參 考 之 標 的 物, 如 欄 杆 胸 牆 吊 車 之 軌 道 舖 面 之 線 條 及 接 縫 等 b. 沿 選 擇 之 參 考 線 以 不 同 角 度 利 用 望 遠 鏡 瞄 準 幾 次 c. 檢 查 對 象 為 拱 壩 時, 可 站 在 兩 岸 壩 座 較 高 處 檢 視, 小 心 檢 視 可 顯 示 分 塊 移 動 之 跡 象, 如 埋 在 接 縫 間 之 鐵 件 及 欄 杆 是 否 有 裂 縫 或 移 動 等 2. 壩 體 上 游 面 a. 檢 查 之 最 佳 時 機 在 蓄 水 位 最 低 時 b. 工 作 人 員 可 由 壩 頂 及 壩 座 檢 查, 有 工 作 船 時 可 由 水 面 靠 近 檢 查 c. 必 要 時 用 望 遠 鏡 在 最 靠 近 距 離, 檢 查 所 有 露 出 水 面 之 部 份 47

48 d. 如 有 發 現 缺 失, 則 設 法 從 不 同 角 度 再 檢 查, 並 盡 量 設 法 靠 近 e. 水 面 以 下 之 部 份, 必 要 時 須 由 專 業 之 潛 水 人 員 進 行 水 中 檢 查 3. 壩 體 下 游 面 a. 檢 查 之 最 佳 時 機 在 高 水 位 時 b. 工 作 人 員 可 由 壩 頂 壩 座 及 壩 趾 檢 查 c. 必 要 時 用 望 遠 鏡 仔 細 檢 查 全 面 d. 特 別 注 意 壩 趾 處 之 滲 水 變 位 及 裂 縫 e. 檢 查 對 像 為 扶 壁 壩 時, 特 別 小 心 檢 查 版 及 扶 壁 表 面 有 否 龜 裂 4. 壩 之 上 下 游 地 區 在 壩 之 上 下 游 地 區 於 狀 況 允 許 下, 儘 可 能 全 面 行 走 並 靠 近 檢 查, 注 意 有 否 滑 動 凹 陷 潮 溼 面 異 常 茂 盛 草 木 或 其 他 沿 壩 趾 基 礎 及 壩 座 之 滲 水 現 象 等 5. 壩 體 內 部 a. 須 走 遍 壩 體 內 所 有 之 廊 道 及 坑 道 b. 確 定 廊 道 內 之 照 明 及 通 風 均 正 常 c. 注 意 廊 道 內 之 水 溝 及 相 關 排 水 孔 ( 管 ), 是 否 乾 淨 且 無 堵 塞 現 象 d. 用 探 測 器 檢 查 排 水 孔 之 功 能 是 否 正 常, 並 與 過 去 之 排 水 量 比 較 e. 檢 查 混 凝 土 面 有 否 龜 裂 f. 混 凝 土 有 龜 裂 時 設 法 檢 查 有 否 連 續, 可 與 上 下 游 面 及 壩 頂 之 龜 裂 位 置 相 對 照 g. 檢 查 裝 有 壓 力 計 之 排 水 孔 是 否 堵 塞 h. 校 核 水 壓 讀 值, 並 與 過 去 值 比 較 i. 檢 查 鐵 件 或 欄 杆 有 否 脫 漆 銹 蝕 或 變 形 現 象 三 各 項 缺 失 檢 查 要 領 1. 龜 裂 a. 準 備 相 關 之 竣 工 圖, 用 於 註 記 發 現 之 龜 裂 位 置 與 範 圍 b. 如 發 現 較 主 要 之 新 龜 裂 時, 須 註 明 龜 裂 之 特 徵 包 括 位 置 型 態 方 向 長 度 寬 度 深 度 及 相 關 之 其 他 狀 況 或 缺 失, 注 意 發 生 在 內 部 與 外 表 龜 裂 之 關 連 性 c. 對 過 去 有 記 載 之 龜 裂, 須 量 測 其 特 徵 並 與 過 去 資 料 比 較, 確 定 有 否 變 化 d. 如 裂 縫 處 有 嚴 重 滲 水, 須 建 議 合 適 之 整 修 方 法 e. 龜 裂 程 度 之 判 定 參 閱 表 5.1 表

49 龜 裂 深 度 龜 裂 規 模 表 5.1 混 凝 土 龜 裂 程 度 之 判 定 發 生 於 表 面 深 度 達 構 造 物 厚 度 深 度 達 構 造 部 份 極 淺 者 中 心 或 達 鋼 筋 者 物 全 厚 度 者 1 Ⅰ Ⅰ Ⅲ 2 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 3 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 4 Ⅲ Ⅳ Ⅳ 註 : 龜 裂 規 模 參 閱 表 5.2 備 註 Ⅰ 級 : 微 小 Ⅱ 級 : 輕 度 Ⅲ 級 : 中 度 Ⅳ 級 : 重 度 表 5.2 混 凝 土 龜 裂 規 模 之 判 定 最 大 龜 裂 寬 (mm) 合 計 龜 裂 長 L(m) < ~2.0 >2.0 L<1m m<L<3m L>3m 或 達 工 作 物 全 長 表 5.3 混 凝 土 材 料 劣 化 程 度 之 判 定 劣 化 深 度 區 分 劣 化 面 積 比 (%) H1 H2 H3 H4 備 註 <10 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ 級 : 微 小 10~30 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅱ 級 : 輕 度 30~50 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅲ 級 : 中 度 >50 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅳ 級 : 重 度 註 :1. 劣 化 面 積 比 為 劣 化 面 積 與 檢 查 對 像 全 面 積 之 比 值 2. 劣 化 深 度 區 分 參 閱 表 5.4 劣 化 深 度 區 分 ( 最 大 深 度 ) 構 造 型 式 註 :1.D: 最 大 骨 材 粒 徑 表 5.4 混 凝 土 劣 化 深 度 區 分 一 般 工 作 物 無 筋 巨 積 混 凝 土 鋼 筋 混 凝 土 H1 <10mm <D/4 <t/4 H2 10 mm~30mm D/4~D/2 t/4~t/2 H3 30mm~60mm D/2~D t/2~t H4 >60 mm >D >t 或 鋼 筋 露 出 2.t: 混 凝 土 覆 蓋 鋼 筋 之 厚 度 49

50 2. 材 料 劣 化 a. 利 用 S.M.P.L 要 領 整 理 劣 化 資 料 b. 將 劣 化 處 註 於 圖 上 或 用 拍 照 錄 影 另 附 說 明, 並 與 過 去 之 資 料 比 較 c. 須 注 意 某 一 種 劣 化 是 否 可 能 影 響 其 他 問 題 d. 必 要 時 須 用 岩 石 錘 探 測 表 面 下 情 況 e. 劣 化 程 度 之 判 定 參 閱 表 5.3 表 表 面 缺 失 a. 利 用 S.M.P.L 要 領, 記 錄 表 面 缺 失 之 特 性 及 位 置 b. 註 明 該 缺 失 是 否 會 引 起 更 嚴 重 之 劣 化, 是 否 須 要 馬 上 修 補 4. 位 移 a. 特 別 注 意 過 去 已 發 生 位 移 之 處 b. 複 核 監 測 變 位 之 儀 器 資 料 c. 沿 壩 頂 檢 視 有 否 移 位 或 錯 動 d. 檢 視 接 縫 管 線 或 設 備 有 否 錯 動 之 跡 象 e. 注 意 有 否 裂 縫 f. 發 現 位 移 時 須 記 錄 其 位 置 範 圍 方 向 檢 查 日 期 溫 度 及 上 下 游 水 位 g. 可 將 位 移 變 化 情 形 繪 成 歷 時 曲 線, 以 便 研 判 係 因 季 節 性 反 應 或 潛 在 之 問 題 5. 滲 水 a. 量 測 滲 水 量 濁 度 變 化 趨 勢 及 滲 水 位 置, 並 與 以 前 資 料 比 較 b. 量 測 水 庫 水 位 及 雨 量 c. 量 滲 水 之 方 法 可 用 水 桶 碼 錶 或 量 水 堰 d. 檢 視 並 記 錄 被 封 堵 之 排 水 孔 或 排 水 設 施, 並 建 議 是 否 要 清 理 或 重 鑽 6. 不 良 之 排 水 a. 檢 查 排 水 孔 有 否 被 沈 積 物 堵 塞 b. 用 探 測 器 偵 測 有 否 堵 塞 c. 複 核 排 水 量 記 錄 有 否 變 化 d. 沿 廊 道 一 路 檢 查 排 水 溝 之 狀 況, 堵 塞 處 應 即 清 除 e. 檢 查 壓 力 計 7. 不 需 要 之 草 木 發 現 不 需 要 之 草 木 應 即 記 錄 其 位 置, 並 儘 速 清 除 50

51 8. 垃 圾 壩 體 附 近 若 有 垃 圾 記 錄 其 分 佈 情 形 並 清 除, 壩 面 因 垃 圾 衝 擊 形 成 之 損 害 應 詳 細 記 錄 9. 接 縫 狀 況 複 核 接 縫 填 料 之 狀 況, 並 記 錄 任 何 之 損 壞 狀 況 10. 複 核 鐵 件 或 欄 杆 之 脫 漆 銹 蝕 與 變 形 11. 維 修 履 歷 檢 查 各 種 過 去 之 維 修 狀 況, 並 評 估 是 否 能 滿 足 功 能 上 之 需 要, 如 過 去 維 修 之 狀 況 顯 示 更 嚴 重 之 問 題, 須 建 議 較 佳 之 改 善 措 施 12. 環 境 狀 況 記 錄 並 評 估 所 有 不 安 全 之 環 境 狀 況, 檢 查 前 須 確 定 所 有 廊 道 內 之 照 明 及 通 風 均 良 好 5.2 堆 填 壩 之 檢 查 堆 填 壩 一 般 區 分 成 均 質 型 分 區 型 隔 膜 型 三 類, 本 節 乃 以 分 區 型 堆 填 壩 為 對 像 一 堆 填 壩 之 問 題 點 一 般 常 見 堆 填 壩 之 問 題 點 有 溢 流 變 位 滲 水 材 料 等 1. 溢 流 溢 流 之 發 生 起 因 於 洪 水 風 浪 地 震 地 滑 等, 其 中 主 要 者 為 溢 洪 道 排 洪 能 力 不 足 設 計 洪 水 量 之 評 估 過 小 壩 之 出 水 高 不 足 營 運 管 理 不 善 等 2. 變 位 堆 填 壩 之 壩 體 或 基 礎 發 生 不 等 沉 陷 會 產 生 裂 縫 而 成 為 滲 水 路, 為 危 及 堆 填 壩 安 全 之 主 要 問 題 裂 縫 之 型 態 及 原 因 如 下 : a. 貫 穿 壩 體 之 裂 縫 此 種 裂 縫 最 危 險 因 其 將 直 接 成 為 滲 水 路 徑, 凡 壩 基 地 盤 為 可 壓 縮 性, 而 左 右 壩 座 坡 度 陡 且 為 堅 實 岩 盤 者, 如 圖 5.1 所 示 般 於 壩 體 容 易 發 生 此 型 態 裂 縫, 發 生 之 裂 縫 往 往 在 壩 座 附 近 b. 地 形 拱 作 用 之 裂 縫 兩 岸 岩 盤 山 谷 狹 窄, 壩 頂 因 受 到 拱 作 用 而 不 易 沉 陷, 則 橫 向 之 裂 縫 即 在 拱 部 下 51

52 層 形 成, 多 發 生 於 水 庫 初 次 蓄 水 期 ( 見 圖 5.2) c. 心 層 拱 作 用 之 裂 縫 於 具 狹 小 豎 立 中 央 心 層 之 分 區 型 堆 填 壩, 因 施 工 期 間 受 到 上 方 之 填 土 壓 力, 唯 該 壓 力 受 上 下 游 殼 層 拱 壓 力 之 阻 礙 無 法 傳 遞 至 下 層, 則 如 圖 5.3 所 示 般 易 於 心 層 拱 部 下 層 形 成 橫 向 裂 縫 d. 構 造 物 接 觸 部 之 局 部 裂 縫 堆 填 霸 壩 體 內 如 存 在 混 凝 土 結 構 物, 則 高 應 力 會 集 中 於 混 凝 土 結 構 物 頂 部 附 近, 致 其 它 區 域 發 生 應 力 鬆 弛 而 導 致 裂 縫 ( 見 圖 5.4) e. 心 層 與 殼 層 接 觸 面 之 裂 縫 在 施 工 時 殼 層 材 料 分 離, 使 心 層 與 殼 層 接 觸 面 產 生 空 隙 或 蜂 窩 f. 心 層 與 岩 盤 接 觸 面 之 裂 縫 若 基 礎 岩 盤 內 之 節 理 處 理 不 當 或 接 觸 部 之 應 力 傳 達 不 良, 於 心 層 與 岩 盤 接 觸 面 部 份 有 滲 流 集 中 之 可 能 g. 壩 基 岩 盤 裂 縫 若 基 礎 岩 盤 內 之 破 碎 帶 處 理 不 完 全, 壩 址 下 游 坡 面 可 能 發 生 管 湧 及 孔 隙 水 壓 昇 高 情 形 ; 因 壩 址 地 質 比 填 方 材 料 複 雜 不 易 掌 握, 其 引 起 的 滲 水 事 宜 往 往 比 壩 體 內 者 普 遍 h. 近 壩 頂 斜 坡 之 裂 縫 分 區 型 堆 填 壩 因 心 層 下 基 礎 的 壓 縮 性 較 上 下 游 殼 層 者 為 小, 則 如 圖 5.5 所 示 般, 易 在 壩 頂 斜 坡 上 形 成 縱 向 裂 縫 縱 向 裂 縫 之 潛 在 危 險 性 為 該 裂 縫 會 與 未 察 覺 之 橫 向 裂 縫 發 生 相 連 i. 心 層 頂 部 之 裂 縫 於 具 中 央 心 層 之 堆 填 壩, 因 堆 石 的 沉 陷 進 行 較 快, 則 心 層 頂 部 易 發 生 縱 向 裂 縫 ( 見 圖 5.6) j. 因 混 凝 土 構 造 物 與 壩 體 之 相 對 移 動 而 產 生 之 裂 縫 3. 滲 水 堆 填 壩 之 滲 水 乃 起 因 於 壩 體 與 基 礎 之 裂 縫, 壩 基 水 溶 性 物 質 溶 出 動 物 鑽 洞 腐 爛 枝 幹 等 ; 對 於 滲 水 若 不 早 期 發 現 適 時 控 制, 會 於 壩 體 內 產 生 超 額 孔 隙 水 壓, 使 土 壤 軟 化, 致 危 及 壩 之 整 體 安 全 滲 水 位 置 多 集 中 於 基 座 或 施 工 品 質 管 理 不 良 處, 滲 水 與 氣 溫 水 溫 水 位 變 動 降 雨 量 等 有 關, 除 需 注 意 滲 水 量 水 壓 水 顏 色 等 外, 尚 需 觀 察 其 與 蓄 水 位 降 雨 量 之 相 關 性 4. 材 料 近 壩 體 表 面 之 岩 石 材 料, 易 因 溫 度 或 含 水 量 的 反 覆 變 化 而 被 風 化 致 影 響 其 物 理 力 學 性 質, 需 檢 查 岩 石 材 料 之 顏 色 變 化 與 風 化 程 度 並 究 其 原 因 52

53 裂 縫 沈 陷 裂 縫 平 面 縱 斷 面 圖 5.1 貫 穿 壩 體 之 裂 縫 ( 重 繪 自 : 邱 鴻 章, 1991) 沈 陷 裂 縫 裂 縫 突 出 岩 石 壩 座 平 面 縱 斷 面 圖 5.2 地 型 拱 作 用 之 裂 縫 ( 重 繪 自 : 邱 鴻 章, 1991) 心 牆 不 易 壓 實 外 殼 沈 陷 裂 縫 岩 盤 線 圖 5.3 心 層 拱 作 用 之 裂 縫 ( 重 繪 自 : 邱 鴻 章, 1991) 53

54 高 壓 應 力 裂 縫 混 凝 土 截 水 牆 沖 積 層 圖 5.4 構 造 物 接 觸 部 之 局 部 裂 縫 ( 重 繪 自 : 邱 鴻 章, 1991) 縱 向 裂 縫 滾 壓 填 土 沈 陷 壓 縮 性 沖 積 層 岩 盤 線 圖 5.5 近 壩 頂 斜 坡 之 裂 縫 ( 重 繪 自 : 邱 鴻 章, 1991) 滾 壓 心 牆 沈 陷 縱 向 裂 縫 堆 石 岩 盤 線 圖 5.6 心 層 頂 部 之 裂 縫 ( 重 繪 自 : 邱 鴻 章, 1991) 54

55 二 檢 查 工 作 要 領 1. 變 形 a. 除 定 期 檢 查 外, 於 洪 水 或 地 震 後 亦 需 做 檢 查, 以 照 相 或 繪 圖 記 錄 變 形 之 場 所 及 狀 態 b. 壩 體 上 游 面 檢 查 的 最 佳 時 機 為 在 蓄 水 位 最 低 時 c. 壩 體 下 游 面 檢 查 的 最 佳 時 機 為 在 高 水 位 時 d. 在 現 場 選 擇 一 些 可 供 參 考 之 標 的 物, 如 欄 杆 胸 牆 舖 面 之 線 條 及 接 縫 等 e. 沿 選 擇 之 參 考 線 以 不 同 角 度 利 用 望 遠 鏡 瞄 準 幾 次 f. 視 察 坡 面 堤 頂 廊 道 欄 竿 等 直 線 構 造 物 處, 有 無 凹 凸 移 動 沉 陷 扭 曲 等 現 象, 必 要 時 需 使 用 水 準 儀 g. 檢 查 堤 頂 道 路 是 否 有 裂 縫, 記 錄 其 狀 態 h. 檢 查 有 無 坡 面 滑 動 坡 面 侵 蝕 i. 檢 查 基 座 有 無 裂 縫 滑 動 情 形 j. 所 有 變 形 狀 態 需 與 過 去 者 比 較, 並 究 其 原 因 2. 滲 水 a. 對 滲 水 定 期 檢 查, 以 照 相 繪 圖 方 式 長 期 記 錄 滲 水 之 場 所 水 量 狀 態 b. 對 水 量 多 且 需 長 期 觀 測 之 場 所 設 量 水 堰, 若 只 少 量 滲 水 則 以 容 器 收 集 量 測 c. 對 於 受 壓 滲 水, 需 設 集 水 池, 並 監 視 其 變 化 d. 量 測 水 溫 e. 檢 查 水 顏 色 與 渾 濁 之 變 化 情 形, 並 以 相 片 記 錄 之 f. 為 了 解 滲 水 路 徑 及 原 因, 可 使 用 色 素 或 染 料, 此 方 法 簡 單 且 效 果 良 好 g. 特 別 注 意 集 中 滲 水 h. 如 多 處 滲 水, 需 分 開 匯 集 量 測 i. 將 量 測 值 圖 形 化, 並 觀 察 其 變 化 狀 況 相 互 關 連 性 與 原 因 3. 材 料 a. 除 定 期 檢 查 外, 於 洪 水 或 地 震 後 亦 需 做 檢 查, 以 照 相 或 繪 圖 記 錄 變 形 之 場 所 及 狀 態 b. 以 岩 石 鎚 輕 打 岩 石 表 面, 檢 查 其 破 碎 程 度 c. 對 於 岩 石 表 面 之 龜 裂, 需 記 錄 其 長 寬 深, 並 追 蹤 檢 查 d. 岩 石 檢 查 對 像 之 選 定, 以 代 表 點 或 測 點 處 效 果 較 好 e. 所 有 記 錄 需 與 之 前 者 做 比 較 4. 其 它 a. 發 現 不 需 要 之 草 木, 應 即 記 錄 其 位 置 並 儘 速 清 除 b. 壩 體 附 近 若 有 垃 圾, 應 記 錄 其 分 佈 情 形 並 清 除 ; 壩 面 因 垃 圾 衝 擊 形 成 之 損 害 55

56 應 詳 細 記 錄 5.3 水 工 構 造 物 之 檢 查 水 庫 之 水 工 構 造 物 一 般 指 溢 洪 道 閘 墩 橋 排 洪 隧 道 沖 刷 道 河 道 放 水 口 發 電 進 水 口 輸 水 路 尾 水 渠 壓 力 鋼 管 閘 門 操 作 室 與 維 修 室 消 能 設 施 及 其 它 水 工 設 施 等 一 水 工 構 造 物 之 問 題 點 1. 材 料 問 題 a. 混 凝 土 龜 裂 表 面 缺 失 劣 化 因 止 水 封 破 損 而 引 起 之 接 縫 滲 水 b. 鐵 件 銹 蝕 疲 勞 龜 裂 變 形 斷 裂 2. 堵 塞 因 水 面 上 或 水 中 植 物 垃 圾 邊 坡 崩 塌 人 造 結 構 物 ( 圍 籬 船 閘 閘 板 ) 等 之 堵 塞 3. 變 位 造 成 變 位 之 原 因 為 基 礎 或 回 填 料 流 失 膨 脹 泥 頁 岩 排 水 不 佳 引 起 之 超 額 孔 隙 水 壓 過 量 之 土 壓 基 礎 抗 剪 力 變 弱 所 引 起 之 滑 動 基 礎 沉 陷 不 良 施 工 或 地 震 等 會 有 下 述 影 響 : a. 引 起 侵 蝕 致 影 響 結 構 安 全 b. 變 位 後 之 裂 縫 使 水 灌 入 壩 體 或 基 礎 內, 引 起 壩 體 材 料 及 基 礎 淘 刷 流 失, 增 加 上 頂 壓 力 c. 變 位 引 起 之 擠 壓, 導 致 混 凝 土 剝 落 鐵 件 變 形 或 水 封 撕 裂 等 4. 基 礎 及 回 填 問 題 滲 水 侵 蝕 沉 陷 基 礎 缺 陷 膨 脹 性 泥 頁 岩 基 礎 等 處 發 生 之 問 題 5. 滲 水 因 移 位 致 鐵 件 變 形 或 水 封 撕 裂 而 引 起 滲 水 6. 不 良 之 排 水 a. 不 良 排 水 使 基 礎 被 飽 和 致 抗 剪 強 度 降 低 b. 不 良 排 水 增 加 上 頂 壓 力 56

57 c. 不 良 排 水 增 加 水 壓 力 使 結 構 物 變 形 破 壞 7. 不 當 之 施 工 方 法 與 佈 置 a. 無 適 當 襯 砌 b. 接 縫 處 無 適 當 止 水 封 c. 不 良 之 品 質 控 制 d. 不 良 之 佈 置, 引 起 水 流 分 離 沖 蝕 及 上 揚 力 e. 不 適 當 之 閘 門 型 態 f. 基 礎 弱 面 未 妥 善 處 理 g. 鐵 件 接 縫 之 焊 接 不 良 引 起 高 壓 水 射 出 而 沖 蝕 附 近 之 壩 體 土 材 二 檢 查 工 作 要 領 1. 混 凝 土 a. 檢 查 表 面 有 否 龜 裂 剝 落 沖 蝕 淘 刷 或 損 壞, 並 註 記 其 位 置 及 特 徵 於 圖 上 b. 於 高 速 流 處, 檢 查 有 否 穴 蝕 現 象, 引 起 穴 蝕 之 導 因 如 表 面 凸 起 坍 陷 坑 洞 碳 酸 鈣 沉 積 及 不 良 之 施 工 面, 並 詳 細 記 錄 c. 檢 查 進 口 附 近 有 否 被 浮 木 撞 損 d. 檢 查 有 否 裸 露 之 鋼 筋 e. 檢 查 有 否 異 常 之 變 位 f. 檢 查 有 否 不 利 之 滲 水 及 其 位 置 2. 鋼 件 與 鋼 襯 a. 檢 查 有 否 銹 蝕 磨 損 b. 檢 查 有 否 破 壞 疲 勞 彎 曲 變 形 及 鬆 脫 等 現 象 c. 焊 接 處 有 否 脫 焊 現 象 d. 檢 查 有 否 脫 漆 現 象 3. 接 縫 a. 檢 查 有 否 移 動 b. 止 水 封 有 否 損 壞 或 脫 落 c. 接 縫 填 料 有 否 硬 化 或 脫 落 d. 檢 查 接 縫 有 否 滲 水 e. 檢 查 有 否 細 土 料 從 接 縫 處 流 失 4. 堵 塞 a. 檢 查 垃 圾 及 其 他 雜 物 堵 塞 之 情 形 並 評 估 影 響, 記 錄 堵 塞 之 位 置 及 範 圍 b. 檢 查 位 於 閘 門 下 游 面 之 通 氣 孔 有 否 被 堵 塞 57

58 c. 檢 查 淤 砂 對 水 路 之 影 響 情 形 5. 水 理 狀 況 檢 查 進 口 及 出 口 之 流 水 狀 況, 各 水 工 構 造 物 洩 放 之 水 舌 是 否 會 沖 擊 岸 壁, 記 錄 其 沖 擊 位 置 及 範 圍 6. 基 礎 及 回 填 a. 位 於 堆 填 壩 之 出 水 渠 道, 檢 查 其 附 近 壩 體 有 否 遭 溢 流 之 流 水 淘 刷 現 象 b. 檢 查 有 否 沈 陷 淘 空 c. 檢 查 基 礎 之 排 水 狀 況, 汲 水 管 有 否 堵 塞 或 不 良 滲 水 d. 檢 查 回 填 料 有 否 沉 陷 及 龜 裂, 並 標 註 其 大 小 及 位 置 7. 結 構 佈 置 檢 查 各 水 工 構 造 物 之 佈 置 是 否 有 不 合 理 之 現 象 5.4 基 座 及 邊 坡 之 檢 查 基 座 係 指 壩 座 (abutment) 與 壩 基 礎 (foundation) 兩 部 份, 其 中 壩 座 指 位 於 河 谷 兩 岸 之 壩 底 下 方 及 其 上 下 游 附 近 適 當 範 圍 之 部 份, 而 壩 基 則 指 位 於 河 床 部 份 之 基 礎 另 邊 坡 指 水 庫 四 周 之 邊 坡 包 括 水 面 上 下 兩 部 份 及 壩 體 下 游 兩 岸 邊 坡 等 基 座 之 地 形 與 地 質 條 件 為 確 保 水 庫 安 全 之 重 要 因 素, 基 座 如 有 缺 失 或 水 庫 周 邊 有 潛 在 之 大 型 崩 坍 均 可 能 導 致 潰 壩 之 嚴 重 後 果, 因 此 基 座 及 邊 坡 之 現 地 檢 查 為 安 全 評 估 之 重 要 工 作 之 一 一 壩 座 及 邊 坡 之 問 題 點 1. 壩 座 a. 滲 水 滑 動 沈 陷 岩 質 劣 化 侵 蝕 洞 穴 等 b. 草 木 生 長 不 良 之 整 坡 及 排 水 鋼 鍵 噴 凝 土 等 保 護 措 施 劣 化 等 2. 邊 坡 滑 動 或 崩 坍 滲 水 侵 蝕 沉 陷 過 量 淤 積 等 二 檢 查 工 作 要 領 1. 檢 查 滲 水 a. 檢 查 滲 水 狀 況 及 其 影 響 (1) 記 錄 檢 查 時 之 水 庫 水 位 滲 水 量, 並 與 過 去 同 水 位 之 滲 水 量 相 比 較 58

59 (2) 拍 照 並 標 註 滲 水 位 置 (3) 追 蹤 此 滲 水 之 來 源 (4) 研 判 此 滲 水 是 否 會 造 成 下 游 側 之 侵 蝕 及 飽 和 土 壤 b. 檢 查 滲 水 之 濁 度 (1) 用 玻 璃 杯 收 集 水 樣, 並 註 明 日 期 放 在 安 全 地 方 (2) 隔 適 當 時 日 重 複 第 一 步 驟, 直 到 收 集 數 杯 水 樣 為 止 (3) 每 收 集 一 次 水 樣, 則 將 所 有 杯 子 搖 一 搖 比 較 其 濁 度 及 杯 底 沈 澱 量 (4) 如 水 很 清 但 懷 疑 可 能 有 溶 解 物, 可 作 水 質 試 驗 以 確 定 溶 解 之 物 質 (5) 拍 照 並 記 錄 有 濁 滲 水 之 位 置 (6) 如 果 發 現 濁 度 有 增 加 趨 勢, 須 立 即 反 應 與 處 理 改 善 c. 檢 查 表 面 滲 水 處 之 污 漬 及 沈 積 物 (1) 拍 照 並 記 錄 污 漬 位 置 及 沈 積 之 型 態 (2) 從 滲 流 處 及 水 庫 中 分 別 取 水 樣 作 水 質 試 驗, 以 瞭 解 水 質 有 否 變 化 d. 檢 查 積 水 處 之 狀 況 (1) 拍 照 並 記 錄 異 常 積 水 之 位 置 (2) 探 討 積 水 之 可 能 原 因, 如 雨 量 洪 水 或 其 他 e. 檢 查 異 常 茂 盛 之 草 木 生 長 區 (1) 拍 照 並 記 錄 草 木 生 長 區 之 位 置 (2) 將 草 木 生 長 處 清 理 乾 淨, 以 利 檢 查 與 研 判 (3) 探 討 該 區 水 之 來 源 並 量 測 其 量 與 濁 度 2. 檢 查 龜 裂 滑 動 及 沈 陷 等 異 常 情 況 a. 檢 查 異 常 龜 裂 (1) 拍 照 並 記 錄 破 裂 之 位 置 長 度 寬 度 型 態 及 方 向 (2) 觀 察 龜 裂 與 前 次 之 檢 查 有 否 變 化 b. 檢 查 滑 動 (1) 由 坡 面 之 跡 象 確 定 滑 動 位 置, 如 樹 木 之 傾 斜 坡 面 龜 裂 坡 面 異 常 之 鼓 起 坡 面 出 現 異 常 之 陡 坡 有 異 常 之 潮 濕 及 鬆 軟 區 等 (2) 探 討 引 起 滑 動 之 可 能 原 因 (3) 拍 照 並 記 錄 滑 動 之 位 置 範 圍 及 其 滑 動 區 (4) 檢 查 岩 釘 預 力 鋼 鍵 或 擋 土 牆 等 有 否 鬆 動 或 移 位 (5) 評 估 該 滑 動 之 影 響 程 度 59

60 c. 檢 查 坡 面 異 常 鼓 起 現 象 (1) 拍 照 並 標 註 鼓 起 之 位 置 (2) 在 鼓 起 處 之 上 方 坡 面 檢 查 有 否 龜 裂 或 陡 坡 (3) 檢 查 鼓 起 部 份 之 材 料 是 否 過 份 潮 濕 或 鬆 軟 (4) 探 討 鼓 起 之 原 因 d. 檢 查 沈 陷 (1) 拍 照 並 記 錄 沈 陷 之 位 置 小 大 及 深 度 (2) 探 討 沈 陷 之 原 因, 如 有 機 物 腐 化 基 礎 壓 密 侵 蝕 管 湧 等 (3) 比 較 此 沈 陷 有 否 擴 大 趨 勢 3. 檢 查 侵 蝕 a. 檢 查 有 否 足 夠 之 地 表 排 水 設 施, 得 以 防 止 沖 刷 基 礎 及 壩 座 材 料 b. 檢 查 堆 填 壩 下 游 面 趾 部 表 面 有 否 受 逕 流 侵 蝕 之 跡 象 c. 拍 照 並 標 註 侵 蝕 之 位 置 範 圍 4. 檢 查 垃 圾 拍 照 並 標 註 垃 圾 位 置 種 類 5. 檢 查 動 物 之 洞 穴 拍 照 並 記 錄 洞 穴 位 置, 研 究 消 滅 或 驅 除 這 些 動 物 之 措 施 6. 檢 查 不 適 當 之 草 木 生 長 a. 檢 查 在 基 座 處, 有 否 過 份 茂 盛 及 深 根 之 草 木 b. 檢 查 在 堆 填 壩 下 游 坡 面 或 趾 部, 有 否 沿 殘 枝 或 腐 爛 根 周 圍 之 滲 漏 c. 拍 照 並 記 錄 不 適 合 草 木 之 位 置 小 大 及 範 圍 7. 檢 查 淤 積 a. 拍 照 及 記 錄 淤 積 之 位 置 及 範 圍 b. 找 出 淤 積 來 源 c. 如 淤 積 來 源 係 由 內 部 侵 蝕 引 起, 則 需 進 一 步 探 討 其 嚴 重 性 8. 檢 查 不 良 之 邊 坡 及 排 水 拍 照 及 記 錄 所 發 現 之 問 題 60

61 5.5 水 工 機 械 之 檢 查 水 工 機 械 一 般 係 指 攔 污 柵 控 制 閘 門 放 水 閥 擋 水 閘 板 及 其 附 屬 設 備 如 吊 機 (hoist) 操 作 設 備 電 氣 設 備 開 關 箱 電 源 系 統 及 緊 急 供 電 系 統 ( 發 電 機 設 備 ) 等 水 工 機 械 之 現 地 檢 查 分 為 目 視 檢 查 運 轉 功 能 檢 查 非 破 壞 性 檢 查 三 種 茲 說 明 其 檢 查 工 作 要 領 如 下 : 1. 目 視 檢 查 a. 攔 污 柵 門 扉 及 門 框 或 放 水 閥 及 閥 座 之 檢 查 (1) 結 構 鋼 及 其 他 鋼 件 之 銹 蝕 及 油 漆 剝 落 程 度 (2) 是 否 有 變 形 或 損 壞 之 情 形 (3) 螺 栓 有 無 鬆 脫 或 變 形 現 象 (4) 焊 接 部 份 是 否 有 孔 蝕 或 偏 移 現 象 (5) 水 封 之 磨 損 情 形 及 是 否 有 老 化 變 形 或 滲 水 現 象 (6) 是 否 有 積 水 或 污 物 及 生 物 等 附 著 現 象 b. 主 輪 導 輪 及 彈 簧 輪 之 磨 損 潤 滑 及 轉 動 情 形 之 檢 查 c. 閘 門 之 檢 查 (1) 檢 查 閘 門 啟 閉 時 有 無 振 動 或 卡 住 現 象 (2) 檢 查 閘 門 以 及 導 輪 與 導 架 主 輪 與 輪 軌 接 觸 磨 擦 情 形 (3) 檢 查 弧 型 閘 門 之 樞 軸 是 否 有 扭 曲 或 變 形 之 現 象 及 其 潤 滑 及 轉 動 情 形 d. 吊 桿 及 吊 桿 支 架 之 檢 查 檢 查 是 否 有 銹 蝕 損 壞 移 位 彎 曲 脫 落 之 情 形 e. 通 氣 管 之 檢 查 檢 查 是 否 有 堵 塞 尺 寸 不 適 當 之 處 f. 開 關 箱 操 作 箱 體 及 內 部 電 氣 裝 置 或 元 件 等 電 氣 設 備 之 檢 查 g. 電 源 系 統 及 配 電 ( 控 制 ) 管 線 之 檢 查 h. 吊 門 機 之 潤 滑 系 統 驅 動 系 統 操 作 系 統 及 控 制 系 統 之 檢 查 i. 評 估 操 作 系 統 之 安 全 管 制 計 畫 (1) 安 全 管 制 計 畫 之 適 宜 性 及 執 行 狀 況 (2) 如 果 沒 有 安 全 管 制 計 畫 須 了 解 其 對 安 全 措 施 如 何 執 行 及 其 適 宜 性 61

62 j. 鋼 管 路 之 檢 查 (1) 鋼 板 銹 蝕 及 油 漆 剝 落 情 形 (2) 鋼 管 及 其 附 屬 結 構 有 無 變 形 或 鬆 脫 現 象 (3) 銲 接 部 份 有 無 孔 蝕 偏 移 現 象 (4) 鋼 管 接 頭 有 無 滲 水 情 形 (5) 鋼 板 之 沖 刷 磨 損 程 度 (6) 磨 損 較 嚴 重 處, 須 用 非 破 壞 性 檢 查 其 厚 度 2. 運 轉 功 能 檢 查 a. 各 閘 門 或 放 水 閥 均 須 在 最 大 設 計 水 頭 或 流 量 下 進 行 全 程 試 運 轉, 即 自 關 閉 位 置 全 開 全 閉 b. 緊 急 閘 門 之 試 運 轉 須 在 不 平 衡 水 頭 情 況 下 進 行 c. 若 試 運 轉 所 需 之 最 大 水 頭 或 流 量 不 易 達 到, 或 閘 門 無 法 進 行 全 程 運 轉 時, 則 可 視 實 際 狀 況 變 更 試 運 轉 之 條 件 及 操 作 開 度 d. 進 行 操 作 緊 急 閘 門 試 運 轉 時, 須 先 檢 查 其 通 氣 管 功 能 是 否 正 常 e. 試 運 轉 時, 須 分 別 用 正 常 電 源 及 緊 急 電 源 操 作 全 程, 以 檢 查 其 供 電 之 正 常 性 f. 試 運 轉 期 間, 須 全 程 觀 察 並 記 錄 各 種 運 轉 狀 態 下 電 動 機 之 電 壓 電 流 及 時 間 變 化 情 形, 並 與 原 設 計 值 比 較 校 核 有 否 不 良 之 摩 擦 阻 力 發 生, 同 時 須 以 碼 錶 記 錄 其 啟 閉 時 間, 以 測 其 運 轉 速 度 g. 在 試 運 轉 之 全 程 中, 利 用 極 限 開 關 來 中 斷 電 源, 以 檢 試 極 限 開 關 之 運 轉 功 能 h. 試 運 轉 之 操 作 須 由 經 授 權 之 現 場 操 作 人 員 執 行, 唯 在 測 試 之 前 應 與 操 作 人 員 充 分 溝 通 所 有 之 操 作 程 序 及 緊 急 處 置 之 步 驟, 以 求 測 試 之 安 全 3. 非 破 壞 性 檢 查 a. 鋼 板 厚 度 測 定 於 磨 損 或 銹 蝕 較 為 嚴 重 處, 利 用 超 音 波 測 厚 儀 檢 測 鋼 板 厚 度, 以 了 解 其 厚 度 變 化 b. 探 傷 檢 查 對 焊 接 腐 蝕 較 為 嚴 重 處, 利 用 放 射 線 照 射 儀 超 音 波 檢 測 儀 染 色 或 磁 粉 等 方 法 進 行 探 傷 試 驗, 以 檢 查 是 否 有 因 疲 勞 負 荷 或 應 力 集 中 等 因 素, 造 成 焊 道 產 生 裂 縫 之 現 象 定 期 之 監 測 現 地 檢 查 及 安 全 評 估 工 作, 為 確 保 水 庫 正 常 運 轉 及 安 全 之 重 要 工 作 有 經 驗 之 水 庫 安 全 檢 查 人 員 之 頭 腦 與 眼 睛 為 一 部 最 可 靠 且 最 有 效 之 監 測 儀 器, 他 能 偵 測 大 部 份 異 常 及 危 險 之 問 題 因 此 無 論 再 精 密 及 複 雜 之 機 器, 仍 不 能 取 代 平 時 水 庫 安 全 檢 查 人 員 小 心 及 經 常 之 目 視 檢 查 與 研 判 62

63 第 六 章 監 測 導 論 一 流 域 開 發 水 庫 的 經 濟 效 益 含 灌 溉 給 水 發 電 防 洪 航 運 休 閒 等, 而 水 壩 則 要 居 流 域 開 發 計 畫 的 主 要 構 造 物, 若 壩 體 潰 決, 其 所 造 成 之 社 會 災 害 是 難 以 估 計 的, 因 此 如 何 確 保 壩 體 的 結 構 安 全 是 非 常 重 要 的 吾 人 可 藉 由 收 集 資 料 來 評 估 壩 體 之 正 常 營 運 功 能 及 其 安 全 性, 以 降 低 影 響 水 庫 機 能 的 潛 在 危 機, 並 保 證 壩 體 於 施 工 期 初 次 蓄 水 期 及 長 期 營 運 各 階 段 的 安 全 性 壩 體 之 安 全 管 理 即 是 藉 由 定 期 檢 視 與 監 測 水 壩 在 施 工 及 營 運 期 間 之 行 為, 俾 提 供 資 料 以 隨 時 追 蹤 構 造 物 之 情 況, 及 早 發 現 缺 失 或 異 常 之 問 題, 加 以 改 善 補 救 之, 使 事 故 風 險 降 至 最 低 或 避 免 之 於 本 章 將 概 括 性 的 說 明 監 測 相 關 事 項, 含 監 測 的 需 要 性 量 測 儀 器 基 本 原 理 量 測 儀 器 之 選 擇 量 測 資 料 收 錄 與 監 測 系 統 管 理 等 翁 作 新, 1985; 李 建 中 魏 大 寧, 1986; 胡 海 潮, 1986;Charles, L. B., Bruce, C. M. and Dan L. G., 1987; 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ-, 1990; 共 合 電 業, 1993; 宇 尾 文 雄, 1994; 孫 訓 方 等, 監 測 的 需 要 性 對 水 庫 施 行 安 全 管 理 所 需 量 測 之 物 理 量 一 般 含 壩 體 的 變 位 ( 表 面 變 位 內 部 變 位 ) 壓 力 ( 孔 隙 水 壓 土 壓 ) 滲 水 水 位 地 震 等, 量 測 此 等 物 理 量 可 滿 足 施 工 管 理 診 察 預 測 法 規 及 研 究 之 需 要 1. 施 工 管 理 需 要 由 變 位 及 壓 力 項 來 管 理 施 工 進 度 及 施 工 品 質 2. 診 察 需 要 a. 驗 證 設 計 設 計 工 程 師 一 般 無 法 絕 對 性 地 確 定 其 設 計 之 構 造 物 是 否 能 滿 足 安 全 及 經 濟 性 之 需 求, 必 須 由 觀 察 構 造 物 全 程 行 為 來 回 饋 設 計, 而 量 測 儀 器 於 觀 察 法 中 將 扮 演 一 很 重 要 的 角 色 在 設 計 時, 往 往 會 對 材 料 特 性 及 構 造 物 行 為 做 較 保 守 的 假 設, 因 而 使 設 計 隱 含 某 些 不 確 定 性, 吾 人 可 藉 由 監 測 資 料 來 評 估 影 響 構 造 物 正 常 機 能 之 不 當 因 素, 俾 提 昇 解 析 技 巧 及 設 計 方 法 b. 驗 證 新 工 法 之 適 用 性 大 部 份 之 新 工 法 或 改 良 工 法 在 未 經 現 場 驗 證 前 往 往 不 會 被 採 用, 不 過 可 藉 由 監 測 資 料 來 評 估 新 工 法 的 適 用 性 c. 診 察 水 庫 事 件 之 特 性 若 水 庫 發 生 潰 壩 局 部 破 壞 或 嚴 重 災 害 時, 期 監 測 資 料 將 有 助 於 研 究 事 件 發 生 之 特 性 此 外, 維 修 工 程 施 工 前 若 裝 設 量 測 儀 器, 則 其 所 得 資 料 可 供 判 釋 維 修 63

64 效 果 之 用 d. 判 釋 水 庫 正 常 運 作 連 續 性 的 監 測 資 料 具 有 一 特 定 趨 勢, 因 此 可 藉 正 常 運 作 狀 態 之 監 測 資 料, 來 判 釋 異 常 之 監 測 數 據 或 可 能 問 題 3. 預 測 需 要 在 預 測 水 庫 未 來 可 能 發 生 的 行 為 上, 累 積 之 監 測 資 料 更 扮 演 一 甚 重 要 的 角 色, 若 監 測 資 料 被 判 釋 有 異 於 之 前 的 趨 勢, 即 表 示 壩 體 行 為 有 脫 離 正 常 運 作 之 虞, 甚 而 導 致 日 後 的 嚴 重 災 害 4. 法 律 需 要 於 土 方 工 程 付 款 估 算 上, 需 要 精 確 的 沈 陷 量 監 測 資 料 ; 又 因 潰 壩 所 引 起 之 災 害 可 能 高 達 數 億 元 之 金 額, 當 發 生 災 害 賠 償 訴 訟 時, 監 測 資 料 可 供 佐 證 用 5. 研 究 需 要 研 究 水 庫 之 運 作 行 為 及 其 監 測 資 料, 可 讓 吾 人 更 能 瞭 解 作 用 於 壩 體 上 具 互 制 作 用 諸 力 的 特 性, 作 為 日 後 設 計 之 寶 貴 參 考 資 料 ; 此 類 研 究 將 可 提 昇 施 工 技 術, 改 變 設 計 觀 念 及 幫 助 瞭 解 壩 體 破 壞 機 制 等 6.2 量 測 儀 器 基 本 原 理 欲 測 得 之 土 木 結 構 物 的 物 理 量 如 壓 力 變 位 等 數 值 常 是 非 常 微 小, 因 此 必 需 以 量 測 儀 器 對 物 理 量 加 以 感 應, 並 轉 換 及 放 大 成 具 體 可 讀 的 數 值, 故 量 測 儀 器 乃 位 階 於 監 測 系 統 之 最 前 端 而 量 測 儀 器 的 最 重 要 部 位 是 感 應 器 (Sensor), 不 同 的 量 測 項 目 因 其 引 起 的 反 應 不 同 而 需 以 不 同 的 感 應 器 來 量 取 之, 或 同 一 量 測 項 目 可 使 用 不 同 的 感 應 器 原 理 量 取 本 節 介 紹 一 般 量 測 儀 器 常 用 感 應 器 之 基 本 原 理 一 變 位 量 測 變 位 量 大 時 可 以 一 般 尺 度 量 測 之, 而 精 密 度 高 者 可 使 用 測 微 尺 量 測 之 ; 如 測 微 小 變 形 則 必 須 將 其 變 位 放 大 才 能 顯 現 出 可 讀 之 數 值 ; 常 用 之 變 位 量 測 儀 器 感 應 方 式 有 機 械 式 電 氣 式 光 學 式 振 波 式 1. 機 械 式 感 應 器 此 為 最 直 接 簡 單 的 方 式, 如 圖 6.1(a) 所 示 般, 以 槓 桿 原 理 依 桿 臂 長 短 關 係 產 生 放 大 作 用 類 似 槓 桿 原 理 亦 可 如 圖 6.1(b) 所 示 般, 以 不 同 大 小 齒 輪 相 連, 再 以 指 針 顯 示 放 大 之 值 ; 此 即 一 般 常 見 之 變 位 錶, 其 可 量 測 之 變 位 範 圍 比 槓 桿 原 理 者 大 很 多, 而 且 放 大 倍 率 可 達 10,000 倍 64

65 d 2 d 1 L 1 L2 d 2 L 放 大 倍 率 M= = 2 d1 L1 (a) 槓 桿 方 式 d 2 A R 2 R 2 d 1 R 1 d 2 AR 放 大 倍 率 M= = 2 d1 R1R3 (b) 變 位 錶 圖 6.1 機 械 式 變 位 感 應 器 ( 重 繪 自 : 翁 作 新, 1985) 65

66 2. 電 氣 式 感 應 器 a. LVDT 原 理 主 要 構 造 為 線 性 差 動 變 壓 器 (LVDT), 包 括 線 圈 與 磁 心 兩 部 份, 線 圈 含 一 個 主 線 圈 與 兩 個 次 線 圈, 磁 心 則 為 高 導 磁 性 之 鎳 鐵 合 金 所 製, 圖 6.2 為 其 組 合 示 意 圖 當 主 線 圈 通 以 交 流 電 時, 次 線 圈 將 受 感 應 而 生 交 流 電 壓, 因 有 磁 心 介 於 其 中 而 影 響 線 圈 之 感 應 性, 磁 心 之 位 置 不 同 感 應 性 則 不 同, 而 次 線 圈 所 感 應 之 電 壓 則 有 變 化 若 磁 心 不 在 中 央, 則 兩 次 線 圈 之 感 應 電 壓 不 同, 而 有 電 壓 差 此 電 壓 差 因 磁 心 位 移 而 成 線 性 變 化, 由 此 可 量 出 磁 心 之 位 移 LVDT 之 線 圈 與 磁 心 可 以 完 全 分 離 故 無 摩 擦 存 在, 而 且 其 對 變 位 量 測 之 精 確 度 甚 高, 所 以 為 目 前 最 佳 且 常 用 之 變 位 感 應 器 次 線 圈 主 線 圈 V 0 d V 0 f ( d ) 磁 心 主 線 圈 次 線 圈 圖 6.2 電 氣 式 LVDT 原 理 變 位 感 應 器 ( 重 繪 自 : 翁 作 新, 1985) L C d B A R R AB AC L 圖 6.3 電 氣 式 電 阻 變 化 原 理 變 位 感 應 器 ( 重 繪 自 : 翁 作 新, 1985) 66

67 b. 電 阻 變 化 原 理 基 本 上 是 利 用 變 位 與 電 阻 間 的 線 性 變 化 關 係, 通 常 使 用 如 圖 6.3 所 示 之 電 阻 線 性 變 化 結 構, 因 A,B 兩 點 間 距 離 不 同 而 其 間 電 阻 亦 隨 之 變 化, 即 變 位 (d)= 常 數 電 阻 變 化 ( R), 電 阻 變 化 之 量 取 可 用 電 表 電 壓 計 惠 斯 登 電 橋 電 阻 變 化 為 勢 能 計 之 基 本 原 理, 唯 勢 能 計 因 接 觸 而 受 摩 擦 影 響, 且 容 易 磨 損 c. 電 容 變 化 原 理 如 圖 6.4 般, 電 容 器 大 小 與 二 極 之 間 距 離 有 關, 量 測 其 電 容 變 化 則 可 得 變 位, 一 般 變 位 不 能 太 大, 且 多 用 於 動 力 試 驗 - + d C f (d) 圖 6.4 電 氣 式 電 容 變 化 原 理 變 位 感 應 器 d. 壓 電 原 理 利 用 有 些 晶 體 受 壓 變 形 而 產 生 電 流 的 特 性, 依 其 所 產 生 之 電 壓 值 求 其 變 形 而 量 得 變 位 ( 圖 6.5) d V 0 V0 f ( d) 圖 6.5 電 氣 式 壓 電 變 化 原 理 變 位 感 應 器 3. 光 學 式 感 應 器 最 常 見 者 為 利 用 光 彈 性 原 理 之 感 應 器, 而 近 年 來 雷 射 及 光 纖 等 光 電 學 之 應 用 漸 為 人 所 注 意, 並 開 始 引 用 於 量 測 儀 器 4. 振 弦 式 感 應 器 最 常 見 者 為 如 圖 6.6 之 振 弦 計, 當 鋼 弦 一 端 有 變 位 時, 鋼 弦 之 震 動 頻 率 亦 將 不 67

68 同, 根 據 震 動 頻 率 之 變 化 則 可 求 得 變 位 ; 此 種 感 應 器 必 須 附 有 產 生 外 力 使 其 振 動 並 測 其 頻 率 之 設 備 振 弦 計 因 只 考 慮 其 振 動 頻 率 之 變 化, 在 惡 劣 環 境 中 長 期 使 用, 仍 可 得 相 當 良 好 之 結 果 調 節 器 放 大 器 d 彈 簧 開 關 圖 6.6 振 弦 式 變 位 感 應 器 ( 重 繪 自 : 翁 作 新, 1985) 二 應 變 量 測 應 變 之 量 取 常 可 應 用 所 量 測 之 兩 點 間 變 位, 除 以 兩 點 間 原 距 離 而 得, 因 此 前 述 量 測 變 位 之 方 式 皆 可 應 用 於 應 變 之 量 測 上 亦 有 專 為 量 測 應 變 之 電 阻 式 振 弦 式 感 應 器, 其 中 振 弦 式 之 原 理 同 圖 6.6 者 一 般 量 測 中 最 常 用 的 應 變 感 應 器 乃 為 電 阻 式 者, 主 要 利 用 金 屬 絲 受 應 變 時, 其 電 阻 因 而 起 線 性 變 化 之 原 理 電 阻 式 應 變 感 應 器 的 特 點 是 感 應 器 小 適 應 性 強 量 測 精 度 高, 旦 亦 有 其 侷 限 性, 即 只 能 量 測 受 力 構 件 表 面 上 各 點 處 的 應 變 由 物 理 學 可 知, 導 體 在 一 定 的 應 變 範 圍 內, 其 電 阻 改 變 率 R/R 與 導 體 的 彈 性 線 性 應 變 / 成 正 比, 其 比 例 常 數 K s 稱 為 材 料 的 靈 敏 係 數 工 程 中 常 用 的 電 阻 式 應 變 感 應 器 原 件 為 一 應 變 片, 而 應 變 片 有 絲 繞 式 應 變 片 箔 式 應 變 片 及 半 導 體 應 變 片 等 1. 絲 繞 式 應 變 片 見 圖 6.7(a), 用 直 徑 0.02~0.05mm 的 康 銅 絲 或 鎳 鉻 絲 繞 成 柵 狀, 一 則 藉 增 加 金 屬 絲 的 長 度 增 大 其 電 阻 改 變 量 以 提 高 測 量 精 度, 再 則 可 減 少 應 變 片 的 標 距 以 反 應 一 點 處 的 應 變 將 金 屬 絲 柵 黏 固 於 兩 層 絕 緣 的 薄 板 之 間, 絲 柵 的 兩 端 用 直 徑 約 0.2mm 的 鍍 銀 銅 線 引 出, 以 供 測 量 時 焊 接 導 線 之 用 2. 箔 式 應 變 片 見 圖 6.7(b), 為 減 少 應 變 片 的 尺 寸, 利 用 光 刻 技 術 將 康 銅 泊 或 鎳 鉻 泊 腐 蝕 為 柵 狀, 然 後 黏 圖 於 兩 層 塑 膠 薄 膜 之 間 而 成 68

69 3. 半 導 體 應 變 片 半 導 體 應 變 片 如 圖 6.7(c) 所 示, 為 利 用 半 導 體 的 應 變 效 應 ( 即 應 變 與 電 阻 變 化 率 成 正 比 ), 將 半 導 體 黏 固 於 塑 膠 基 體 上 而 製 成 的 a a l l l (c) (a) (b) 圖 6.7 電 阻 式 應 變 感 應 器 之 應 變 片 場 (a) 絲 繞 式 應 變 片 (b) 箔 式 應 變 片 (c) 半 導 體 應 變 片 ( 重 繪 自 : 孫 訓 方 等, 1996) 以 金 屬 絲 製 造 成 應 變 片 後, 由 於 金 屬 絲 回 繞 形 狀 基 體 及 膠 層 等 因 素 的 影 響, 因 此 式 (6-1) 所 定 義 之 應 變 片 靈 敏 係 數 與 製 造 應 變 片 材 料 的 靈 敏 係 數 K s 值 不 盡 相 同 ; 應 變 片 的 基 本 參 數 為 靈 敏 係 數 K 電 阻 值 R 標 距 及 寬 度 a K= R / R (6-1) R 1 R 1 R 2 R 2 R 3 R 3 V 0 R 4 R 4 V in 圖 6.8 惠 斯 登 電 橋 之 量 測 原 理 ( 重 繪 自 : 翁 作 新, 1985) 顯 然 地, 由 應 變 片 測 得 的 應 變, 實 際 上 是 標 距 與 寬 度 範 圍 內 的 平 均 應 變, 因 此 當 需 要 測 量 某 一 點 處 的 應 變 時 ( 如 應 力 集 中 處 的 最 大 應 變 ), 應 選 用 儘 可 能 69

70 小 的 應 變 片, 以 求 得 量 測 範 圍 內 的 平 均 應 變 值 此 外, 由 於 構 件 測 點 處 的 應 變 是 經 由 應 變 片 的 電 阻 變 化 來 量 測, 所 以 應 變 片 黏 貼 的 位 置 應 準 確, 並 確 保 他 會 隨 同 構 件 而 變 形, 並 要 求 應 變 片 與 構 件 間 有 良 好 的 絕 緣 量 測 電 阻 時 通 常 使 用 惠 斯 登 電 橋 配 置 應 變 片, 如 圖 6.8 所 示 般, 當 四 個 電 阻 有 任 何 變 化, 而 R 1 /R 2 R 3 /R 4 時 V o 不 再 為 零 若 使 用 高 電 阻 電 壓 計, 而 應 變 片 電 阻 之 變 化 很 小 時 ( 一 般 小 於 原 電 阻 之 1%), 輸 出 電 壓 V o 與 輸 入 電 壓 V in 間 具 式 (6-2) 之 關 係 V V 0 in R R 1 1 R R 2 2 R R 3 3 R R 4 4 (6-2) 一 般 應 變 片 之 製 造,R 值 常 為 相 同 ( 有 120Ω 及 350Ω 兩 種 ), 靈 敏 係 數 K 也 很 接 近 ( 大 約 是 2.0 左 右 ) 因 此 R 1 =R 2 =R 3 =R 4 =R, 則 式 (6-2) 變 成 式 (6-3) V V 0 in 1 R 1 R 2 R 3 R 4 (6-3) 4R 將 式 (6-1) 之 關 係 代 入 式 (6-3) 得 式 (6-4) V V 0 in K (6-4) 若 使 應 市 售 電 阻 應 變 儀, 則 可 直 接 讀 出 構 件 表 面 被 測 點 處 的 應 變 值 R R (6-5) 使 用 電 阻 式 應 變 感 應 器 來 量 測 應 變 時, 需 考 慮 下 述 問 題 : 1. 量 測 電 橋 的 接 線 惠 斯 登 電 橋 的 接 線 方 式 有 兩 種 ; 一 種 是 半 橋 接 線 法, 如 圖 6.9(a) 所 示 般, 即 將 電 橋 的 R1 與 R2 兩 臂 接 上 應 變 片, 而 另 兩 臂 R3 與 R4 短 路 ; 另 一 種 是 全 橋 接 線 法, 如 圖 6.9(b) 所 示 般, 即 將 電 橋 的 四 橋 臂 均 接 上 應 變 片 兩 種 接 線 方 式 的 具 體 應 用, 應 根 據 被 測 構 件 的 變 形 特 徵 及 測 試 要 求 來 選 取 2. 溫 度 補 償 工 作 環 境 的 溫 度 變 化 將 引 起 構 件 及 應 變 門 產 生 溫 度 變 形, 而 且 各 應 變 片 處 的 溫 度 變 化 也 不 一 定 相 同, 於 是 測 得 應 變 值 將 包 含 溫 度 變 化 的 影 響, 而 導 致 量 測 誤 差 為 消 除 由 溫 度 變 化 而 引 起 的 量 測 誤 差, 可 使 用 溫 度 補 償 片 或 使 用 自 動 補 償 法 孫 訓 方 等,

71 3. 靈 敏 係 數 調 整 器 由 於 各 種 應 變 片 的 靈 係 數 K 值 不 盡 相 同, 為 使 電 阻 應 變 儀 的 讀 數 值 能 正 確 反 應 測 點 的 應 變, 同 一 次 量 測 應 選 用 具 相 同 靈 敏 係 數 的 應 變 片 為 宜 並 且 在 量 測 前, 將 電 阻 應 變 儀 上 靈 敏 係 數 調 整 器 上 的 指 針, 對 準 應 變 門 的 靈 敏 係 數 K 值, 此 時 電 阻 應 變 儀 的 讀 數 R 與 四 橋 臂 應 變 之 關 係 方 能 符 合 式 (6-5) 4. 量 測 環 境 電 阻 式 應 變 感 器 因 應 變 而 引 起 之 電 阻 變 化 非 常 小, 因 此 在 整 個 量 測 系 統 中 任 何 部 份, 因 受 潮 溫 度 變 化 或 其 他 因 素 而 使 電 阻 有 變 化 時, 皆 可 能 影 響 量 測 結 果 之 正 確 性, 在 工 程 現 場 安 裝 時 必 須 特 別 注 意 量 測 環 境 R 1 R 2 V Vin ( R R ) / 4R 0 / 1 2 ( a) 二 應 變 片 作 用 R 1 R 2 R 4 R 3 V Vin ( R R R R ) / 4R 0 / (b) 四 應 變 片 作 用 圖 6.9 惠 斯 登 電 橋 應 變 片 之 配 置 三 壓 力 量 測 壓 力 量 測 感 應 器 之 型 態 有 間 接 與 直 接 兩 種 1. 電 阻 式 壓 力 感 應 器 如 圖 6.10 所 示 般, 壓 力 感 應 薄 膜 量 因 受 壓 而 產 生 應 變, 然 後 依 應 變 ~ 應 力 關 係 推 算 所 受 之 壓 力 ; 其 構 造 通 常 為 一 扁 平 片 狀 物 t/d 越 小 越 精 確, 其 變 形 性 最 71

72 好 與 所 量 測 外 界 物 質 者 相 同 2. 氣 壓 式 壓 力 感 應 器 如 圖 6.11 所 示 般, 乃 以 氣 ( 液 ) 壓 來 平 衡 待 量 測 處 之 壓 力, 當 外 加 的 氣 ( 液 ) 達 到 待 量 測 處 之 壓 力 時, 則 氣 ( 液 ) 體 將 擠 開 薄 膜 而 從 迴 路 管 流 出, 如 此 外 加 壓 力 值 即 為 待 量 測 處 之 壓 力 p 應 變 計 t D 圖 6.10 電 阻 式 壓 力 感 應 器 薄 膜 壓 力 表 迴 路 氣 ( 液 ) 體 圖 6.11 氣 壓 式 壓 力 感 應 器 四 力 之 量 測 量 測 力 之 感 應 器 較 常 見 的 為 衡 圈 與 衡 盒 1. 衡 圈 衡 圈 之 構 造 示 於 圖 6.12(a), 係 利 用 鋼 圈 受 力 產 生 不 超 出 彈 性 範 圍 的 變 形 量 以 算 其 所 受 之 力, 鋼 圈 兩 端 間 的 變 位 與 力 之 間 須 具 彈 性 線 性 關 係 ; 有 時 會 因 不 易 確 知 其 彈 性 範 圍 而 超 越 之, 須 注 意 另 因 為 衡 圈 之 量 測 須 有 相 當 的 變 形, 若 力 只 產 生 極 微 小 變 形 之 情 況 則 不 適 用 ; 此 外, 衡 圈 之 量 測 值 亦 受 荷 重 速 率 的 影 響 2. 衡 盒 圖 6.12(b) 為 衡 盒 之 構 造, 將 金 屬 盒 體 製 成 各 種 特 殊 形 狀, 使 某 些 地 方 產 生 應 力 集 中, 利 用 電 阻 式 應 變 感 應 器 原 理 於 金 屬 盒 體 貼 上 應 變 片, 量 其 輸 出 之 電 壓 變 72

73 化 再 律 定 成 力 因 衡 盒 金 屬 體 的 勁 度 可 以 很 大, 受 力 所 產 生 的 變 形 量 很 小, 故 線 性 反 應 極 佳, 可 適 用 於 各 種 量 測 情 況 P d p 應 變 計 d=f(p) (a) 衡 圈 (b) 衡 圈 圖 6.12 量 測 力 之 感 應 器 五 感 應 器 之 律 定 量 測 儀 器 ( 變 位 計 壓 力 計 力 計 ) 之 感 應 器 所 輸 出 的 電 壓 差 電 阻 差 等 數 值 稱 為 讀 數 Count ( 單 位 :digit), 吾 人 需 先 律 定 出 感 應 器 讀 數 與 量 測 值 間 之 線 性 方 程 式, 方 得 以 計 算 出 量 測 值 圖 6.13 示 出 變 位 計 壓 力 計 力 計 之 ( 量 測 值 讀 數 ) 關 係, 圖 中 所 示 各 線 性 方 程 式 之 斜 率 稱 為 律 定 係 數, 將 律 定 係 數 乘 以 讀 數 即 得 量 測 值 圖 6.13(a) 之 變 位 計 律 定 係 數 為 ( mm / digit ), 圖 6.13(b) 之 壓 力 計 律 定 係 數 為 ( kpa / digit ), 圖 6.13(c) 之 力 計 律 定 係 數 為 ( kgf / digit ) 1. 線 性 律 定 感 應 器 時 須 考 慮 下 列 問 題 : 讀 數 與 量 測 值 之 變 化 關 係 需 為 線 性 2. 重 複 性 即 對 同 一 量 測 值 在 不 同 時 地 重 複 量 測, 所 得 結 果 應 相 同 3. 阻 滯 性 阻 滯 性 為 在 反 覆 作 用 下 因 能 量 損 失, 使 感 應 器 對 加 荷 與 解 荷 過 程 之 反 應 不 相 同 ; 具 阻 滯 性 之 感 應 器 不 適 用 於 動 力 量 測 4. 零 點 漂 移 為 儀 器 系 統 本 身 受 週 邊 環 境 影 響 之 穩 定 性, 長 期 量 測 需 考 慮 此 因 素 73

74 5. 潛 變 性 在 一 定 力 之 作 用 下, 因 材 料 之 潛 變 作 用 使 讀 數 隨 時 間 而 變 之 性 質 ; 在 選 擇 應 變 片 之 黏 著 劑 時 須 考 慮 此 點 6. 對 稱 性 有 些 材 料 性 質 在 張 力 與 壓 力 之 作 用 下 其 反 應 並 不 完 全 相 同, 因 此 感 應 器 的 讀 數 與 量 測 值 之 關 係 在 張 力 與 壓 力 範 圍 也 不 相 同, 故 用 以 量 取 張 力 與 壓 力 作 用 下 之 感 應 器, 需 在 張 力 與 壓 力 作 用 下 各 做 律 定 工 作 7. 溫 度 影 響 溫 度 變 化 對 零 點 及 靈 敏 度 皆 有 影 響, 因 此 必 須 瞭 解 讀 數 與 量 測 值 間 之 關 係 受 溫 度 影 響 的 程 度, 必 要 得 控 制 量 測 環 境 之 溫 度 因 上 述 原 因 可 能 會 產 生 誤 差 使 量 測 值 與 真 確 值 不 一 致, 圖 6.14 示 出 常 見 三 類 型 之 量 測 誤 差 74

75 (a) 變 位 計 (b) 壓 力 計 (c) 力 計 圖 6.13 量 測 儀 器 之 ( 量 測 值 讀 數 ) 關 係 75

76 量 測 值 由 零 點 不 準 引 起 之 誤 差 真 確 值 (a) 零 點 誤 差 量 測 值 由 跨 度 引 起 之 誤 差 真 確 值 (b) 跨 度 誤 差 量 測 值 非 線 型 誤 差 真 確 值 (c) 非 線 型 誤 差 圖 6.14 量 測 儀 器 之 誤 差 型 態 ( 重 繪 自 : 胡 海 潮,1986) 76

77 6.3 量 測 儀 器 之 選 擇 土 木 構 造 物 之 監 測 環 境 複 雜, 其 所 用 的 量 測 儀 器 不 同 於 實 驗 室 裡 研 究 用 或 校 正 用 的 儀 器, 在 選 擇 時 需 綜 合 考 慮 下 列 因 素 : 1. 待 測 物 理 量 一 般 大 地 監 測 系 統 所 量 測 之 物 理 量 為 變 位 應 變 壓 力 力 振 動 等 2. 可 使 用 之 儀 器 如 6.2 節 所 述 般, 每 種 物 理 量 的 量 測 感 應 器 都 有 好 幾 種, 若 先 了 解 各 個 感 應 器 的 原 理 與 構 造 特 性, 則 更 能 靈 活 地 規 劃 監 測 系 統 3. 儀 器 的 安 全 性 儀 器 的 構 造 必 須 監 固 不 易 爆 裂, 即 便 有 突 然 之 衝 擊 力 或 非 預 期 之 電 力 通 過 時, 亦 不 引 起 爆 裂, 危 及 人 員 或 構 造 物 之 安 全 另 一 方 面, 量 測 資 料 必 須 正 確 且 高 信 賴 度, 勿 因 錯 誤 資 料 而 誤 判 4. 儀 器 的 耐 久 性 所 謂 耐 久 性 即 不 易 損 毀 磨 損 失 靈 等 性 質 ; 選 擇 儀 器 之 耐 久 性 需 符 合 監 測 期 的 需 求, 另 耐 用 者 其 維 護 費 較 低 ; 皆 以 使 用 新 品 為 原 則, 若 使 用 舊 品 需 確 認 其 壽 命 律 定 頻 率 律 定 費 用 是 否 會 因 律 定 而 影 響 監 測 等 5. 儀 器 之 重 現 性 重 複 性 靈 敏 度 準 確 度 精 密 度 精 度 a. 重 現 性 (reproduction) 隨 人 裝 置 場 所 時 間 等 環 境 之 全 部 或 局 部 不 同 時, 用 相 同 方 法 量 測 相 同 物 理 量, 其 量 測 值 間 之 一 致 程 度 b. 重 複 性 (repeatability) 再 同 一 環 境 下, 在 較 短 時 間 內, 用 相 同 方 法 重 複 量 測 相 同 物 理 量, 其 量 測 值 間 之 一 致 程 度 c. 靈 敏 度 (sensibility) 某 量 測 儀 器 對 量 測 值 變 化 之 敏 感 程 度 d. 精 密 度 (piocession) 對 量 測 值 以 標 準 差 或 以 特 定 標 準 差 倍 數 來 表 示 其 分 散 程 度 稱 精 密 度 e. 準 確 度 (accuracy) 表 示 量 測 值 偏 差 界 限 者 稱 準 確 度 f. 精 度 (all accuracy) 綜 合 量 測 儀 器 之 準 確 度 與 精 密 度 之 值 域 範 圍 ; 於 大 地 工 程 量 測 儀 器 的 精 度, 一 般 要 求 至 量 測 範 圍 的 2% 77

78 6. 耐 蝕 耐 磨 性 對 有 浸 泡 在 液 體 之 虞 的 儀 器, 其 外 表 須 採 用 安 全 之 物 質, 防 水 裝 置 之 材 質 亦 須 具 耐 蝕 性 對 於 輔 助 動 力 採 用 油 壓 水 壓 方 式 的 儀 器, 於 輸 送 傳 遞 信 號 時 常 產 生 水 錘 作 用, 其 輸 送 管 路 及 壓 力 感 應 膜 須 具 耐 磨 性 7. 耐 候 性 大 地 工 程 使 用 之 現 場 監 測 儀 器 多 接 觸 風 雨 泥 水, 須 考 慮 其 耐 候 性 8. 耐 振 性 運 送 過 程 安 裝 施 工 機 具 或 地 震 會 使 量 測 儀 口 受 到 振 動, 可 考 慮 設 防 振 裝 置 或 使 用 耐 振 型 儀 器 9. 溫 度 影 響 溫 度 即 為 物 質 的 內 能, 其 變 化 也 可 當 作 是 一 種 能 量 訊 號 的 變 化, 一 般 來 說 越 靈 敏 的 感 應 器 對 溫 度 的 變 化 越 敏 感 為 防 止 溫 度 變 化 造 成 的 誤 差, 可 在 儀 器 上 加 裝 防 晒 遮 蓋, 選 用 對 溫 度 變 化 較 不 敏 感 之 感 應 器, 或 使 用 含 溫 度 補 償 應 變 片 之 感 應 器 10. 濕 度 影 響 濕 度 會 造 成 儀 器 腐 蝕 及 電 力 絕 緣 11. 防 塵 防 污 可 考 慮 將 儀 器 裝 入 容 器 中, 或 定 期 用 清 潔 的 空 氣 氮 氣 清 水 做 保 養 12. 訊 號 干 擾 感 應 器 之 電 氣 訊 號 常 因 週 遭 電 氣 機 器 的 操 作 而 受 到 電 磁 感 應 靜 電 感 應 之 干 擾, 可 用 遮 蔽 線 外 套 金 屬 管 等 來 預 防, 並 將 其 它 電 氣 機 器 做 接 地 ; 對 於 自 然 雷 電 應 在 整 套 裝 置 中 裝 設 避 雷 針 13. 量 測 範 圍 即 量 測 儀 器 的 容 量 須 合 待 量 測 量 之 範 圍, 若 兩 者 間 差 異 過 大 精 度 將 較 差 14. 超 量 測 範 圍 時 之 耐 力 偶 有 超 負 載 之 情 形, 感 應 器 須 有 能 力 承 載 而 不 損 壞, 其 對 策 為 在 感 應 器 裡 裝 制 動 器 或 設 計 安 全 裝 置 15. 輔 助 動 力 輔 助 動 力 係 指 感 應 器 的 訊 號 傳 遞 媒 介 如 電 力 空 壓 液 壓 等, 須 考 慮 各 種 輔 助 78

79 動 力 的 優 劣 點 安 全 性 再 做 選 擇, 亦 須 考 慮 於 停 電 時 的 處 理 措 施 a. 電 力 訊 號 傳 遞 媒 介 優 點 為 傳 達 快 訊 號 統 一 演 算 容 易 合 於 理 論 ; 缺 點 為 用 途 局 限 於 操 作 部 慣 性 大 者, 外 配 線 費 用 高 b. 空 壓 訊 號 傳 遞 媒 介 優 點 為 配 管 容 易 輕 便 不 污 染 ; 缺 點 為 傳 達 緩 慢 空 壓 源 不 易 管 理 c. 液 壓 訊 號 傳 遞 媒 介 優 點 為 操 作 力 大 速 度 控 制 圓 滑 ; 缺 點 為 易 漏 油 易 起 火 需 回 油 配 置 16. 信 號 種 類 在 須 用 多 種 感 應 器 之 情 形, 若 其 傳 送 訊 號 能 統 一, 對 於 設 計 保 養 使 用 上 很 方 便 ; 類 比 信 號 用 於 控 制 上 較 佳, 但 不 宜 用 於 運 算 ; 數 位 信 號 易 讀 易 記 錄 易 計 算 17. 經 費 精 度 高 的 儀 器 費 用 較 高, 一 般 來 說 土 木 用 的 精 度 並 不 高, 花 大 費 用 買 來 之 儀 器, 量 得 精 的 資 料 是 否 有 實 值 的 意 義, 猶 待 商 確 此 外, 靈 敏 度 愈 高 的 儀 器 通 常 亦 較 貴 易 損 壞, 因 此 買 儀 器 考 慮 費 用 時 須 與 適 用 性 一 併 考 慮 18. 儀 器 裝 設 通 常 儀 器 的 裝 設 若 配 合 良 好, 將 不 會 成 為 工 作 的 要 徑 不 至 於 影 響 工 期, 但 若 裝 設 困 難 一 再 重 新 處 理, 則 可 能 造 成 某 一 工 作 項 目 的 延 遲 19. 環 境 於 巨 積 混 凝 土 內, 因 水 化 熱 過 高 會 影 響 監 測 ; 對 地 下 水 質 空 氣 污 染 特 殊 之 地 區 或 過 於 接 近 高 壓 電 源 處, 皆 須 考 慮 現 場 環 境 之 適 合 性 20. 儀 器 的 共 容 性 儀 器 有 很 多 種 廠 牌, 甲 廠 牌 之 擷 取 系 統 吾 必 能 用 以 擷 取 乙 種 廠 牌 之 感 應 器, 因 此 在 選 擇 儀 器 時 須 時 考 慮 其 共 容 性, 俾 得 以 既 經 濟 又 可 充 分 發 揮 儀 器 功 能 圖 6.15 為 監 測 儀 器 選 擇 方 法 之 流 程 79

80 量 測 條 件 之 掌 握 由 測 定 項 目 來 掌 握 有 價 值 之 儀 器 NO 電 器 式 與 機 械 式 之 比 較 自 動 量 測 實 務 關 鍵 量 測 工 作 項 目 有 無 電 氣 式 儀 器 無 有 機 械 式 儀 器 電 氣 式 儀 器 選 定 對 象 儀 器 之 確 認 儀 器 必 要 條 件 ( 測 定 範 圍 ) ( 測 定 精 度 ) 儀 器 特 性 ( 測 定 範 圍 ) ( 測 定 精 度 ) 儀 器 議 定 量 測 方 法 之 確 認 設 置 方 法 量 測 體 制 之 確 認 儀 器 元 件 之 決 定 經 濟 性 之 檢 討 其 他 儀 器 元 件 儀 器 尺 寸 測 定 範 圍 測 定 精 度 圖 6.15 量 測 儀 器 選 擇 方 法 流 程 ( 摘 自 : 胡 海 潮,1986) 80

81 6.4 量 測 資 料 收 錄 量 測 資 料 之 收 錄 分 手 動 半 自 動 自 動 三 種 方 式, 圖 6.16 為 其 決 定 流 程, 茲 對 此 三 種 方 式 說 明 之 量 測 方 式 之 確 認 ( 自 動 半 自 動 手 動 ) 量 測 規 模 之 掌 握 ( 量 測 點 數 量 測 頻 率 量 測 期 間 ) 量 測 系 統 之 組 合 經 濟 比 較 YES 自 動 量 測 之 採 用 NO 電 腦 容 量 之 確 認 自 動 量 測 自 動 量 測 型 式 之 決 定 無 法 用 自 動 量 測 之 項 目 YES 半 自 動 量 測 半 自 動 量 測 型 式 決 定 半 自 動 量 測 之 採 用 NO 無 法 用 半 自 動 量 測 項 目 手 動 量 測 圖 6.16 量 測 資 料 收 錄 方 式 決 定 流 程 ( 摘 自 : 胡 海 潮,1986) 1. 手 動 儀 器 讀 數 記 錄 整 理 繪 圖 等 工 作 全 由 人 工 施 行 者 稱 之 ; 此 方 式 之 缺 點 為 易 發 生 人 為 因 素 的 錯 誤 或 漏 記, 因 工 作 人 員 需 為 受 過 訓 練 具 優 良 專 業 素 養 者, 故 會 因 換 人 交 接 而 影 響 業 務 ; 除 量 測 業 務 少 期 間 短 者 之 外, 不 宜 採 用 此 種 方 式 2. 半 自 動 目 前 於 大 地 工 程 依 半 自 動 方 式 收 錄 資 料 者 居 多 數, 先 於 現 場 以 人 工 讀 數 記 錄 之 後, 再 使 用 計 算 機 或 電 腦 做 整 理 繪 圖 工 作 ; 因 仍 是 由 人 員 做 讀 數 記 錄 之 工 作, 故 無 法 避 免 人 為 缺 失, 唯 以 電 腦 做 整 理 繪 圖 工 作 可 減 少 工 作 量 81

82 3. 自 動 即 儀 器 讀 數 記 錄 整 理 繪 圖 等 工 作 全 使 用 電 腦 及 相 關 週 邊 設 備 施 行 之, 可 避 免 人 為 缺 失, 提 高 資 料 可 性 度 與 充 實 性, 減 少 工 作 量, 降 低 業 務 交 接 過 渡 期 之 影 響 隨 著 科 技 的 進 步 及 人 事 精 簡 化, 採 自 動 化 方 式 收 錄 量 測 資 料 已 為 趨 勢, 於 較 完 整 之 監 測 系 統 更 含 判 釋 與 措 施 指 令 功 能 ( 見 圖 6.17) ( 表 示 情 報 ) 表 示 裝 置 被 監 視 控 制 物 ( 量 測 情 報 ) ( 調 整 指 令 ) ( 控 制 指 令 ) 判 斷 判 斷 量 測 裝 置 調 整 裝 置 控 制 裝 置 判 斷 人 腦 正 常 流 程 特 殊 狀 況 時 流 程 圖 6.17 自 動 監 測 控 制 系 統 流 程 物 理 感 應 器 量 訊 號 調 製 訊 號 轉 換 記 錄 資 料 處 理 觀 測 者 圖 6.18 自 動 化 資 料 擷 取 系 統 之 架 構 82

83 於 本 節 擬 對 自 動 化 量 測 資 料 收 錄 方 式 ( 或 資 料 擷 取 系 統 ) 之 基 本 功 能 與 構 成 做 更 一 步 說 明 資 料 擷 取 系 統 之 架 構 如 圖 6.18 所 示 般, 可 分 成 感 應 器 訊 號 調 製 元 件 訊 號 轉 換 元 件 記 錄 元 件 資 料 處 理 元 件 五 單 元 感 應 器 負 責 自 外 界 接 受 力 變 位 等 物 理 刺 激 產 生 相 對 應 之 電 子 訊 號, 此 一 類 比 訊 號 經 調 製 之 後 可 以 直 接 由 機 械 式 記 錄 元 件 記 錄 另 於 電 腦 化 資 料 擷 取 系 統, 因 電 腦 僅 能 辨 識 數 位 訊 號, 故 由 訊 號 調 製 元 件 輸 出 之 類 比 訊 號 必 須 傳 給 訊 號 轉 換 元 件, 轉 換 為 數 位 訊 號 後, 才 能 輸 入 電 腦 的 記 錄 元 件 或 資 料 處 理 元 件 ( 即 A/D 轉 換 ) 一 感 應 器 有 關 感 應 器 已 說 明 於 6.2 節, 表 6.1 列 出 大 地 工 程 上 常 用 的 量 測 儀 器 及 其 用 途 從 事 量 測 工 作 時, 工 程 師 除 了 依 需 要 決 定 要 在 何 處 裝 置 何 種 感 應 器 外, 對 於 各 種 感 應 器 的 原 理 及 特 性 亦 應 有 深 入 的 瞭 解 才 能 靈 活 運 用 在 選 擇 感 應 器 時 須 最 優 先 考 量 的 是 感 應 器 的 量 測 範 圍, 方 不 致 因 外 來 荷 重 變 化 太 大 導 致 量 測 無 效, 或 是 外 來 荷 重 變 化 小 於 其 解 析 度 而 無 法 感 應 表 6.1 大 地 工 程 上 常 用 的 量 測 儀 器 ( 摘 自 : 李 建 中 魏 大 寧,1986) 量 測 儀 器 量 測 對 像 衡 盒 Load Cell 支 撐 材 地 錨 隧 道 支 保 的 力 土 壓 計 地 盤 土 體 結 構 物 的 總 壓 力 Earth Pressure Cell 孔 隙 水 壓 計 地 盤 土 體 結 構 物 的 孔 隙 水 壓 Pore Water Pressure Cell 觀 測 井 Piezometer 地 下 水 位 浸 潤 線 應 變 計 地 盤 土 體 的 應 變 Strain Gauge 鋼 筋 計 剛 性 構 造 物 的 應 力 與 應 變 Reinforcing Bar Gauge 變 位 計 外 部 變 位 量 Displacement Meter 沈 陷 計 地 表 垂 直 變 位 Settlement Gauge 層 別 沈 陷 計 地 盤 土 體 中 不 同 高 程 的 垂 直 變 位 Per-Layer Settlement Gauge 傾 斜 儀 地 盤 土 體 構 造 物 不 同 高 程 的 垂 Inclinometer 直 水 平 變 位 水 平 相 對 變 位 計 地 盤 土 體 中 二 點 間 的 相 對 水 平 變 Horizontal Relative 位 Displacement Gauge 剪 變 位 計 地 盤 土 體 構 造 物 界 面 的 剪 變 位 Shear Strain Gauge 加 速 度 計 地 盤 土 體 構 造 物 之 加 速 度 Accelerometer 83

84 二 訊 號 調 製 元 件 由 感 應 器 輸 出 之 訊 號 通 常 均 十 分 微 弱, 無 法 以 一 般 性 之 記 錄 元 件 記 錄 之, 故 常 需 加 以 適 當 之 放 大 又 因 量 測 時 環 境 及 機 具 設 備 之 影 響, 訊 號 中 常 混 有 許 多 雜 訊, 故 必 須 加 以 過 濾 以 獲 得 一 純 正 而 易 於 處 理 之 訊 號 凡 利 用 電 阻 式 應 變 片 或 電 器 原 理 製 成 之 感 應 器, 尚 需 對 該 等 元 件 提 供 激 發 訊 號, 才 有 可 能 回 收 與 量 測 相 對 應 之 回 應 訊 號 故 訊 號 之 調 製 元 件 一 般 包 括 訊 號 放 大 訊 號 過 濾 訊 號 激 發 三 項 功 能 進 行 訊 號 放 大 時 必 須 注 意 感 應 器 之 輸 出 訊 號 強 度 及 記 錄 元 件 之 輸 入 訊 號 容 許 範 圍, 然 後 據 以 選 擇 適 當 的 放 大 比 例 另 由 於 放 大 電 路 所 能 提 之 電 能 有 限, 過 大 之 放 大 倍 率 有 可 能 造 成 量 測 的 誤 差, 應 特 別 注 意 三 訊 號 轉 換 元 件 訊 號 調 製 元 件 輸 出 之 類 比 訊 號, 須 使 用 A/D 轉 換 電 路 版 轉 換 成 數 位 訊 號, 以 供 顯 示 器 直 接 顯 示 物 理 量, 或 供 電 腦 設 備 記 錄 處 理 在 選 用 A/D 轉 換 電 路 版 時, 訂 定 適 當 的 取 樣 速 率 和 輸 入 電 壓 範 圍 是 十 分 重 要 的 工 作 工 程 師 應 能 確 知 輸 入 訊 號 的 特 性, 訂 定 一 適 當 的 取 樣 速 率, 選 擇 最 好 的 輸 入 範 圍 與 其 配 合, 方 能 避 免 不 可 預 期 的 誤 差, 並 將 現 有 設 備 的 功 能 發 揮 盡 致 此 外, 在 傳 遞 數 位 訊 號 給 電 腦 時 需 經 過 一 標 準 之 傳 輸 介 面, 而 常 用 之 傳 輸 介 面 為 RS-232 介 面 或 者 GPIB 介 面 四 記 錄 元 件 茲 將 記 錄 元 件 分 成 電 壓 錶 示 波 儀 紙 筆 記 錄 器 磁 帶 記 錄 器 顯 示 器 電 腦 記 錄 六 類 說 明 之 1. 電 壓 錶 電 壓 錶 可 對 訊 號 調 製 元 件 之 輸 出 電 壓 做 直 接 之 觀 察, 須 至 少 顯 示 三 位 有 效 數 字, 將 電 壓 值 乘 律 定 係 數 即 得 物 理 量 2. 示 波 儀 示 波 儀 為 以 電 子 束 顯 示 電 壓 之 儀 器, 但 讀 尾 數 的 判 斷 有 賴 於 螢 幕 上 軌 跡 與 刻 畫 之 位 置, 較 不 易 精 確 ; 因 示 波 儀 的 反 應 極 為 迅 速, 故 適 用 於 動 態 訊 號 之 記 錄 3. 紙 筆 記 錄 器 乃 利 用 機 械 操 作 之 畫 筆 在 圖 紙 上 依 電 壓 之 變 化 繪 出 軌 跡, 其 功 能 同 示 波 儀 僅 是 由 畫 筆 取 代 電 子 束, 較 常 用 於 繪 製 訊 號 與 時 間 之 變 化 關 係 上, 唯 畫 筆 的 移 動 有 賴 於 機 械 性 之 傳 動 裝 置 其 速 率 有 所 限 制, 故 較 適 於 低 頻 之 訊 號 記 錄 84

85 4. 磁 帶 記 錄 器 其 磁 帶 為 高 品 質 之 錄 音 帶, 採 用 調 頻 方 式 錄 製 以 減 少 雜 訊, 適 用 於 記 錄 較 高 頻 率 之 訊 號, 可 重 覆 播 放 以 做 不 同 處 理, 可 同 步 錄 下 多 頻 道 之 訊 號, 亦 可 錄 聲 音 訊 號 5. 顯 示 器 不 同 於 電 壓 表 示 波 儀 紙 筆 記 錄 器 磁 帶 記 錄 器 等 記 錄 的 是 類 比 訊 號, 而 顯 示 器 顯 示 的 數 字 已 是 電 壓 乘 律 定 係 數 後 的 待 測 物 理 量 值, 故 一 組 顯 示 器 內 已 含 訊 號 調 製 與 轉 換 兩 元 件, 人 員 可 直 接 讀 出 物 理 量 值 為 其 最 方 便 之 處 唯 仍 需 靠 人 工 讀 數, 較 適 用 於 低 頻 長 期 之 記 錄 或 監 視 用 6. 電 腦 記 錄 訊 號 調 製 與 轉 換 兩 元 件 處 理 過 的 電 壓 數 位 值, 可 經 過 一 標 準 之 傳 輸 介 面 傳 遞 給 電 腦, 由 程 式 將 進 入 電 腦 之 電 壓 值 計 算 成 物 理 量 值, 為 最 先 進 之 記 錄 方 式, 將 成 為 監 測 記 錄 的 主 流 五 資 料 處 理 元 件 目 前 使 用 最 多 的 資 料 處 理 元 件 是 電 腦, 因 其 功 能 及 使 用 彈 性 大, 可 隨 需 求 做 多 樣 訊 號 處 理, 可 立 即 亦 對 物 理 量 做 繪 圖 加 工 研 判 等 工 作 在 較 進 步 之 自 動 監 測 系 統 中, 電 腦 甚 可 以 由 被 動 之 信 號 接 收 元 件, 進 而 成 為 訊 號 發 出 元 件 以 控 制 機 械 或 電 子 元 件 之 動 作 來 控 制 物 理 量, 而 成 為 整 體 系 統 之 控 制 中 樞, 致 使 自 動 化 之 功 能 大 幅 提 昇 6.5 監 測 系 統 管 理 監 測 系 統 之 管 理 方 式 約 可 分 為 國 內 傳 統 統 包 專 業 顧 問 管 理 保 險 公 司 負 責 四 種 方 式 [ 胡 海 潮,1986] 1. 國 內 傳 統 方 式 是 由 營 建 承 包 商 或 設 計 單 位 之 一 方 負 責 監 測 系 統, 須 另 尋 監 測 系 統 材 料 供 應 商 及 分 析 公 司, 以 執 行 該 系 統 之 安 裝 觀 測 分 析 建 議 等 2. 統 包 方 式 統 包 係 業 主 將 設 計 施 工 營 運 保 養, 全 部 委 交 某 一 單 位, 其 中 也 包 括 調 查 施 工 及 竣 工 後 之 監 測 3. 專 業 顧 問 管 理 方 式 85

86 監 測 系 統 常 歸 為 品 質 管 理 之 一 環, 業 主 可 以 找 專 業 顧 問 管 理 單 位 負 責, 其 服 務 工 作 可 分 為 規 劃 及 設 計 儀 器 採 購 及 裝 設 監 測 執 行 三 個 階 段, 茲 將 各 階 段 的 服 務 工 作 流 程 示 於 圖 保 險 公 司 負 責 方 式 業 主 於 監 測 項 目 中 明 列 保 險 費 給 保 險 公 司 承 攬 者, 由 保 險 公 司 另 尋 監 測 公 司 來 做 監 測, 被 保 險 人 為 營 建 承 包 商, 受 益 人 為 業 主 就 業 主 的 立 場 而 言, 監 測 系 統 管 理 之 四 種 方 式 各 有 如 表 6.2 之 優 缺 點 86

87 監 測 系 統 專 業 顧 問 管 理 工 作 開 始 提 出 服 務 建 議 書 與 設 計 單 位 聯 絡 瞭 解 設 計 進 度 與 設 計 單 位 溝 通 設 計 構 想 檢 核 規 畫 設 計 案, 施 工 規 範 及 工 作 費 用 如 須 再 溝 通 與 業 主 及 設 計 單 位 協 商 OK 如 有 不 同 意 見 向 業 主 提 報 檢 核 結 果 OK 與 設 計 單 位 研 討 制 訂 各 項 監 測 管 理 值 及 觀 測 頻 率 設 計 完 成 A 圖 6.19(a) 專 業 顧 問 管 理 服 務 流 程 ( 規 畫 設 計 階 段 ) 87

88 A 解 釋 施 工 單 位 提 出 之 問 題 審 核 監 測 系 統 儀 器 採 購 及 裝 設 計 畫 向 業 主 提 報 審 核 結 果 有 不 同 意 見 通 知 施 工 單 位 修 改 計 畫 OK 1. 審 核 監 測 儀 器 說 明 書 原 廠 證 件 及 校 正 資 料, 並 驗 收 各 項 儀 器 2. 審 核 儀 器 裝 設 廠 商 之 資 格 證 明 向 業 主 提 報 審 核 及 驗 收 結 果 OK 有 不 同 意 見 1. 通 知 施 工 單 位 更 換 不 合 格 儀 器 2. 與 業 主 及 施 工 單 位 商 討 更 換 廠 商 督 導 監 測 系 統 儀 器 裝 設 有 不 同 意 見 要 求 施 工 單 位 改 善 OK 驗 收 裝 設 並 向 業 報 備 裝 設 工 作 完 成 B 圖 6.19(b) 專 業 顧 問 管 理 服 務 流 程 ( 儀 器 採 購 裝 設 階 段 ) 88

89 B 監 測 工 作 人 員 進 駐 工 地 監 測 初 始 值 測 定 配 合 施 工 進 度 執 行 監 測 工 作 彙 集 各 項 監 測 結 果 分 析 及 研 判 有 不 同 意 見 向 業 主 提 出 應 變 措 施 之 建 議 否 向 業 主 提 報 監 測 結 果 業 主 是 否 採 行 否 向 業 主 討 論 是 監 測 工 作 是 否 完 成 有 不 同 督 導 意 見 施 工 單 位 執 行 應 變 措 施 通 知 施 工 單 位 改 善 向 業 主 提 送 監 測 系 統 總 報 告 OK 向 業 主 報 備 監 測 系 統 專 業 顧 問 管 理 工 作 完 成 圖 6.19(c) 專 業 顧 問 管 理 服 務 流 程 ( 監 測 執 行 階 段 ) 89

90 表 6.2 監 測 系 統 管 理 方 式 之 優 缺 點 項 目 優 點 缺 點 國 內 傳 統 方 式 統 包 方 式 專 業 顧 問 管 理 方 式 保 險 公 司 負 責 方 式 由 承 包 商 或 設 計 單 位 另 尋 監 測 公 司 承 包 商 或 設 計 單 位 為 維 護 自 身 利 辦 理 相 關 事 項, 一 旦 有 安 全 顧 慮 時, 益, 可 能 造 假 欺 騙 業 主 內 部 配 合 協 調 途 徑 簡 化, 補 強 改 善 處 理 迅 捷 所 有 監 測 系 統 相 關 事 項 由 單 一 公 司 業 主 需 花 費 較 高 之 費 用, 可 能 單 一 公 負 責 司 專 業 知 識 及 人 員 能 力 有 限 顧 問 公 司 直 接 對 業 主 負 責, 與 承 包 商 若 顧 問 公 司 兼 有 購 買 材 料 之 營 業 項 無 合 約 關 係, 無 須 顧 慮 承 包 商 與 顧 問 目, 則 受 購 置 財 務 法 令 限 制, 無 法 選 公 司 之 業 務 相 互 影 響 性 ; 合 約 單 純 化 擇 較 適 宜 之 顧 問 公 司 若 業 主 須 依 據 執 行 容 易 顧 問 公 司 之 建 議, 下 達 改 善 甚 至 停 工 指 示, 則 業 主 將 因 而 負 擔 部 份 責 任 業 主 僅 做 付 不 付 錢 之 決 定, 作 業 程 序 若 設 計 保 守, 業 主 可 能 需 花 費 較 多 費 單 純 ; 由 保 險 公 司 資 料 可 得 知 設 計 用 ; 若 施 工 方 法 保 守, 進 度 可 能 較 者 施 工 者 之 缺 失 ; 整 個 社 會 團 隊 互 慢 ; 需 整 個 社 會 制 度 配 合 才 能 施 行 ; 相 影 響, 不 易 發 生 廠 商 倒 閉 之 現 象 若 發 生 廠 商 倒 閉, 罰 則 會 產 生 骨 牌 效 應 90

91 第 七 章 堆 填 壩 之 監 測 系 統 於 工 程 經 濟 觀 點, 興 建 一 水 庫 之 經 費 為 數 十 億 至 百 餘 億, 為 確 保 水 庫 構 造 物 之 安 全 耐 久 性 掌 握 修 繕 時 機, 應 將 工 程 機 能 追 蹤 項 目 列 入 設 計 考 量 之 中, 此 種 追 蹤 工 程 構 造 物 機 能 之 設 計 統 稱 為 監 測 系 統 監 測 系 統 基 本 上 可 分 成 量 測 儀 器 選 擇 量 測 儀 器 配 置 量 測 資 料 收 錄 資 料 判 釋 應 變 措 施 五 大 項, 對 這 五 項 之 說 明 因 已 錄 於 其 它 章 節, 故 於 本 章 僅 言 及 監 測 系 統 的 一 般 事 項 從 二 十 世 紀 初 期 至 今, 於 台 灣 已 興 建 八 十 餘 座 水 庫, 因 其 多 數 為 堆 填 壩, 故 於 往 後 章 節 之 論 述 皆 以 堆 填 壩 為 對 象 鄭 文 隆, 1986;Charles, Bruce and Dan, 1987; 陳 利 明, 1991, 1993; 陳 錦 清 高 憲 彰, 1995; 日 本 建 設 省, 監 測 項 目 頻 率 表 7.1 為 堆 填 壩 監 測 項 目 與 監 測 頻 率 之 一 覽, 必 要 之 監 測 項 目 為 浸 潤 線 滲 水 壓 力 ( 孔 隙 水 壓 土 壓 ) 變 位 ( 內 部 變 位 表 面 變 位 ) 震 動, 而 各 監 測 項 目 之 監 測 頻 率 則 依 施 工 期 初 次 蓄 水 期 營 運 期 與 特 殊 需 要 性 而 定 一 監 測 項 目 1. 浸 潤 線 浸 潤 線 為 監 測 均 質 型 堆 填 壩 的 重 要 項 目 之 一, 對 於 分 區 型 堆 填 壩 如 受 下 游 排 水 功 能 而 影 響 其 安 全 之 區 亦 須 監 測 可 由 量 測 浸 潤 線 位 置 繪 出 流 線 網, 據 以 計 算 滲 水 量 與 水 力 梯 度, 並 分 析 管 湧 潛 勢 管 湧 發 生 點 為 滲 水 流 出 之 處, 然 後 由 此 點 沿 滲 水 路 線 逐 漸 向 壩 體 上 游 面 進 行, 逐 步 擴 大 其 滲 水 路 線 終 致 壩 體 破 壞 各 型 堆 填 壩 浸 潤 線 的 可 能 位 置 示 於 圖 7.1, 一 般 使 用 觀 測 井 (Piezometer) 量 測 浸 潤 線 位 置 2. 滲 水 堆 填 壩 的 止 水 機 能 是 靠 土 石 材 混 凝 土 或 瀝 清 隔 膜 皆 須 靠 蓄 水 後 的 滲 水 調 查 來 確 定 其 止 水 機 能 一 般 壩 體 之 異 常 行 為 皆 與 滲 水 有 關, 壩 體 變 位 產 生 裂 縫 而 成 滲 水 路, 故 滲 水 情 況 反 應 出 壩 體 之 安 全 與 否 流 過 壩 體 壩 基 壩 座 之 滲 水 量, 常 被 視 為 判 釋 水 庫 現 況 及 日 後 營 運 狀 況 判 釋 的 一 個 重 要 指 標, 對 堆 填 壩 而 言 監 測 滲 水 量 是 安 全 管 理 上 最 重 要 的 工 作 滲 水 量 與 蓄 水 位 有 關, 在 無 相 對 應 的 蓄 水 位 變 化 或 豪 雨 下, 若 滲 水 量 遽 增 則 表 示 發 生 了 滲 水 上 的 問 題 ; 若 滲 水 變 混 濁 沈 積 物 增 加 成 分 改 變 時, 是 衍 生 嚴 重 滲 水 問 題 的 徵 兆 當 壩 體 下 游 面 有 新 出 現 滲 水 或 變 濕 潤 處 時, 也 表 示 有 滲 水 問 題 滲 水 量 測 可 使 用 量 桶 量 水 堰 量 水 槽 等 監 測 之 91

92 表 7.1 堆 填 壩 監 測 項 目 與 監 測 頻 率 一 覽 Charles, Bruce and Dan, 1987 監 測 頻 率 監 測 項 目 施 工 期 初 次 蓄 水 期 營 運 期 施 工 截 流 第 一 年 正 常 浸 潤 線 每 月 二 次 每 月 一 次 每 週 二 次 每 月 一 次 每 月 一 次 滲 水 每 月 一 次 每 月 一 次 每 週 三 次 每 月 一 次 每 月 一 次 孔 隙 水 壓 安 裝 後 之 完 整 數 據 每 月 一 次 每 週 二 次 每 月 一 次 每 月 一 次 土 壓 安 裝 後 之 完 整 數 據 每 月 一 次 每 週 一 次 每 月 一 次 每 季 一 次 內 部 變 位 安 裝 後 之 完 整 數 據 每 月 一 次 每 月 一 次 半 年 一 次 每 年 一 次 表 面 變 位 安 裝 時 半 年 一 次 每 季 一 次 半 年 一 次 視 需 要 震 動 有 爆 破 之 施 工 行 為 連 續 連 續 連 續 連 續 (a) 均 質 型 (b) 上 游 殼 層 (c) 下 游 殼 層 圖 7.1 堆 填 壩 浸 潤 線 位 置 [ 重 繪 自 : 中 國 土 木 水 利 工 程 學 繪 會, 1986;Cernica, 1995] 92

93 (d) 具 條 狀 排 水 (e) 具 L 型 排 水 (f) 具 水 平 排 水 續 圖 7.1 堆 填 浸 潤 線 位 置 93

94 (g) 具 趾 排 水 (h) 具 兩 側 排 水 (i) 中 央 心 牆 型 續 圖 7.1 堆 填 壩 浸 潤 線 位 置 3. 孔 隙 水 壓 吾 人 依 式 (7.1) 之 庫 倫 摩 擦 理 論 分 析 壩 體 之 抗 滑 動 性, 因 壩 體 材 料 之 抗 剪 強 度 與 其 有 效 應 力 成 正 比 例 ; 則 由 式 (7.2) 之 有 效 應 力 定 義 知 曉, 隨 孔 隙 水 壓 之 增 大 有 效 應 力 將 減 小 故 孔 隙 水 壓 會 折 減 壩 體 內 部 之 有 效 應 力, 而 降 低 壩 體 材 料 抗 剪 強 度, 致 其 抗 滑 動 的 安 全 係 數 降 低 高 浸 潤 線 或 滲 水 會 增 加 材 料 重 量 使 剪 應 力 增 大, 材 料 強 度 參 數 c 變 小, 發 生 超 額 孔 隙 水 壓, 其 結 果 也 是 降 低 壩 體 抗 滑 動 的 安 全 係 數 τ=c+ tanψ (7.1) =σ-u (7.2) τ: 抗 剪 強 度 c: 粘 著 力 : 內 摩 擦 角 94

95 : 有 效 應 力 σ: 全 應 力 ( 垂 直 土 壓 ) u: 孔 隙 水 壓 於 施 工 階 段, 可 經 由 孔 隙 水 壓 的 量 測 配 合 安 全 分 析 法, 檢 討 各 填 方 階 段 的 安 全 性, 以 為 控 制 填 方 速 度 之 依 據 ; 於 營 運 期 間, 量 測 壩 體 孔 隙 水 壓 以 確 定 其 長 期 安 全 性 ; 可 由 剛 性 構 造 物 底 部 之 孔 隙 水 壓 值 求 得 上 頂 壓 力 ; 地 震 時 孔 隙 水 壓 若 過 大, 致 式 (7.2) 的 為 零 時, 即 發 生 液 狀 化 常 用 之 孔 隙 水 壓 計 約 有 開 放 直 管 式 ( 觀 測 井 ) 電 阻 式 ( 圖 6.10) 氣 壓 式 ( 圖 6.11) 等 4. 土 壓 土 壓 計 主 要 是 量 測 壩 體 內 某 一 點 之 全 應 力 與 剛 性 構 造 物 面 之 土 壤 接 觸 壓 力 量 測 壩 體 內 土 壓 是 為 了 解 堆 填 壩 各 分 區 的 變 形 性 質, 因 幾 何 形 狀 而 引 起 的 應 力 集 中, 主 應 力 小 大 與 方 向 等 由 於 土 壓 量 測 值 須 與 孔 隙 水 壓 合 用 方 有 意 義, 故 於 壩 工 監 測 上 常 將 土 壓 計 配 置 於 孔 隙 水 壓 計 附 近 常 用 之 土 壓 計 有 氣 壓 式 電 阻 式 振 弦 式 等 5. 內 部 變 位 壩 體 內 部 之 變 位 含 垂 直 變 位 水 平 變 位 和 剪 變 位, 壩 體 會 因 這 些 變 位 而 產 生 裂 縫, 為 滲 水 和 壩 體 劣 化 的 主 要 因 素 此 等 變 位 乃 起 因 於 壩 體 基 礎 之 壓 密 作 用 或 蓄 水 地 震 等 外 力, 其 中 壓 密 作 用 支 配 垂 直 變 位 與 剪 變 位, 而 外 力 對 水 平 變 位 影 響 較 大 內 部 變 位 可 做 為 安 定 分 析 問 題 或 可 能 導 致 裂 縫 之 不 等 沈 陷 量 的 指 標, 亦 提 供 資 料 供 評 估 壓 密 作 用 或 強 度 改 變 情 形 之 用 變 位 往 往 因 壩 體 高 度 的 增 大 而 變 大, 故 越 大 型 的 壩 其 監 測 變 位 的 需 要 性 愈 增 a. 垂 直 變 位 ( 沉 陷 ) 量 測 對 象 為 壩 橫 斷 面 與 縱 斷 面 的 沉 陷 量 ; 在 壩 之 橫 斷 面 上, 因 殼 層 與 心 牆 之 物 王 力 學 性 質 不 同, 層 間 易 發 生 不 等 沉 陷 ; 另 在 壩 之 縱 斷 面 上, 基 礎 為 V 字 型 山 谷 狀, 因 壩 體 填 方 深 度 不 一, 致 產 生 不 等 值 之 壓 密 變 位 而 出 現 不 等 沉 陷 ; 一 般 以 層 別 沉 陷 計 量 測 之 b. 水 平 變 位 水 平 變 位 乃 指 二 點 間 的 相 對 水 平 變 位 量, 量 測 儀 器 配 置 於 壩 體 之 橫 斷 面 與 縱 斷 面 上 ; 量 測 壩 體 橫 斷 面 的 水 平 變 位, 有 助 於 了 解 壩 體 移 動 情 形 及 偵 測 縱 向 裂 縫 ; 量 測 壩 體 縱 斷 面 的 水 平 變 位, 則 有 助 於 偵 測 橫 向 裂 縫 ; 一 般 以 水 平 相 對 變 位 計 傾 斜 儀 量 測 之, 其 中 傾 斜 儀 可 同 時 量 測 內 部 變 位 的 水 平 與 垂 直 分 量 c. 剪 變 位 剪 變 位 即 發 生 於 殼 層 與 心 牆 界 面 基 礎 岩 盤 與 心 牆 界 面 間 之 相 對 位 移 ; 發 生 於 殼 層 與 心 牆 界 面 的 剪 變 位, 易 引 起 縱 向 裂 縫 ; 而 發 生 於 基 礎 岩 盤 與 心 牆 界 面 的 剪 變 位, 易 發 生 滲 水 路 嚴 重 危 及 壩 基 安 全 一 般 使 用 層 間 相 對 變 位 計, 量 測 殼 95

96 層 與 心 牆 界 面 的 剪 變 位 ; 以 剪 變 位 計 量 測 基 礎 岩 盤 與 心 牆 界 面 間 的 剪 變 位 6. 表 面 變 位 內 部 變 位 顯 現 於 外 即 出 現 於 壩 頂 或 側 邊 坡 的 表 面 變 位, 直 接 量 測 表 面 變 位 為 觀 察 壩 體 整 體 行 為 的 有 效 方 法, 評 估 壩 體 的 安 全 亦 需 依 賴 表 面 移 動 之 監 測 資 料 於 施 工 期, 監 測 外 部 位 移 可 瞭 解 邊 坡 側 擴 張 壩 頂 下 沈 壩 址 隆 起 壩 體 或 基 礎 之 側 向 展 延 等 狀 況 於 營 運 期, 因 壩 體 移 動 情 形 會 受 蓄 水 壓 孔 隙 水 壓 之 影 響 於 附 屬 構 造 物 導 水 管 橋 樑, 溢 洪 道 等 的 變 位 監 測, 對 於 評 估 壩 體 基 礎 附 屬 構 造 物 本 身 的 安 全 性 上 亦 是 不 可 或 缺 的 一 般 根 據 一 參 考 點 的 水 準 測 量 方 法 來 量 測 表 面 變 位, 測 量 參 考 點 可 設 置 於 壩 頂 壩 坡 壩 址 或 附 屬 構 造 物 上 7. 震 動 地 震 動 可 能 誘 發 壩 體 或 基 礎 內 產 生 液 化 現 象, 進 而 影 響 壩 體 的 安 全 性 或 使 構 造 物 混 凝 土 版 間 發 生 裂 縫 因 為 很 難 預 測 地 震 於 何 時 何 地 會 發 生, 故 廣 範 的 於 地 震 能 敏 感 或 局 部 性 的 於 壩 體 壩 基 之 液 沎 敏 感 區 位, 有 需 要 設 置 地 震 儀 二 監 測 頻 率 何 種 儀 器 於 何 時 開 始 監 測, 其 監 測 頻 率 多 久 等 並 無 固 定 法 則, 需 依 監 測 目 的 或 以 收 集 之 資 料 特 殊 環 境 水 庫 狀 態 而 定 一 般 監 測 頻 率 之 決 定 須 考 慮 下 列 因 素 : a. 水 庫 事 故 對 生 命 財 產 的 危 害 程 度 b. 水 庫 規 模 c. 水 庫 容 量 d. 地 震 對 壩 址 的 危 害 度 e. 壩 齡 及 其 狀 況 f. 蓄 水 位 上 下 波 動 之 頻 率 及 蓄 水 體 積 變 化 量 g. 過 去 之 間 題 及 不 正 常 結 構 行 為 另 一 方 面, 依 蓄 水 位 深 度 之 變 化 所 需 要 的 最 少 監 測 頻 率 原 則 如 下 : a. 蓄 水 位 達 1/4 總 水 深 至 少 量 測 一 次 b. 蓄 水 位 達 1/2 總 水 深 再 量 測 一 次 c. 蓄 水 位 在 1/2~3/4 總 水 深 間, 每 上 昇 1/10 總 水 深 量 測 一 次 d. 蓄 水 位 在 3/4 總 水 深 至 滿 水 位 間, 每 上 昇 2m 量 測 一 次 e. 滿 水 位 後 至 初 次 蓄 水 完 畢, 至 少 每 月 量 測 一 次 f. 初 次 蓄 水 期 如 蓄 水 工 作 有 中 斷, 中 斷 之 始 不 需 量 測 96

97 設 計 者 必 須 在 水 庫 施 工 前 即 建 立 監 測 程 序, 於 施 工 期 依 施 工 性 質, 於 初 次 蓄 水 期 則 依 蓄 水 準 則 來 建 立 監 測 程 序 ; 當 進 入 正 常 營 運 期 後 則 可 固 定 監 測 頻 率 監 測 頻 率 之 一 般 標 準 列 如 表 7.1, 但 可 依 據 各 時 期 之 監 測 資 料 檢 討 結 果, 調 整 變 更 該 期 之 後 續 監 測 頻 率 當 壩 體 發 生 不 尋 常 狀 況 時, 需 增 加 監 測 頻 率 並 詳 述 狀 況 ; 於 壩 體 可 能 發 生 之 狀 況 含 蓄 水 操 作 ( 蓄 水 位 急 降, 異 常 高 水 位 等 ) 地 震 監 測 數 據 異 常 發 現 新 滲 水 區 等 7.2 監 測 程 序 水 庫 管 理 單 位 藉 連 續 分 析 與 判 釋 監 測 資 料, 來 評 估 壩 體 及 附 屬 構 造 物 於 施 工 期 間 及 長 期 的 行 為 和 安 全 性, 並 可 找 出 構 造 物 之 異 常 行 為 與 潛 在 問 題 因 構 造 物 之 行 為 源 自 施 工 期 間 而 後 連 續 性 地 變 化 至 營 運 期 間, 因 此 監 測 數 據 對 設 計 者 施 工 者 營 運 管 理 人 員 而 言, 都 是 非 常 有 助 益 的 故 開 發 整 體 監 測 系 統 時 必 須 要 有 問 題 意 識, 針 對 問 題 制 訂 監 測 程 序 監 測 程 序 含 人 員 訓 練 監 測 資 料 管 理 量 測 儀 器 維 護 監 測 系 統 檢 查 四 大 項, 茲 說 明 之 一 人 員 訓 練 參 與 監 測 之 工 程 人 員 應 具 備 下 列 條 件 : a. 需 為 技 術 人 員, 勿 由 低 階 職 員 或 臨 時 工 替 代 b. 應 接 受 訓 練, 使 其 知 曉 監 測 之 目 的 c. 應 具 有 問 題 意 識, 期 能 較 早 進 入 狀 況, 做 好 分 內 工 作 d. 應 具 有 判 釋 量 測 儀 器 功 能 之 能 力, 因 為 大 部 份 的 異 常 監 測 資 料 可 能 是 起 因 於 儀 器 或 人 為 因 素 e. 應 認 識 構 造 物 之 行 為 及 影 響 該 行 為 之 內 外 在 因 素 和 相 互 關 係 f. 應 具 有 分 析 資 料 之 能 力, 因 為 任 何 項 目 的 錯 誤 都 可 能 使 監 測 資 料 失 去 意 義, 往 往 錯 誤 的 資 料 要 比 沒 有 資 料 更 糟, 因 為 錯 誤 資 料 可 能 導 致 工 程 師 採 取 不 適 當 的 措 施 g. 應 具 細 心 嚴 謹 之 工 作 態 度 二 監 測 資 料 管 理 連 續 性 的 監 測 資 料 管 理 工 作 可 概 分 成 資 料 的 記 錄 處 理 傳 輸 判 釋 及 應 變 措 施, 五 大 過 程 1. 資 料 記 錄 a. 選 取 適 當 之 量 測 時 間 b. 使 用 專 用 之 表 格 以 利 記 錄 工 作 及 存 檔 c. 須 按 已 制 訂 之 量 測 頻 率 表 記 錄 數 據 97

98 d. 同 時 記 錄 量 測 時 該 物 理 量 的 外 在 影 響 因 素 ( 如 水 位 尾 水 位 氣 溫 降 雨 量 等 ) e. 除 記 錄 數 據 外 尚 須 輔 以 說 明, 以 利 判 釋 f. 須 校 正 量 測 儀 器 本 身 的 功 能 是 否 正 常 g. 避 免 人 為 的 疏 忽 或 錯 誤 2. 資 料 處 理 a. 資 料 的 正 確 性 是 最 基 本 的 要 求, 因 為 錯 誤 資 料 可 能 誤 導 出 不 適 宜 的 應 變 措 施, 監 測 人 員 應 具 有 消 除 錯 誤 資 料 的 能 力 b. 新 測 資 料 需 與 記 錄 資 料 或 附 近 類 似 儀 器 之 資 料 相 比 對, 以 較 核 是 否 有 異 常, 如 發 現 有 異 須 註 明 並 即 往 上 報 告 c. 儀 器 功 能 發 生 異 常 有 時 無 法 立 即 發 現, 須 觀 察 一 段 時 間 經 由 記 錄 曲 線 走 勢 偏 離 才 能 發 現, 而 當 發 現 時 已 有 相 當 時 日, 此 時 除 須 儘 快 修 護 儀 器 外, 原 來 有 問 題 的 記 錄 曲 線 須 根 據 過 去 的 資 料 修 正 後 再 予 以 續 接, 唯 原 來 有 問 題 的 曲 線 仍 須 保 留 備 查 3. 資 料 傳 輸 a. 資 料 傳 輸 部 門 需 對 監 測 資 料 做 初 步 判 釋, 並 交 換 異 常 資 料 心 得 b. 勿 因 現 場 監 測 資 料 的 初 步 判 釋 而 曠 日 廢 時, 需 於 限 期 內 傳 輸 至 判 釋 機 構 c. 須 將 記 錄 的 數 據 直 接 地 傳 輸 至 判 釋 機 構, 勿 經 中 間 轉 傳 e. 若 能 使 用 自 動 化 資 料 傳 輸 網 路 是 最 理 想 的, 但 仍 必 須 要 克 服 遙 測 資 料 量 及 其 他 影 響 因 素 f. 為 避 免 資 料 因 轉 編 輯 而 造 成 錯 誤, 監 測 人 員 可 將 監 測 數 據 輸 入 攜 帶 式 電 訊 傳 輸 電 腦, 再 通 過 傳 輸 網 路 直 接 傳 輸 至 判 釋 機 構 的 主 電 腦 g. 當 資 訊 網 路 無 法 使 用 時, 某 些 緊 急 資 料 亦 可 考 慮 使 用 電 話 傳 真 電 子 郵 件 傳 輸 h. 監 測 資 料 種 類 有 列 印 資 料 已 處 理 資 料 圖 示 資 料 已 判 釋 之 資 料 等, 需 建 立 傳 輸 管 道 以 供 給 不 同 管 理 性 質 人 員 所 需 之 資 料 種 類 4. 資 料 判 釋 a. 判 釋 機 構 在 收 到 監 測 資 料 時 需 立 即 判 釋 b. 根 據 經 驗, 監 測 資 料 的 異 常 性 常 起 因 於 資 料 記 錄 傳 輸 過 程 中 的 人 為 誤 差 c. 簡 單 明 顯 的 錯 誤 資 料, 可 由 監 測 人 員 處 得 到 證 實 並 做 勘 誤 d. 如 屬 單 一 異 常 數 據, 則 可 能 是 人 為 錯 誤 e. 如 為 重 覆 的 異 常 數 據, 則 可 能 是 監 測 系 統 故 障 f. 需 使 用 電 腦 軟 體 綜 合 檢 查 連 續 性 的 監 測 資 料, 並 做 圖 示 資 料 供 專 家 判 釋 用 g. 一 般 要 求 兩 份 圖 示 資 料, 一 份 供 相 關 管 理 單 位 參 閱, 一 份 供 工 程 研 究 用 h. 供 工 程 研 究 用 資 料, 須 經 資 料 處 理 者 或 判 釋 人 員 分 析 過, 以 檢 查 異 常 性 並 勘 98

99 誤 之, 以 確 保 此 圖 示 資 料 是 合 理 且 能 代 表 現 場 狀 況 i. 對 同 一 監 測 儀 器 的 新 舊 資 料 須 做 綜 合 比 較 j. 若 於 資 料 序 列 中 沒 發 現 異 常 狀 況 或 潛 在 問 題 時, 將 此 資 料 建 檔 供 日 後 參 考, 並 供 編 彙 定 期 壩 體 結 構 行 為 報 告 用 k. 新 資 料 如 具 不 同 以 往 資 料 之 數 據 或 趨 勢, 則 表 示 有 異 常 5. 應 變 措 施 a. 當 判 釋 機 構 發 現 有 異 常 數 據 時, 應 立 即 與 監 測 人 員 聯 繫, 並 採 取 應 變 措 施 b. 如 判 釋 出 具 有 嚴 重 潛 在 問 題 時, 須 立 即 通 知 工 程 研 究 輔 導 委 員 會, 並 採 取 必 要 措 施, 接 著 開 管 理 階 層 會 議 以 決 定 正 確 處 理 措 施, 如 緊 急 降 低 蓄 水 位 等 c. 須 增 加 監 測 頻 率 至 潛 在 問 題 不 顯 著 或 改 善 為 止 三 量 測 儀 器 維 護 a. 孔 隙 水 壓 土 壓 內 部 變 位 等 量 測 儀 器 的 探 測 端 子 須 檢 查, 感 應 器 須 律 定, 以 修 正 其 缺 陷 b. 移 動 式 儀 器 需 定 期 律 定 c. 量 測 儀 器 必 須 被 維 護 在 完 善 的 操 作 狀 態 下 d. 觀 察 井 或 各 式 水 壓 計 會 因 冰 凍 穴 蝕 套 管 材 料 流 失 鑽 孔 內 監 測 設 備 缺 失 等 而 受 損, 一 般 這 些 儀 器 在 5 年 內 就 會 失 去 功 能 四 監 測 系 統 檢 查 1. 觀 測 井 a. 升 管 有 否 灣 曲 b. 升 管 露 出 地 表 之 頂 部 有 否 撞 損 c. 升 管 頂 蓋 及 鎖 有 否 遺 失 d. 升 管 有 否 堵 塞 2. 量 水 堰 a. 水 位 刻 畫 是 否 易 讀 b. 水 位 尺 是 否 有 移 動 損 壞 c. 水 位 尺 的 0 刻 畫 是 否 與 V 型 槽 底 高 度 吻 合 d. 量 水 堰 的 尺 寸 是 否 適 合 e. 量 水 堰 的 位 置 是 否 適 合 f. 滲 水 是 否 有 完 全 經 過 量 水 堰 g. 量 水 堰 上 游 有 否 淤 積 h. 有 否 雜 物 堵 在 量 水 堰 99

100 i. 量 水 堰 的 溢 流 槽 邊 緣 是 否 乾 淨 3. 孔 隙 水 壓 土 壓 計 a. 探 測 端 子 有 否 銹 蝕 b. 線 路 的 輸 出 部 份 有 否 損 壞 c. 水 管 或 水 壓 錶 有 否 損 壞 或 滲 水 d. 升 管 有 否 損 壞 e. 升 管 頂 蓋 有 否 遺 失 或 損 壞 4. 內 部 變 位 計 a. 探 測 端 子 有 否 銹 蝕 b. 線 路 的 輸 出 部 份 有 否 損 壞 c. 升 管 有 否 損 壞 d. 升 管 頂 蓋 有 否 遺 失 或 損 壞 e. 傾 斜 儀 基 座 版 有 否 鬆 動 5. 外 部 變 位 量 測 參 考 點 檢 查 經 緯 儀 及 覘 標 基 座 或 測 點 有 否 移 動 損 壞, 追 查 導 致 移 動 之 原 因 6. 終 端 箱 a. 終 端 箱 是 否 潮 濕 積 水 銹 蝕 b. 終 端 箱 各 儀 器 標 示 是 否 不 當 或 不 明 100

101 第 八 章 量 測 儀 器 與 配 置 於 壩 體 之 監 測, 並 無 一 適 宜 法 則 來 決 定 量 測 儀 器 的 種 類 數 量 與 配 置 等, 最 有 效 的 方 法 乃 是 依 專 業 的 經 驗 知 識 直 覺 來 判 斷 壩 體 的 獨 特 性, 以 選 擇 合 用 的 儀 器, 並 配 置 於 適 當 位 置 於 本 章 將 對 浸 潤 線 滲 水 孔 隙 水 壓 土 壓 垂 直 變 位 水 平 變 位 剪 變 位 表 面 變 位 震 動, 九 大 項 的 量 測 儀 器 與 配 置 做 原 則 性 的 說 明 鄭 文 隆,1983; 黃 鉅 棟,1985; 日 本 ダム 管 理 調 查 委 員 會,1987; 經 濟 部, 浸 潤 線 與 滲 水 一 浸 潤 線 一 般 是 以 觀 測 井 來 量 測 浸 潤 線 之 位 置, 觀 測 井 的 安 裝 與 配 置 如 圖 8.1, 壩 體 內 的 滲 水 經 透 水 孔 進 入 豎 管, 而 向 上 昇 至 與 觀 測 井 外 側 土 壤 相 同 之 水 位 為 止 觀 測 井 應 盡 量 配 置 於 隱 蔽 處 且 近 封 閉 性 地 段, 要 遠 離 路 溝 渠, 而 且 使 用 抗 腐 蝕 性 之 材 料 其 監 測 應 選 壩 體 之 代 表 性 斷 面 一 處 以 上, 各 斷 面 由 壩 軸 向 下 游 選 擇 三 點 以 上 量 測 之, 以 掌 握 上 下 游 方 向 浸 潤 線 變 化, 浸 潤 線 之 計 測, 可 配 合 壩 體 鑽 孔 調 查 辦 理 二 滲 水 可 能 滲 水 路 徑 位 置 於 壩 體 壩 基 基 礎 地 盤 壩 座 剛 性 構 造 物 周 圍 等, 滲 水 之 量 測 可 使 用 量 桶 量 水 堰 及 量 水 槽 1. 量 桶 為 最 精 確 且 直 接 之 量 測 方 法, 如 圖 8.2(a) 以 一 圓 管 將 滲 水 導 至 量 桶 內, 而 記 錄 充 滿 該 量 桶 所 需 的 時 間, 則 可 求 得 滲 水 量 2. 量 水 堰 一 般 採 用 之 量 水 堰 為 V 型 堰 矩 型 堰, 當 滲 水 量 小 於 450gal/min 時 適 用 之, 雖 不 及 量 桶 精 確 然 可 節 省 時 間 亦 適 於 自 動 監 測, 其 安 裝 例 示 於 圖 8.2(b) 需 注 意 堰 頂 金 屬 片 之 狀 況, 是 否 有 破 損 或 溶 解 礦 物 附 著 3. 量 水 槽 因 量 水 堰 對 水 流 有 較 多 限 制, 故 當 滲 水 量 大 於 450gal/min 時, 以 使 用 圖 8.2(c) 所 示 之 量 水 槽 較 適 宜 101

102 保 護 鋼 帽 壩 體 鎖 豎 管 混 凝 土 或 灌 漿 回 填 砂 石 透 水 孔 回 填 砂 (a) 安 裝 水 位 (b) 配 置 圖 8.1 觀 測 井 之 安 裝 與 配 置 102

103 記 錄 蓄 滿 水 桶 所 需 時 間 集 流 溝 小 提 量 桶 (a) 量 桶 水 尺 水 尺 ( 刻 於 阻 水 板 上 游 面 ) 堆 石 防 止 沖 刷 (b) 量 水 堰 喉 寬 水 槽 高 度 (c) 量 水 槽 圖 8.2 滲 水 量 測 設 施 103

104 滲 水 量 測 要 領 如 下 : 1. 蓄 水 前 量 測 之 滲 水 量 稱 湧 水 量, 湧 水 量 中 不 受 降 雨 影 響 之 最 小 滲 水 量 稱 基 底 湧 水 量 2. 湧 水 量 需 於 壩 體 完 工 至 初 次 蓄 水 前, 以 一 年 期 間 事 先 測 定 之 3. 蓄 水 後 所 量 測 之 壩 體 全 滲 水 量 稱 壩 體 滲 水 量 4. 蓄 水 後 所 量 測 之 壩 基 全 滲 水 量 稱 基 礎 滲 水 量 5. 欲 觀 察 蓄 水 位 與 壩 體 壩 基 滲 水 之 關 係, 需 以 ( 全 滲 水 量 - 湧 水 量 ) 之 值 觀 察 之 6. 多 在 壩 趾 設 集 水 渠 及 量 水 堰, 以 量 測 壩 體 的 滲 水 7. 如 需 分 別 量 測 壩 體 某 一 區 的 滲 水 時, 需 在 壩 內 截 水 設 施 之 下 游 濾 層 處 設 集 流 設 備, 並 用 管 路 排 放 於 廊 道 或 壩 趾 量 測 之 8. 若 壩 趾 下 游 存 在 尾 水 位 時, 將 較 難 量 測 滲 水 量, 可 將 滲 水 蓄 留 於 蓄 水 池, 再 固 定 時 間 抽 排 以 測 其 滲 水 量 9. 基 礎 岩 盤 內 若 設 有 廊 道, 可 在 灌 漿 之 下 游 設 滲 水 觀 測 孔, 以 量 測 壩 基 滲 水 10. 滲 水 觀 測 孔 若 兼 設 有 孔 隙 水 壓 計, 則 當 打 開 閥 門 時 因 會 產 生 暫 時 性 的 較 大 水 量, 故 必 需 等 其 穩 定 後 再 量 測 11. 於 兼 設 有 孔 隙 水 壓 計 之 滲 水 觀 測 孔 處, 若 其 位 置 於 可 能 發 生 管 湧 之 區 域, 則 因 閥 門 的 開 與 關 會 誘 發 管 湧, 故 需 減 少 測 定 頻 率 1. 水 溫 有 關 滲 水 的 調 查, 尚 需 測 定 水 溫 ph 值 ( 氫 離 子 濃 度 ) 濁 度 等 水 質 項 目 水 溫 量 測 儀 器 有 水 銀 溫 度 計 白 金 抵 抗 溫 度 計 等, 可 由 人 工 讀 取 或 自 動 記 錄 2.pH 值 一 般 以 玻 璃 電 極 法 量 測 ph 值, 其 原 理 如 圖 8.3 所 示 般, 兩 片 電 極 薄 膜 分 別 置 於 標 準 液 與 待 測 溶 液 內, 將 會 產 生 對 應 於 不 同 ph 值 差 的 電 壓 使 用 此 法 時 需 注 意 下 列 事 項 : a. 電 極 薄 膜 不 得 附 著 污 物 需 隨 時 洗 淨 b. 標 準 液 會 因 溶 出 之 玻 璃 成 份 而 改 變 性 質, 需 定 時 律 定 c. 適 時 補 充 標 準 液 d. 不 得 使 用 會 於 會 腐 蝕 玻 璃 之 待 測 溶 液 104

105 電 極 I 標 準 液 電 極 I 待 測 溶 液 玻 璃 薄 膜 圖 8.3 玻 璃 電 極 法 量 測 ph 值 3. 濁 度 數 種 濁 度 計 的 原 理 如 下 : a. 透 光 方 式 利 用 光 源 透 過 懸 浮 液 的 光 度 與 濁 度 間 具 指 數 函 數 關 係, 藉 量 測 透 過 光 度 以 計 算 懸 浮 液 的 濁 度 ; 此 法 可 量 測 高 濁 度, 唯 易 受 色 澤 及 玻 璃 容 器 不 潔 之 影 響 ( 圖 8.4(a)) b. 散 光 方 式 光 源 會 因 溶 液 內 微 小 粒 子 而 生 散 光, 此 散 光 強 度 與 濁 度 具 比 例 關 係 ; 此 法 適 用 於 高 濁 度 之 量 測, 然 易 受 色 澤 及 玻 璃 容 器 不 潔 之 影 響 ( 圖 8.4(b)) c. 積 分 球 方 式 由 積 分 球 收 集 光 源 透 過 溶 液 之 散 光 與 直 行 光,( 散 光 度 直 行 光 度 ) 值 與 濁 度 呈 比 例 關 係 ; 適 用 於 低 濁 度 之 量 測, 仍 會 受 玻 璃 容 器 不 潔 之 影 響 ( 圖 8.4(c)) d. 表 面 散 光 方 式 依 光 源 照 射 溶 液 水 面 反 射 之 散 光 強 度 來 測 定 濁 度 ( 圖 8.4(d)); 不 受 色 澤 玻 璃 容 器 不 潔 之 影 響, 可 量 測 水 面 之 範 圍 廣, 唯 溶 液 水 面 難 保 持 穩 定 除 以 濁 度 計 量 測 濁 度 外, 尚 需 注 意 滲 水 之 色 澤 及 懸 浮 物 質, 其 懸 浮 物 質 如 細 料 土 壤 岩 石 粉 末 石 膏 石 灰 雲 母 溶 解 性 礦 物 等 105

106 光 源 (a) 透 光 方 式 光 源 (b) 散 光 方 式 光 源 (c) 積 分 球 方 式 光 源 (d) 表 面 散 光 方 式 圖 8.4 濁 度 計 之 原 理 106

107 8.2 壓 力 一 孔 隙 水 壓 孔 隙 水 壓 計 有 氣 壓 式 電 阻 式 振 弦 式 觀 測 井 等 1. 氣 壓 式 圖 8.5(a) 為 氣 壓 式 孔 隙 水 壓 計 示 意 圖, 在 輸 氣 管 前 線 端 有 一 柔 性 隔 膜 壓 住 管 線 通 路, 當 外 加 氣 壓 超 過 隔 膜 另 側 之 孔 隙 水 壓 時, 輸 入 的 氣 體 將 推 開 隔 膜 而 沿 迴 氣 管 線 回 至 顯 示 器 而 量 得 孔 隙 水 壓 其 優 點 為, 供 觀 測 者 使 用 的 加 壓 氣 體 為 無 毒 之 氮 氣, 甚 耐 用 依 使 用 經 驗 有 超 過 20 年 者 ; 缺 點 為, 讀 數 至 穩 定 時 可 能 需 10~20 分 鐘, 無 法 探 知 出 小 於 大 氣 壓 力 之 孔 隙 水 壓 2. 電 阻 式 乃 利 用 孔 隙 水 壓 使 應 變 片 中 電 阻 變 化 而 輸 出 電 壓 差 之 原 理 量 測 之, 其 安 裝 如 圖 8.5(b) 電 氣 式 孔 隙 水 壓 計 的 讀 數 可 瞬 間 取 得, 不 但 人 工 易 讀 取, 且 最 適 於 自 動 監 測 ; 缺 點 為 懼 雷 電, 需 有 避 雷 設 施 3. 振 弦 式 乃 目 前 被 公 認 最 具 發 展 潛 力 之 孔 隙 水 壓 計, 唯 價 格 較 高 如 圖 8.5(c) 所 示 般, 孔 隙 水 壓 的 探 知 係 由 計 頭 的 振 弦 變 化 頻 率 換 算 而 得 圖 8.6 為 示 販 孔 隙 水 壓 計 之 商 品 例 4. 觀 測 井 乃 是 將 電 阻 式 振 弦 式 感 應 器 兼 設 於 觀 測 井 內, 以 量 測 孔 隙 水 壓 之 設 施 ( 見 圖 8.1) 107

108 安 裝 時 之 填 土 表 面 輸 氣 管 線 測 讀 器 氮 氣 瓶 柔 性 隔 膜 濾 石 潔 淨 石 (a) 氣 壓 式 安 裝 時 之 填 土 表 面 電 纜 線 測 讀 器 電 阻 絲 隔 膜 濾 石 潔 淨 砂 R 1 R, 2 (b) 電 阻 式 安 裝 時 之 填 土 表 面 電 纜 線 測 讀 器 振 動 子 及 感 測 子 振 動 絲 隔 膜 濾 石 潔 淨 砂 (c) 振 弦 式 圖 8.5 孔 隙 水 壓 計 ( 重 繪 自 : 鄭 文 隆,1983) 108

109 規 格 輸 出 2mV/V( 應 變 ) 非 直 線 性 容 許 電 壓 輸 出 入 電 阻 0.5%RO 10V 350 容 許 溫 度 範 圍 0~+70 容 許 超 過 負 荷 120% 重 量 約 800g 規 格 輸 出 力 1mV/V 以 上 ( 應 變 以 上 ) 非 直 線 性 容 許 電 壓 輸 出 入 電 阻 0.5%RO 10V 350 容 許 溫 度 範 圍 0~+80 容 許 過 負 荷 150% 重 量 約 320g 圖 8.6 市 販 孔 隙 水 壓 計 ( 摘 自 : 日 本 共 和 電 業,1990) 109

110 依 配 置 方 式 孔 隙 水 壓 計 可 分 壩 體 型 與 壩 基 型 二 種 : 1. 壩 體 型 其 安 裝 為 當 填 方 高 程 達 到 指 定 位 置 時, 開 挖 一 土 坑 置 入 水 壓 計 頭 後, 周 圍 以 原 狀 土 壤 回 填, 坑 之 上 部 亦 應 以 皂 土 封 閉 之 壩 體 內 部 孔 隙 水 壓 計 之 配 置 例 示 於 圖 8.7, 其 一 般 配 置 原 則 為 : a. 孔 隙 水 壓 的 量 測 作 用 含 施 工 期 及 營 運 期, 配 置 前 需 了 解 孔 隙 水 壓 的 分 佈 趨 勢 b. 施 工 期 壩 體 內 之 等 孔 隙 水 壓 線, 大 致 沿 壩 基 不 通 水 層 呈 平 行 狀 排 列 c. 營 運 期 壩 體 內 之 等 孔 隙 水 壓 線 則 沿 浸 潤 線 趨 勢 分 佈 d. 因 孔 隙 水 壓 可 輔 助 壩 體 安 全 分 析, 應 將 其 配 置 於 可 發 揮 安 全 分 析 用 之 處 e. 宜 量 測 堆 填 壩 代 表 性 斷 面 之 孔 隙 水 壓 分 佈 孔 隙 水 壓 計 (a) 分 區 型 堆 填 壩 孔 隙 水 壓 計 配 置 (b) 孔 隙 水 壓 分 佈 例 圖 8.7 壩 體 型 孔 隙 水 壓 計 配 置 例 110

111 2. 壩 基 型 其 安 裝 需 先 鑽 直 徑 大 於 水 壓 計 直 徑 二 倍 之 孔, 孔 內 注 入 清 水 後 倒 入 厚 達 10cm 之 潔 淨 粗 砂, 將 已 浸 水 48 小 時 的 孔 隙 水 壓 計 頭 放 入 孔 內, 再 倒 入 潔 淨 粗 砂 至 少 覆 蓋 水 壓 計 頭 15cm 以 上, 其 上 以 皂 土 將 孔 完 全 封 壩 基 型 孔 隙 水 壓 計 之 配 置 例 示 於 圖 8.8, 其 一 般 配 置 原 則 為 : a. 孔 隙 水 壓 為 管 湧 之 原 因, 故 需 配 置 於 透 水 性 岩 盤 處 b. 孔 隙 水 壓 計 配 置 於 壩 基 截 水 幕 之 兩 側, 以 校 核 截 水 幕 功 能 c. 於 壩 座 易 因 剪 變 位 而 發 生 滲 水 裂 縫, 需 配 置 孔 隙 水 壓 計 d. 孔 隙 水 壓 計 配 置 於 濾 層 附 近, 以 監 視 濾 層 之 功 能 e. 剛 性 構 造 物 底 部 需 量 測 孔 隙 水 壓, 以 計 算 上 頂 力 截 幕 灌 漿 孔 隙 水 壓 計 (a) 壩 基 孔 隙 水 壓 計 (b) 壩 座 圖 8.8 壩 基 型 孔 隙 水 壓 計 配 置 例 111

112 二 土 壓 土 壓 計 之 量 測 器 原 理 同 孔 隙 水 壓 計, 有 氣 壓 式 電 阻 式 振 弦 式 三 類, 圖 8.9 為 其 儀 器 示 意 土 壓 計 之 測 得 量 為 總 壓 力, 因 需 於 同 處 測 得 孔 隙 水 壓 方 能 適 用 於 有 效 應 力 分 析 法 裡, 故 於 設 計 上 常 將 孔 隙 水 壓 計 與 土 壓 計 合 併 配 置 ( 見 圖 8.9(d)); 而 圖 8.10 為 土 壓 計 商 品 例 於 諸 物 理 量 中 土 壓 的 量 測 最 困 難, 其 量 測 技 術 有 待 開 發, 雖 已 於 現 場 使 用, 唯 研 究 色 彩 尚 濃 土 壓 量 測 的 困 難 點 為 : a. 安 裝 土 壓 計 需 考 慮 其 反 力 點, 於 土 體 內 甚 難 達 成 b. 因 土 壤 具 抗 剪 強 度, 會 使 土 壤 與 土 壓 計 受 壓 部 介 面 產 生 相 互 作 用 c. 於 受 壓 部 周 邊 易 發 生 應 力 集 中 現 象 致 難 測 得 真 實 值, 受 壓 部 直 徑 D 與 土 壓 計 厚 度 H 的 比 值 D/H 愈 小, 其 應 力 集 中 現 象 愈 大 ( 參 閱 圖 6.10) d. 好 的 土 壓 計 若 安 裝 不 好, 亦 會 產 生 數 成 的 量 測 誤 差 e. 甚 難 驗 證 量 測 值 的 正 確 性 安 裝 土 壓 計 之 目 的, 是 為 了 瞭 解 因 壩 體 各 區 變 形 性 質 與 幾 何 形 狀 之 差 異 性 或 複 雜 之 岩 盤 狀 況 對 土 壓 分 佈 的 影 響, 並 與 設 計 值 相 比 較 為 達 此 目 的, 往 往 需 量 測 二 維 或 三 維 的 土 壓, 然 而 一 個 土 壓 計 只 能 量 測 單 一 方 向 之 土 壓, 故 於 二 維 的 土 壓 量 測 需 安 裝 三 方 向, 於 三 維 的 土 壓 量 測 則 需 安 裝 六 方 向 112

113 充 油 空 間 充 油 管 線 輸 氣 管 線 輸 入 壓 力 氣 體 以 量 測 孔 隙 壓 力 柔 性 隔 膜 (a) 氣 壓 式 電 纜 線 測 讀 器 電 阻 絲 R R 1, 2 (b) 電 阻 式 振 動 絲 振 動 子 及 感 測 子 電 纜 線 測 讀 器 (c) 振 弦 式 土 壓 計 孔 隙 水 壓 計 (d) 土 水 壓 計 合 併 配 置 圖 8.9 土 壓 計 [ 重 繪 自 : 鄭 文 隆,1983] 113

114 (a) 壁 面 土 壓 計 (b) 小 型 土 壓 計 (c) 大 型 土 壓 計 圖 8.10 市 販 土 壓 計 例 ( 摘 自 : 日 本 共 和 電 業,1990) 114

115 8.3 變 位 一 垂 直 變 位 量 測 壩 體 內 部 垂 直 變 位 儀 器 中 最 廣 泛 被 使 用 者 為 層 別 沉 陷 計 ( 見 圖 8.11), 主 要 構 造 為 一 貫 穿 壩 體 整 個 斷 面 之 觀 測 孔 及 沉 陷 板 探 知 器, 其 下 部 錨 定 於 壩 基 岩 盤 中, 隨 著 填 方 昇 高 至 特 定 高 程 處 接 續 觀 測 管, 並 將 沉 陷 固 定 於 十 字 臂 上 一 齊 埋 設 當 壩 體 產 生 垂 直 變 位 時 將 帶 動 十 字 變 位, 從 觀 測 管 內 插 入 纜 線 探 知 器 以 探 知 沉 陷 板 的 位 置, 此 時 由 纜 線 的 長 度 可 得 知 各 層 的 沉 陷 量 ; 長 期 的 監 測 出 各 沉 陷 板 位 置, 而 得 全 剖 面 的 沉 陷 分 佈 情 形 觀 測 管 的 材 質 甚 重 要, 不 得 太 硬 致 使 管 無 法 反 應 出 壩 體 變 形, 亦 不 得 太 軟 因 隨 意 變 形 而 導 致 探 知 器 無 法 插 入 觀 測 管 內 ; 觀 測 管 的 入 口 部 應 隨 時 保 持 封 閉, 以 防 雨 水 或 雜 物 進 入 阻 塞 觀 測 管 壩 頂 套 圈 纜 線 探 知 器 顯 示 器 混 凝 土 室 連 接 頭 十 字 臂 沈 陷 板 錨 定 座 圖 8.11 層 別 沉 陷 計 示 意 115

116 於 堆 填 壩, 其 心 牆 會 因 壓 密 作 用 而 發 生 較 大 沉 陷, 於 殼 層 則 沉 陷 較 小, 因 相 對 變 位 而 易 生 裂 縫 一 般 選 擇 數 個 斷 面, 於 每 個 斷 面 之 心 牆 及 鄰 接 上 下 游 殼 層 處 配 置 層 別 沉 陷 計, 如 圖 8.12 於 配 置 上 之 考 慮 事 項 為 : a. 配 置 於 基 礎 含 壓 縮 性 黏 土 層 或 較 不 緊 密 的 粉 土 砂 質 土 堆 積 層 處 b. 配 置 於 基 礎 含 數 種 不 同 地 層, 其 中 含 壓 縮 性 土 層 處 c. 配 置 於 分 區 型 堆 填 壩 內 材 料 之 夯 實 及 壓 密 性 質 有 顯 著 不 同 處 d. 配 置 於 填 方 接 近 剛 性 結 構 物 附 近 E (a) 縱 斷 面 (b) 橫 斷 面 圖 8.12 層 別 沉 陷 計 配 置 例 116

117 二 水 平 變 位 壩 體 內 之 水 平 變 位 乃 指 二 點 間 的 相 對 水 平 變 位 量, 有 直 接 和 間 接 兩 種 量 測 法, 其 中 直 接 量 測 法 乃 使 用 水 平 相 對 變 位 計 直 接 測 變 位, 而 間 接 量 測 法 則 是 以 傾 斜 儀 量 測 觀 測 管 的 傾 角 再 換 算 成 水 平 變 位 量 測 壩 體 橫 斷 面 的 水 平 變 位, 有 助 於 了 解 壩 體 移 動 情 形 及 偵 測 縱 向 裂 縫 ; 量 測 壩 縱 斷 面 的 水 平 變 位, 有 助 於 偵 測 橫 向 裂 縫 1. 水 平 相 對 變 位 計 a. 機 械 式 係 與 十 字 臂 型 層 別 沉 陷 計 合 併 使 用, 十 字 臂 的 兩 端 帶 有 錨 定 板, 透 過 連 鎖 系 統 可 將 水 平 移 動 系 統 傳 遞 至 垂 直 移 動 系 統, 而 由 測 定 十 字 臂 的 移 動 量, 同 時 得 到 垂 直 與 水 平 之 變 位, 其 安 裝 可 參 閱 圖 8.11 b. 電 阻 式 電 阻 式 之 水 平 相 對 變 位 計 比 機 械 式 者 精 密 且 方 便 ; 其 感 應 器 為 電 阻 應 變 片, 變 位 計 具 有 兩 端 之 錨 定 板, 板 間 以 端 邊 附 有 電 阻 應 變 片 之 連 桿 相 接, 當 連 桿 受 錨 定 板 拉 伸 或 擠 壓 時, 將 使 感 應 器 輸 出 之 電 阻 產 生 變 化, 而 從 終 端 箱 之 顯 示 器 讀 取 水 平 變 位 其 配 置 一 例 示 於 圖.813, 挖 一 約 50cm 寬 100cm 深 之 溝 槽, 平 整 溝 內 後 舖 約 15cm 的 心 牆 土 壤, 接 著 置 入 水 平 相 對 變 位 計, 再 覆 蓋 大 於 15cm 厚 的 心 牆 土 壤, 並 注 意 回 填 夯 實 度 應 與 周 邊 土 壤 一 致 變 位 計 通 常 每 節 為 3m, 一 組 變 位 計 可 由 數 節 接 合, 安 裝 時 需 調 整 連 桿 的 初 始 位 置, 並 使 連 結 點 確 實 牢 固 圖 8.13 水 平 相 對 變 位 計 配 置 例 2. 傾 斜 儀 為 量 測 觀 測 管 傾 角 而 得 變 位 之 一 種 儀 器, 含 帶 有 導 輪 的 觀 測 管 與 帶 有 導 輪 的 偵 測 桿, 量 測 時 把 偵 測 桿 依 導 輪 槽 方 向 置 入 觀 測 管 中, 由 偵 測 桿 連 續 性 地 讀 取 傾 角 求 變 位 於 水 平 垂 直 向 之 分 佈 ; 儀 器 一 例 示 於 圖 8.14 量 測 壩 體 橫 斷 面 的 水 平 變 位, 配 置 於 壩 體 中 央 最 大 斷 面 上, 預 期 安 全 係 數 最 低 的 滑 動 圓 弧 附 近 ; 而 將 量 測 壩 體 縱 斷 面 的 水 平 變 位 計, 配 置 於 預 估 差 異 沉 陷 值 最 大 之 處 117

118 終 端 箱 觀 測 管 砂 感 應 器 圖 8.14 傾 斜 儀 安 裝 示 意 近 代 傾 斜 儀 多 採 用 慣 性 原 理 以 電 壓 輸 出 訊 號 之 改 變 量 設 計 之, 式 (8-1) 為 儀 器 設 計 公 式, 經 由 各 特 定 深 度 量 測 角 度 變 化 量 作 傾 角 變 化 曲 線 如 圖 8.15 傾 斜 儀 觀 測 一 般 採 用 由 觀 測 管 底 部 向 上 取 等 距 離 L 量 測 之, 則 測 點 間 位 移 量 =L sin θ 總 位 移 量 =ΣL sinθ; 若 假 定 觀 測 管 底 部 位 移 量 為 零, 則 可 繪 出 位 移 變 化 曲 線 如 圖 8.16 sinθ=k.r (8-1) θ: 偵 測 桿 軸 線 與 重 力 線 之 夾 角 ( 或 傾 角 ) K: 較 正 係 數 R: 偵 測 桿 量 測 值 118

119 深 度 滑 動 面 傾 角 圖 8.15 傾 斜 儀 量 測 傾 角 變 化 曲 線 例 深 度 滑 動 面 位 移 圖 8.16 傾 斜 儀 量 測 水 平 位 移 變 化 曲 線 例 ( 摘 自 : 黃 鉅 棟, 1985) 119

120 傾 斜 儀 觀 測 精 度 受 觀 測 管 垂 直 度 測 試 控 制 操 作 程 序 溫 度 等 影 響 可 能 產 生 的 量 測 誤 差 有 隨 機 誤 差 及 系 統 誤 差 兩 種 a. 隨 機 誤 差 通 常 與 測 試 裝 置 是 否 穩 定 有 關, 如 導 輪 與 凹 槽 間 是 否 平 滑, 觀 測 深 度 是 否 控 制 得 當 及 觀 測 管 垂 直 度 扭 曲 等 ; 隨 機 誤 差 往 往 和 測 讀 次 數 的 平 方 根 成 正 比 b. 系 統 誤 差 為 源 自 顯 示 器 與 感 應 器 之 律 定 誤 差 因 溫 度 或 長 期 使 用 變 化 而 產 生 之 誤 差 偵 測 桿 量 測 傾 角 所 產 生 之 誤 差 等, 其 中 以 偵 測 桿 量 測 傾 角 誤 差 最 為 嚴 重 ; 系 統 誤 差 隨 測 讀 次 數 增 加 而 增 大 因 甚 難 預 測 整 體 的 量 測 誤 差 量, 故 僅 能 靠 現 場 監 測 者 之 觀 察 及 測 試 誤 差 的 修 正 等 方 法 來 消 除 吾 人 應 用 傾 斜 儀, 均 以 固 定 深 度 之 控 制 點 分 別 量 測 其 位 移 量 得 出 一 系 列 標 準 值, 後 續 量 測 值 再 與 標 準 值 比 較 之, 即 於 應 用 上 之 量 測 目 的 為 監 測 其 改 變 量 而 非 對 垂 直 軸 的 絕 對 位 置, 故 應 遵 守 量 測 要 領 以 降 低 其 量 測 誤 差 降 低 量 測 誤 差 的 要 領 為 : a. 鑽 孔 或 安 裝 觀 測 管 時, 儘 可 能 保 持 垂 直 b. 對 同 一 觀 測 孔 應 使 用 同 一 套 傾 斜 量 測 系 統 c. 由 同 一 觀 測 者 量 測 之 d. 觀 測 者 應 同 時 負 責 量 測 資 料 整 理 三 剪 變 位 量 測 剪 變 位 有 助 於 瞭 解 不 同 材 料 介 面 之 滑 動 量 及 應 力 分 佈 情 形, 一 般 藉 量 測 之 滑 動 量 以 換 算 成 剪 變 位, 於 量 測 殼 層 與 心 牆 界 面 的 剪 變 位 時 使 用 層 間 相 對 變 位 計, 另 於 量 測 壩 座 岩 盤 與 心 牆 界 面 的 剪 變 位 時 則 使 用 剪 變 位 計 配 置 於 預 估 差 異 沉 陷 最 大 之 處, 或 易 發 生 因 剪 變 位 而 產 生 裂 縫 處 層 間 相 對 變 位 計 的 安 裝 與 配 置 例 示 於 圖 8.17, 乃 由 傾 斜 感 應 器 與 接 續 管 所 構 成, 依 剪 變 位 之 量 測 區 域 規 模 可 裝 數 個 傾 斜 感 應 器 與 接 續 管 另 剪 變 位 的 安 裝 與 配 置 例 示 於 圖 8.18, 由 固 定 樁 移 動 子 及 變 位 轉 換 器 所 構 成 ; 確 實 將 變 位 轉 換 器 的 端 部 安 置 固 定 樁 上, 需 將 變 位 轉 換 器 固 定 於 基 底 混 凝 土 上, 以 防 止 變 位 轉 換 器 發 生 水 平 移 動 120

121 角 度 變 換 器 接 續 管 傾 斜 感 應 器 (a) 儀 器 示 意 (b) 配 置 例 圖 8.17 層 間 相 對 變 位 計 轉 換 器 固 定 端 部 轉 換 器 移 動 子 (C 型 鋼 ) 可 動 方 向 固 定 樁 (C 型 鋼 ) 混 凝 土 基 座 轉 換 器 保 護 管 固 定 板 (a) 儀 器 示 意 (b) 配 置 例 圖 8.18 剪 變 位 計 示 意 121

122 四 表 面 變 位 表 面 變 位 於 瞭 解 堆 填 壩 巨 觀 行 為 上 甚 重 要, 壩 體 安 全 管 理 的 第 一 步 是 判 釋 表 面 變 位 ; 表 面 變 位 為 諸 監 測 物 理 量 中 最 易 量 測 者, 乃 利 用 標 的 方 法 測 之 ; 標 的 有 固 定 標 的 與 可 動 標 的 二 種 設 於 壩 堤 界 外 壩 座 兩 側 之 不 動 點 稱 固 定 標 的, 以 一 方 當 視 準 點, 與 可 動 標 的 間 需 視 界 良 好 另 位 於 壩 堤 表 面 的 不 動 點 稱 可 動 標 的, 配 置 於 與 壩 軸 平 行 上 下 游 斜 面 處 於 固 定 標 的 處, 依 精 密 水 準 測 量 法 觀 察 可 動 標 的 移 動 情 形 而 得 表 面 變 位 其 配 置 要 領 如 下 : a. 標 的 應 設 於 遠 離 道 路 或 不 易 被 擾 動 處 b. 勿 因 壩 基 或 壩 體 變 形 以 外 的 因 素, 而 使 可 動 標 的 發 生 偏 離 c. 如 欲 量 測 絕 對 變 位, 需 於 離 壩 體 較 遠 處 設 不 動 點 d. 以 代 表 性 縱 斷 面 施 行 辦 理 表 面 變 位 量 測 e. 依 壩 體 規 模 及 基 礎 地 盤 形 狀, 宜 增 選 壩 軸 兩 側 各 一 斷 面 以 上 量 測 之 8.4 地 震 地 震 可 能 引 起 的 危 害 亦 堆 填 壩 安 全 管 理 上 不 可 忽 視 之 一 環, 通 常 於 壩 基 與 壩 頂 上 各 設 一 部 地 震 儀, 若 壩 高 超 過 100m 則 於 壩 體 之 中 間 高 度 處 再 設 一 部, 於 壩 體 壩 基 之 液 狀 化 敏 感 區 位 亦 有 需 要 設 置 地 震 儀, 並 將 各 地 震 儀 串 聯 使 用 為 成 為 本 省 地 震 測 定 網 之 一 環, 一 般 委 由 中 央 研 究 院 統 籌 辦 理 以 收 事 功 統 一 之 效, 地 震 儀 靈 敏 度 需 可 測 0.01g 以 上 之 地 震 加 速 度 因 大 部 份 監 測 儀 器 的 性 能 直 接 受 其 周 邊 材 料 的 影 響, 故 考 慮 周 邊 材 料 與 量 測 儀 器 的 相 容 性, 需 要 對 量 測 儀 器 位 置 周 邊 的 填 土 或 基 礎 材 料 做 相 關 的 試 驗, 以 決 定 其 材 料 特 性 與 土 壤 材 料 相 關 的 一 般 試 驗 皆 需 施 行, 試 驗 項 目 應 含 土 壤 材 料 的 粒 徑 分 析 比 重 阿 太 堡 限 度 工 地 密 度 滲 透 性 壓 縮 性 等 鑽 孔 時 可 配 合 辦 理 一 般 物 理 性 質 試 驗 之 採 樣 及 透 水 試 驗, 並 繪 製 地 質 柱 狀 剖 面 圖, 此 等 試 驗 記 錄 必 須 與 儀 器 安 裝 書 類 合 併 建 檔, 並 長 久 保 存 茲 說 明 與 各 量 測 儀 器 相 關 的 試 驗 如 下 : 1. 壓 力 量 測 儀 器 需 求 壩 體 填 方 內 各 個 孔 隙 水 壓 計 先 端 處 的 現 地 密 度, 且 是 在 夯 實 完 儀 器 安 裝 前 施 行 之 於 安 裝 壩 基 之 孔 隙 水 壓 計 時, 必 須 記 錄 其 地 質 鑽 探 柱 狀 圖, 並 取 鑽 孔 底 部 之 土 樣 做 粒 徑 分 析, 比 重, 阿 太 堡 限 度, 透 水 試 驗 等, 亦 需 對 土 壓 計 周 邊 土 壤 做 現 地 密 度 與 壓 縮 試 驗 2. 內 部 變 位 量 測 儀 器 對 任 一 內 部 變 位 量 測 儀 器 皆 需 做 三 組 工 地 密 度 試 驗, 即 沉 陷 板 周 邊 基 版 下 方 回 填 之 土 壤 當 壩 基 含 壓 縮 性 地 層, 在 量 測 垂 直 變 位 時 需 使 用 其 附 近 之 122

123 不 擾 動 試 體 做 壓 縮 試 驗 當 水 壩 施 工 完 成 後 必 須 提 出 監 測 總 報 告, 俾 提 供 一 完 整 且 精 細 的 實 際 構 造 物 量 測 記 錄, 而 且 所 有 的 儀 器 操 作 記 錄 必 須 開 始 於 水 壩 施 工 期 此 報 告 應 含 : a. 量 測 儀 器 相 關 試 驗 報 告 b. 儀 器 安 裝 孔 地 質 柱 狀 圖 c. 儀 器 操 作 費 用 d. 描 述 並 討 論 儀 器 合 約 規 範 或 圖 說 修 正 處 e. 儀 器 的 設 備 與 材 料 種 類, 含 廠 商 及 相 關 資 訊 f. 安 裝 前 之 儀 器 測 試 記 錄 g. 儀 器 安 裝 施 工 資 料 及 使 用 圖 說 h. 描 述 並 討 論 於 安 裝 儀 器 時 所 遭 遇 之 問 題 或 異 常 情 形 i. 展 示 儀 器 安 裝 過 程 之 相 片 j. 描 述 並 討 論 儀 器 廠 商 的 申 訴 k. 儀 器 使 用 後 之 維 修 記 錄 l. 附 與 儀 器 安 裝 工 作 相 關 之 書 類 文 獻, 俾 供 參 考 123

124 第 九 章 資 料 判 釋 對 堆 填 壩 之 安 全 管 理 而 言, 以 滲 水 量 變 位 最 重 要, 壓 力 次 之 本 章 將 說 明 監 測 資 料 圖 示 化 方 法, 並 嚐 試 性 地 彙 整 各 力 學 量 監 測 資 料 的 判 釋 法 則 宇 尾, 1982; 水 野 等,1984;Charles, L. B. 等,1987; 近 藤 悟,1989; 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ-,1990; 陳 利 明,1991; 經 濟 部,1991; 近 藤,1992; 日 本 建 設 省, 1994; 播 田 等, 判 釋 通 則 一 量 測 儀 器 功 能 異 常 之 判 釋 量 測 資 料 的 歷 時 變 化 若 能 以 蓄 水 位 壓 密 孔 隙 水 壓 消 散 地 震 等 壩 體 行 為 做 合 理 的 解 釋 則 屬 正 常, 而 不 起 因 於 壩 體 行 為 的 歷 時 變 化 皆 可 視 為 異 常 量 測 資 料 的 異 常 歷 時 變 化, 可 能 起 因 於 壩 體 行 為 異 常 及 量 測 儀 器 功 能 異 常, 吾 人 須 先 辨 別 之 茲 將 起 因 於 量 測 儀 器 功 能 之 監 測 資 料 歷 時 變 化 異 常 型 態 示 於 表 9.1, 於 各 項 可 能 原 因 中 以 絕 緣 不 佳 最 嚴 重, 將 導 致 量 測 資 料 無 信 賴 性 且 無 法 修 護 儀 器 二 壩 體 行 為 異 常 之 判 釋 影 響 壩 體 行 為 的 因 素 甚 多, 有 外 在 因 素 與 內 在 因 素, 外 在 因 素 如 自 重 蓄 水 位 尾 水 位 洩 水 位 落 差 降 雨 量 地 下 水 淤 砂 等, 內 在 因 素 如 壩 體 材 料 與 壩 基 岩 盤 之 物 理 力 學 性 質 此 等 因 素 有 的 可 藉 量 測 儀 器 測 得, 有 的 非 但 無 法 測 得, 且 不 易 評 估, 因 此 欲 預 測 壩 體 行 為 實 非 易 事, 仍 有 待 研 究 常 被 採 用 的 壩 體 行 為 判 釋 分 析 法 有 迴 歸 分 析 法 理 論 分 析 法 混 合 法 圖 示 法 等, 值 得 參 考 1. 迴 歸 分 析 法 除 非 材 料 性 質 或 壩 體 狀 況 發 生 異 常 變 化 ( 老 化 龜 裂 損 壞 等 ), 否 則 內 外 在 因 素 與 壩 體 行 為 間 一 般 應 存 有 特 定 關 係, 可 依 據 監 測 資 料 的 迴 歸 分 析 來 建 立 關 係 函 式 使 用 迴 歸 分 析 法 應 注 意 下 列 事 項 : a. 建 立 關 係 函 式 時, 所 有 影 響 該 行 為 之 相 關 因 素 均 需 納 入 考 慮 b. 關 係 函 式 需 正 確 且 花 較 長 時 間 研 究 與 嚐 試 c. 所 選 用 的 監 測 資 料 需 具 有 代 表 性 d. 初 次 蓄 水 期 不 適 合 採 用 此 法 124

125 2. 理 論 分 析 法 即 將 監 測 資 料 與 設 計 階 段 所 採 用 之 理 論 分 析 值 相 比 較, 其 缺 點 為 受 分 析 模 式 之 假 設 與 限 制 材 料 性 不 易 評 估 等 原 因, 不 易 量 化 或 不 準 確 ; 唯 適 合 用 於 預 測 壩 體 行 為 之 趨 勢 變 化 量 測 資 料 歷 時 變 化 型 態 表 9.1 起 因 於 量 測 儀 器 功 能 之 監 測 資 料 異 常 型 態 異 常 情 況 量 測 儀 器 對 象 可 能 原 因 及 判 釋 於 某 一 時 刻 量 測 值 瞬 時 增 加 或 減 少 全 量 測 儀 器 因 雷 電 誘 導 電 流 致 電 氣 式 感 應 器 之 性 質 改 變 短 期 間 量 測 值 為 零 之 後 又 正 常 短 期 間 量 測 值 超 過 容 許 範 圍 短 期 間 量 測 值 有 變 動 全 量 測 儀 器 全 量 測 儀 器 全 量 測 儀 器 多 頻 自 動 監 測 系 統 故 障 斷 線 停 電 接 續 不 良 等 多 頻 自 動 監 測 系 統 故 障 斷 線 停 電 接 續 不 良 等 多 頻 自 動 監 測 系 統 故 障 斷 線 停 電 接 續 不 良 等 絕 緣 不 佳 量 測 值 突 然 為 零 或 不 變 之 後 無 恢 複 跡 象 全 量 測 儀 器 絕 緣 不 佳 短 路 斷 線 於 特 定 期 間 內 量 測 值 之 歷 時 曲 線 與 之 前 者 有 明 顯 不 同 之 趨 勢 監 測 資 料 顯 示 正 常 趨 勢, 但 是 在 抖 動 全 量 測 儀 器 全 量 測 儀 器 變 位 計 多 頻 監 測 系 統 故 障 頻 道 接 線 錯 誤 監 測 資 料 處 理 錯 誤 絕 緣 不 佳 連 通 管 內 混 入 氣 泡 致 溫 度 變 動 量 測 值 呈 現 無 意 義 的 劇 烈 變 動 全 量 測 儀 器 斷 線 絕 緣 不 佳 量 測 值 呈 週 期 性 變 化, 但 此 型 態 變 化 不 符 合 被 監 測 對 象 之 行 為 外 部 影 響 因 素 雖 不 變, 卻 顯 示 出 不 穩 定, 且 不 同 於 其 他 儀 器 之 變 化 趨 勢 混 凝 土 結 構 物 鋼 筋 變 位 計 溫 度 影 響 土 壓 計 內 部 變 位 計 設 置 條 件 絕 緣 不 佳 : 可 由 定 期 檢 查 判 釋 其 信 賴 性, 可 修 護 : 無 法 由 歷 時 變 化 判 釋 其 信 賴 性, 不 完 全 可 修 復 : 無 信 賴 性, 無 法 修 復 ( 摘 自 : 播 田 一 雄 等,1994) 125

126 3. 混 合 法 係 針 對 理 論 分 析 法 中 較 不 易 評 估 的 材 料 性 質 參 數, 先 利 用 迴 歸 方 法 求 得 較 符 合 實 際 霸 體 行 為 之 參 數 後, 再 代 入 理 論 分 析 模 式 中 以 預 測 壩 體 行 為 4. 圖 示 法 根 據 在 每 一 週 期 中 對 應 相 同 之 外 在 因 素 所 顯 現 之 壩 體 行 為 應 相 近 之 邏 輯, 將 監 測 資 料 圖 示 之, 橫 軸 表 示 一 種 外 在 因 素 ( 一 般 為 蓄 水 位 ), 縱 軸 表 示 監 測 資 料, 則 其 量 測 值 應 散 佈 於 一 範 圍 內, 得 以 包 絡 線 圍 之 示 其 上 下 限 使 用 圖 示 法 應 注 意 下 列 事 項 : a. 壩 體 行 為 受 諸 內 外 在 因 素 影 響, 而 圖 示 法 僅 以 蓄 水 位 當 橫 座 標 來 表 示 之, 故 圖 中 每 一 種 蓄 水 位 所 對 應 之 各 不 同 量 測 值, 可 能 為 受 其 它 不 同 因 素 之 綜 合 影 響 所 致 b. 當 蓄 水 位 以 外 其 它 因 素 ( 氣 溫 材 料 物 性 ) 的 值, 有 超 過 或 低 於 歷 年 之 值 時, 則 其 後 續 的 量 測 值 將 有 逾 越 包 絡 範 圍 之 可 能 c. 包 絡 範 圍 除 要 將 初 次 蓄 水 期 不 穩 定 之 量 測 值 去 除 外, 仍 需 根 據 目 後 增 加 的 監 測 資 料 調 整 更 新 使 趨 合 理 d. 當 量 測 值 非 (b) 點 原 因 而 逾 越 包 絡 範 圍 時, 表 示 儀 器 功 能 或 壩 體 行 為 有 部 份 異 常 現 象 e. 量 測 值 雖 在 包 絡 範 圍 內, 仍 需 判 釋 歷 時 變 化 的 走 勢 是 否 正 常 典 型 的 壩 體 行 為 監 測 資 料 歷 時 變 化 型 態 有 下 列 四 種 : 1. 同 一 荷 重 狀 態 下, 量 測 值 逐 漸 減 小 見 圖 9.1(a), 於 營 運 數 年 後 之 水 庫 常 有 此 種 現 象 發 生, 表 已 進 入 穩 定 期, 壩 體 狀 態 良 好 出 現 此 型 態 所 需 時 間, 於 滲 水 量 約 在 初 次 蓄 水 期 後, 於 變 位 往 往 於 初 次 蓄 水 期 後 二 三 年 2. 同 一 荷 重 狀 態 下, 量 測 值 逐 漸 增 加, 增 加 率 減 小 見 圖 9.1(b), 為 剛 性 構 造 物 常 出 現 之 變 位 型 態, 屬 安 全 之 趨 勢 3. 同 一 荷 重 狀 態 下, 量 測 值 逐 漸 增 加, 增 加 率 一 定 見 圖 9.1(c), 同 一 荷 重 狀 態 下, 量 測 值 逐 漸 增 加 收 斂 甚 慢 為 異 常 之 徵 兆, 需 增 加 監 測 頻 率 來 觀 察, 看 量 測 值 或 增 加 率 是 否 比 以 往 大 4. 同 一 荷 重 狀 態 下, 量 測 值 逐 漸 增 加, 增 加 率 增 大 見 圖 9.1(d), 為 明 顯 的 異 常 現 象, 可 能 為 局 部 或 整 體 異 常, 需 降 低 蓄 水 位 以 採 必 要 措 施 126

127 量 測 值 時 間 (a) 量 測 值 時 間 (b) 量 測 值 時 間 (c) 量 測 值 d) 時 間 圖 9.1 監 測 資 料 典 型 歷 時 變 化 型 態 [ 摘 自 : 水 野 光 章 松 本 德 久 1984] 127

128 9.2 各 量 測 值 判 釋 法 則 一 滲 水 量 若 量 水 堰 設 於 下 游 壩 趾 處, 以 量 測 所 有 流 入 之 水 量 時 ; 則 所 量 測 之 水 量 含 壩 體 滲 水 壩 基 滲 水 山 地 湧 水 降 雨 地 表 水 ; 其 中 壩 體 滲 水 又 含 蓄 水 滲 水 與 降 雨 滲 水 於 安 全 管 理 上 考 慮 的 是 壩 體 滲 水 與 壩 基 滲 水, 故 須 將 山 地 湧 水 降 雨 地 表 水 自 量 測 水 量 中 扣 除 方 較 有 意 義 ; 因 此 須 於 完 工 後 開 始 蓄 水 前, 約 以 一 年 的 期 間, 先 量 測 山 地 湧 水 與 降 雨 地 表 水 之 量 一 般 所 稱 滲 水 量 乃 為 壩 體 滲 水 及 壩 基 滲 水 之 總 量, 因 此 支 配 滲 水 量 變 化 的 主 要 因 素 為 蓄 水 位 與 降 雨 於 堆 填 壩, 基 礎 之 滲 水 量 遠 大 於 壩 體 滲 水 量, 蓄 水 位 上 昇 常 會 伴 隨 滲 水 量 增 大, 壩 體 基 礎 淺 部 的 滲 水 量 與 蓄 水 位 之 相 關 性 較 高, 而 基 礎 深 部 的 滲 水 量 與 蓄 水 位 相 關 性 則 較 低 若 蓄 水 位 及 其 它 有 關 因 素 不 變, 當 滲 水 量 逐 漸 增 加, 表 示 壩 基 與 壩 體 內 有 侵 蝕 現 象 在 發 展 中 ; 若 有 細 料 或 可 溶 性 物 質 被 滲 出, 會 增 加 濁 度 或 改 變 顏 色 另 當 滲 水 量 逐 漸 減 少 但 孔 隙 水 壓 卻 逐 漸 增 加 時, 表 示 原 有 的 排 水 系 統 或 滲 水 路 徑 被 堵 塞 滲 水 量 與 蓄 水 位 降 雨 有 關, 需 綜 合 判 釋 之, 圖 9.2 為 取 自 設 於 下 游 壩 址 處 量 水 堰 之 滲 水 量 與 蓄 水 位 降 雨 之 歷 時 變 化 例 開 始 蓄 水 時 滲 水 量 為 250~1,000l/min., 此 量 測 水 量 含 有 山 地 湧 水, 地 表 水 及 來 自 已 蓄 水 之 滲 水 ;1 月 ~3 月 是 雪 季 地 表 水 少, 蓄 水 位 與 滲 水 量 皆 無 大 變 化 ; 於 4 月 因 受 溶 雪 及 降 雨 地 表 水 影 響 之 故, 水 位 上 昇 過 程 中 滲 水 量 遽 增 ;7 月 ~8 月 的 降 雨 影 響 滲 水 量 甚 大 ; 至 12 月 初 的 滿 水 位 時 滲 水 量 為 1,250 l/min. 滲 水 量 (1/min) 降 雨 量 (mm) ,000 3,000 2,000 1,000 S 月 12 S-55 1 月 S-56 1 月 降 雨 量 蓄 水 位 滲 雨 量 蓄 水 位 (E.L.m) S S 月 1 月 S-56 1 月 圖 9.2 滲 水 量 蓄 水 位 降 雨 量 監 測 例 [ 摘 自 : 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ- 1990] 128

129 於 初 次 蓄 水 期, 滲 水 量 一 般 會 隨 蓄 水 位 的 上 昇 而 增 加, 唯 歷 時 曲 線 可 能 出 現 如 圖 9.3(a) 所 示 之 趨 勢 ; 於 圖 9.3 (b) 之 滲 水 量 雖 增 加 但 有 漸 減 之 趨 勢, 屬 安 定 型 ; 而 如 圖 9.3 (c) 所 示 般, 於 某 一 時 期 加 速 增 加 則 屬 異 常, 須 注 意 滲 水 量 (a) 時 間 滲 水 量 (b) 時 間 滲 水 量 (c) 時 間 圖 9.3 伴 隨 蓄 水 位 上 昇 可 能 出 現 之 滲 水 量 歷 時 變 化 型 態 [ 摘 自 : 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ-,1990] 另 一 方 面, 只 整 理 蓄 水 位 一 定 時 的 滲 水 量 歷 時 變 化, 則 可 較 易 瞭 解 異 常 原 因, 圖 9.4 為 其 可 能 的 變 化 趨 勢 圖 9.4(a) 為 滲 水 量 減 小 趨 勢, 常 出 現 於 長 期 營 運 後 的 水 壩, 可 能 是 滲 水 路 徑 漸 被 細 料 所 填 充, 屬 正 常 ; 圖 9.4 (b) 為 滲 水 量 不 變, 亦 可 考 慮 為 正 常 ; 圖 9.4 (c) 為 滲 水 量 漸 增, 須 調 查 原 因 ; 圖 9.4 (d) 為 滲 水 量 加 速 增 加, 須 採 對 策 129

130 滲 水 量 時 間 (a) 滲 水 量 時 間 (b) 滲 水 量 時 間 (c) 滲 水 量 時 間 (d) 圖 9.4 蓄 水 位 一 定 時 可 能 出 現 之 滲 水 量 歷 時 變 化 型 態 [ 摘 自 : 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ-,1990] 130

131 滲 水 量 與 蓄 水 位 之 間 有 近 似 直 線 比 例 關 係, 可 以 一 次 或 二 次 迴 歸 式 近 似 之 亦 有 研 究 提 出 如 式 (9-1) 之 關 係, 其 相 關 係 數 可 達 0.9 以 上 ; 並 依 式 (9-2) 計 算 式 (9-1) 裡 之 Q Q = Q 0 + ar 0 + br 1 + cr 2 + dr 3 + er 4 + fr 5 + gr 6 + hr 7 + ir 8 + jr 9 + Q (9-1) Q: 滲 水 量 (l/min.) Q 0 : 無 降 雨 且 蓄 水 位 不 變 之 參 考 滲 水 量 R 0 ~ R 9 : 該 日 ~9 日 前 的 各 日 降 雨 量 (mm/day) a b c d e f g h i j: 係 數 Q = m (W.L. R.W.L.) (9-2) Q: 滲 水 增 加 量 W.L.: 蓄 水 位 高 程 m: 係 數 (m=2~5) R.W.L.: 參 考 蓄 水 位 高 程 茲 將 滲 水 量 之 判 釋 法 則 彙 整 如 下 : 1. 滲 水 量 歷 時 變 化 若 為 圖 9.1(b) 類 屬 安 定 型 2. 滲 水 量 歷 時 變 化 若 為 圖 9.4(a) (b) 類 屬 安 定 型 3. 可 以 設 計 值 或 迴 歸 值 為 判 釋 基 準, 若 滲 水 量 測 值 較 小 且 無 急 遽 增 加 情 形 無 顯 著 混 濁, 則 為 安 全 4. 每 100m 高 之 蓄 水 位, 其 滲 水 量 超 過 100l/min. 時, 屬 異 常 5. 一 天 的 滲 水 量 超 過 蓄 水 量 之 0.05% 時, 屬 異 常 6. 蓄 水 位 固 定 時, 滲 水 量 變 化 之 增 加 量 在 一 個 月 內 達 10% 以 上 時, 屬 異 常 7. 透 水 係 數 大 於 cm/sec 時, 屬 異 常 二 變 位 於 堆 填 壩 之 變 位 分 內 部 與 外 部 兩 種 ; 內 部 變 位 之 量 測 屬 細 微 觀 察 法, 多 量 測 壩 體 內 部 之 變 位 量, 並 與 有 限 元 素 解 析 法 所 得 之 設 計 值 相 比 較 判 釋 外 部 變 位 則 屬 巨 觀 法, 多 直 接 量 測 壩 體 表 面 之 變 位 量 以 供 判 釋, 因 此 法 較 精 確 且 易 量 測, 故 為 壩 體 安 全 管 理 上 的 第 一 指 標 外 部 變 位 一 般 於 初 次 蓄 水 期 較 大, 在 蓄 水 後 一 年 內 約 會 進 行 50% 以 上, 之 後 增 加 不 大 初 次 蓄 水 期 之 外 部 變 位 多 源 於 壩 體 壩 基 內 壓 密 裂 縫 等 之 塑 性 變 位 量 ; 進 入 穩 定 期 後, 塑 性 變 位 會 漸 收 斂 轉 為 彈 性 變 位 ; 於 外 部 水 平 變 位, 其 塑 性 變 位 量 約 為 彈 性 變 位 量 的 三 倍 堆 填 壩 的 變 位 多 取 決 於 材 料 及 施 工 的 性 質, 而 設 計 值 內 含 甚 多 材 料 及 施 工 之 不 確 定 因 素, 故 欲 決 定 變 位 量 的 容 許 範 圍 131

132 甚 困 難, 於 判 釋 上 一 般 除 與 設 計 值 做 比 較 外, 尚 須 根 據 變 位 的 速 率 變 化 來 判 釋 量 測 值 正 常 與 否 外 部 變 位 含 水 平 與 垂 直 兩 種 分 量, 原 則 上 皆 受 蓄 水 位 之 影 響, 唯 垂 直 變 位 與 蓄 水 位 之 相 關 性 低 於 水 平 變 位 有 時 蓄 水 位 降 低 孔 隙 壓 力 消 散, 致 有 效 應 力 增 加 促 進 壓 密 進 行, 反 而 出 現 垂 直 變 位 增 大 之 情 形 另 當 蓄 水 位 上 昇 時, 因 於 壩 體 內 產 生 浮 力 作 用, 致 出 現 垂 直 變 位 不 追 隨 蓄 水 位 變 化 之 情 形 外 部 變 位 須 分 別 於 左 岸 河 床 右 岸 之 橫 斷 面 量 測 之, 其 最 大 變 位 多 發 生 於 河 床 處, 異 常 之 變 位 量 常 會 伴 隨 異 常 的 滲 水 量 或 孔 隙 水 壓 圖 9.5 為 外 部 變 位 歷 時 變 化 例, 垂 直 變 位 屬 壓 密 性 質, 雖 於 第 一 年 已 發 生 相 當 的 量, 但 仍 繼 續 增 加, 唯 增 加 率 減 緩 水 平 變 位 之 塑 性 部 份, 於 初 次 蓄 水 期 就 幾 乎 全 部 發 生, 後 續 之 變 化 乃 對 應 於 蓄 水 位 昇 降 之 彈 性 變 位 圖 9.6 為 外 部 變 位 與 蓄 水 位 關 係 之 歷 時 變 化 例, 於 此 例 因 完 工 後 約 一 年 方 施 行 初 次 蓄 水, 壓 密 作 用 已 進 行 相 當 的 量 而 趨 穩 定, 故 於 初 次 蓄 水 期 並 無 顯 著 的 變 位 發 生, 之 後 蓄 水 位 降 低 反 而 促 進 壓 密 進 行 ; 當 蓄 水 位 上 昇 時, 則 因 浮 力 作 用, 垂 直 變 位 並 無 對 應 性 的 增 加 圖 9.7 為 可 供 參 考 之 堆 填 壩 壩 高 與 外 部 變 位 之 關 係, 水 平 變 位 有 隨 壩 高 的 增 大 而 變 大 之 趨 勢, 其 值 介 於 30~80mm; 而 垂 直 變 位 與 壩 高 之 相 關 係 甚 低, 這 表 示 支 配 垂 直 變 位 的 因 素 除 了 壩 高 外, 尚 需 考 慮 壩 基 岩 盤 壩 體 材 料 壩 體 斷 面 配 置 施 工 品 質 等 外 部 水 平 變 位 量 與 蓄 水 位 之 間 有 二 次 迴 歸 式 關 係, 另 有 研 究 提 出 壩 軸 外 部 垂 直 變 位 的 預 測 式 如 (9-3) 式 ( ln D ) H V 1.6 (9-3) V : 壩 軸 外 部 垂 直 變 位 (m) D: 開 始 量 測 後 所 經 過 的 時 間 (day) H: 最 大 橫 斷 面 處 之 壩 高 (m) 茲 將 外 部 變 位 的 判 釋 法 則 彙 整 如 下 : 1. 變 位 歷 時 變 化 若 為 圖 9.1(a) (b) 類, 屬 安 定 型 2. 判 釋 基 準 可 依 設 計 值 或 迴 歸 值, 若 量 測 質 比 較 小 且 無 急 遽 增 加 情 形 則 為 安 全 3. 監 測 所 得 之 斷 面 變 位 量 應 與 原 設 計 及 施 工 完 成 時 的 斷 面 相 比 對, 如 其 變 位 的 面 積 比 超 過 5% 以 上 時 屬 異 常 4. 對 於 壩 高 小 於 50m 之 堆 填 壩, 其 V 的 上 限 為 0.005H 5. 對 於 壩 高 大 於 50m 之 堆 填 壩, 其 V 的 上 限 為 H 6. 進 入 穩 定 期 的 垂 直 應 變 增 量 約 為 壩 高 之 0.02% 或 10mm/ 年 以 下 132

133 7. 壩 軸 外 部 水 平 變 位 的 上 限 為 0.001H 外 部 變 位 (cm) : 垂 直 變 位 : 水 平 變 位 蓄 水 歷 時 ( 年 ) 12 圖 9.5 外 部 變 位 歷 時 變 化 例 70 蓄 水 位 (m) 蓄 水 歷 時 ( 年 ) (a) 壩 軸 垂 直 變 位 (mm) (b) 壩 軸 水 平 變 位 (mm) (c) 圖 9.6 外 部 變 位 與 蓄 水 位 關 係 例 [ 摘 自 : 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ-,1990] 133

134 壩 高 (m) (a) 壩 軸 下 游 方 向 外 部 水 平 變 位 (mm) 20 0 壩 高 (b) 壩 軸 外 部 垂 直 變 位 (mm) 圖 9.7 於 穩 定 期 之 外 部 變 位 與 壩 高 關 係 ( 摘 自 : 日 本 建 設 省,1993) 134

135 三 壓 力 於 霸 體 安 全 管 理 上, 壓 力 項 的 重 要 性 次 於 滲 水 量 與 變 位, 因 為 儀 器 可 能 故 障, 或 甚 難 判 別 高 壓 力 是 局 部 性 還 是 全 體 性 的 於 安 全 管 理 上 除 判 釋 壓 力 歷 時 變 化 及 壓 力 與 蓄 水 位 之 關 係 外, 尚 須 將 壓 力 量 測 值 與 設 計 值 做 比 較, 若 相 互 接 近 表 安 全 孔 隙 水 壓 上 游 面 之 孔 隙 水 壓 與 蓄 水 位 約 呈 正 比 例 關 係, 而 下 游 面 之 孔 隙 水 壓 應 不 受 蓄 水 位 影 響 異 常 孔 隙 水 壓 多 伴 隨 異 常 滲 水 量, 一 般 滲 水 量 增 加 孔 隙 水 壓 會 增 大, 但 是 若 滲 水 路 徑 被 堵 塞 則 滲 水 量 減 少 而 孔 隙 水 壓 反 會 變 大, 因 此 不 能 單 獨 以 孔 隙 水 壓 來 推 測 滲 水 量 茲 將 壩 體 內 孔 隙 水 壓 分 佈 一 例 示 於 圖 9.8, 此 例 於 心 牆 處 之 孔 隙 水 壓 量 測 值 較 高 於 由 數 值 解 析 所 得 之 設 計 值 一 般 而 言, 於 壩 基 的 孔 隙 水 壓 方 面, 截 幕 灌 漿 上 游 側 的 孔 隙 水 壓 與 蓄 水 位 的 相 關 性 甚 高, 而 截 幕 灌 漿 下 游 測 的 孔 隙 水 壓 幾 乎 不 受 蓄 水 位 之 影 響 圖 9.9 為 壩 基 孔 隙 水 壓 及 滲 水 量 的 監 測 例, 於 7 月 83m 滿 水 位 時 滲 水 量 是 60~70 l / min., 在 蓄 水 位 68m 時 對 壩 基 施 行 灌 漿 處 理, 其 效 果 甚 佳 滲 水 量 降 至 2 l / min.; 唯 在 灌 漿 處 理 後 的 孔 隙 水 壓 反 而 從 處 理 前 的 2.8 kgf / cm 2 昇 至 3.5 kgf / cm 2 壩 基 內 的 孔 隙 水 壓 因 受 地 下 滲 水 的 影 響, 故 可 能 會 有 大 於 蓄 位 水 頭 的 量 測 值 局 部 孔 隙 水 壓 若 太 大 致 該 處 的 有 效 應 力 為 負 值 時 會 發 生 管 湧 現 象, 一 般 以 水 力 坡 降 i 或 滲 流 速 度 v s 來 判 釋 管 湧 發 生 與 否, 可 利 用 流 線 網 或 觀 測 孔 求 i 值 ; 於 一 般 土 壤 其 臨 界 水 力 坡 降 i c 約 為 0.9~1.0 i h / l h: 滲 水 流 過 兩 點 間 的 水 頭 差 l: 滲 水 流 過 兩 點 間 的 距 離 (9-4) v s k i / n k: 透 水 係 數 n: 土 壤 孔 隙 率 (9-5) Gs 1 c 1 i e r r i c : 臨 界 水 力 坡 降 G s : 土 壤 比 重 e: 土 壤 孔 隙 比 r : 土 壤 有 效 單 位 重 w (9-6) 135

136 r w : 水 單 位 重 對 於 粉 土 質 砂 (USCS 分 類 SM), 其 臨 界 水 力 坡 降 與 孔 隙 比 之 關 係 為 : logi c e (9-7) Justin 提 出 抗 管 湧 的 臨 界 流 速 v c 為 : v c W g A r w (9-8) W: 土 壤 的 水 中 重 量 g: 重 力 加 速 度 A: 滲 水 流 過 面 積 有 關 孔 隙 水 壓 的 判 釋 法 則 為 : 1. 孔 隙 水 壓 歷 時 變 化 若 為 圖 9.1(a) (b) 類, 屬 安 定 型 2. 判 釋 基 準 可 依 設 計 值 或 迴 歸 值, 若 量 測 值 較 小 且 無 急 遽 增 加 情 形 則 為 安 全 3. 當 i 大 於 i c 時, 具 管 湧 發 生 潛 勢 4. v s 大 於 v c 時, 具 有 管 湧 發 生 潛 勢 5. 下 游 面 之 孔 隙 水 壓 不 受 蓄 水 位 影 響, 其 值 應 小 於 1 kgf / cm 2 136

137 77.8m 透 水 係 數 心 牆 截 幕 灌 漿 基 礎 P = 0 t /m 2 P = 10 P = 20 P = 30 P = 40 P = 50 P = 60 P = 70 P = 80 P = 90 (a) 數 值 解 析 值 (b) 蓄 水 後 一 年 半 之 量 測 值 圖 9.8 壩 體 孔 隙 水 壓 變 化 例 ( 摘 自 : 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ- 1990) 137

138 80 蓄 水 位 (m) 蓄 水 量 (1/min) (E.L21.09m ) 孔 隙 水 壓 (kg/cm 2 ) 滿 水 1 カ 月 2 カ 月 3 カ 月 4 カ 月 5 カ 月 6 カ 月 7 カ 月 8 カ 月 9 カ 月 10 カ 月 湛 水 開 始 後 圖 9.9 壩 基 孔 隙 水 壓 歷 時 變 化 例 ( 摘 自 : 近 藤 信 昭 1992) 138

139 土 壓 於 霸 體 之 安 全 管 理 上, 須 將 土 壓 量 測 值 與 設 計 值 做 比 較, 若 相 互 接 近 表 安 全 由 數 值 解 析 所 得 之 霸 體 土 壓 設 計 值 一 例 示 於 圖 9.10, 心 牆 上 游 因 存 在 著 蓄 水 壓 力, 故 其 土 壓 值 小 於 心 牆 下 游 者 此 外, 量 測 土 壓 亦 可 供 判 釋 水 力 裂 縫 (Hydraulic fracture) 的 發 生 潛 勢, 心 牆 的 覆 土 壓 力 因 受 上 下 游 殼 層 拱 壓 力 阻 礙 無 法 完 全 傳 遞 至 下 層, 致 土 壓 受 到 折 減 往 往 小 於 其 覆 土 壓 力, 土 壓 折 減 效 應 會 發 生 水 平 向 的 水 力 裂 縫, 影 響 壩 體 安 全 甚 大 土 壓 折 減 分 佈 情 形 的 一 例 示 於 圖 9.11, 此 圖 顯 示 於 最 大 壩 高 處 的 下 方 土 壓 折 減 效 應 最 大 另 如 圖 9.12 所 示 般, 若 於 心 牆 處 之 量 測 土 壓 小 於 蓄 水 壓, 即 為 可 能 發 生 水 力 裂 縫 區 Z 圖 9.10 壩 體 內 土 壓 分 佈 例 ( 摘 自 : 近 藤 信 昭 1992) 圖 9.11 土 壓 折 減 效 應 分 佈 例 ( 摘 自 : 近 藤 悟 1989) 139

140 0 土 壓 (ton/m 2 ) 深 度 Z(m) 蓄 水 壓 覆 土 壓 力 心 牆 土 壓 可 能 發 生 水 力 裂 縫 區 圖 9.12 水 力 裂 縫 發 生 機 制 說 明 例 ( 摘 自 : 近 藤 悟 1989) 支 配 土 壓 折 減 的 因 素 主 要 為 壩 基 山 谷 形 狀, 以 壩 軸 長 L 與 壩 高 H 的 比 值 (L/H) 來 量 化 壩 基 山 谷 形 狀 因 素,(L/H) 小 表 壩 基 山 谷 陡 峭 形 狀 變 化 大 土 壓 折 減 率 大, 土 壓 折 減 率 與 (L/H) 之 間 存 在 著 高 相 關 性 之 比 例 關 係 一 般 土 壓 折 減 率 約 為 15~25%, 若 (L/H) 大 於 1.2 應 無 發 生 水 力 裂 縫 之 虞, 而 當 (L/H) 大 於 4 時 可 不 考 慮 土 壓 折 減 效 應 Duncan 等 所 提 出 發 生 水 力 裂 縫 的 判 釋 基 準 為 : u 1 t (9-9) u: 量 測 點 的 孔 隙 水 壓 : 1 量 測 點 的 最 大 主 應 力 : 心 牆 土 壤 的 伸 張 強 度 t 另 一 方 面,Seed 等 根 據 Teton Dam 的 數 值 分 析 結 果, 建 議 發 生 水 力 裂 縫 的 判 釋 基 準 為 : u 3 t (9-10) 3 : 量 測 點 的 最 小 主 應 力 140

141 有 關 土 壓 的 判 釋 法 則 為 : 1. 土 壓 歷 時 變 化 若 為 圖 9.1(a) (b) 類 屬 安 定 型 2. 判 釋 基 準 可 依 設 計 值, 若 量 測 值 較 小 且 無 急 遽 增 加 情 形, 則 為 安 全 3. 依 (9-9) 式 (9-10) 式, 判 釋 是 否 有 發 生 水 力 裂 縫 之 虞 四 地 震 壩 頂 上 下 游 方 向 最 大 加 速 度 與 壩 基 上 下 游 方 向 最 大 加 速 度 之 間 有 t (9-11) 式 之 迴 歸 關 係 ; 另 壩 基 山 谷 形 狀 會 影 響 壩 體 動 態 行 為, 若 (L/H) 值 大 ( t b / ) 比 值 會 較 小, 當 (L/H) 值 大 於 4 則 / ) 比 值 會 趨 於 1 ( t b b t 12.5 b 0.62 (9-11) 地 震 屬 振 動 型 的 反 覆 動 態 力, 其 荷 重 時 間 約 為 0.01~1 秒, 反 覆 荷 重 次 數 約 為 5~1000 次, 嚴 重 者 會 使 壩 體 土 壤 發 生 液 化 現 象 液 化 機 制 為, 當 飽 和 砂 質 土 層 受 到 地 震 波 作 用, 承 受 連 續 性 之 反 覆 應 力, 土 壤 顆 粒 結 構 受 動 力 影 響 會 有 緊 密 化 的 趨 勢, 故 欲 將 孔 隙 內 的 水 排 出 ; 但 由 於 瞬 間 的 排 水 不 可 能 連 成, 將 導 致 顆 粒 間 的 應 力 傳 遞 至 孔 隙 水 中, 而 造 成 超 額 孔 隙 水 壓, 有 效 應 力 逐 漸 降 低 至 很 小 或 零, 使 土 壤 顆 粒 呈 懸 浮 狀 態 ; 則 土 層 將 喪 失 其 抗 剪 應 力, 產 生 連 續 性 的 變 形, 而 形 成 了 液 化 現 象 一 般 認 定 當 砂 質 土 層 之 孔 隙 水 壓 等 於 其 圍 壓 時, 即 成 液 化 狀 態 林 鴻 文 張 惠 文,1996 地 震 時 土 層 中 原 有 之 有 效 應 力 並 不 見 得 會 趨 於 零 而 使 土 壤 呈 液 狀, 唯 因 有 效 應 力 降 低 現 象 會 減 損 坑 剪 強 度, 故 在 呈 現 液 化 狀 態 前 的 損 害 仍 應 列 入 液 化 破 壞 之 考 慮 常 見 土 壤 液 化 破 壞 之 類 型 為 : 1. 結 構 物 上 舉 增 大 之 超 額 孔 隙 水 壓 上 舉 結 構 物, 致 結 構 物 破 壞 或 喪 失 機 能 2. 噴 砂 超 額 孔 隙 水 壓 將 不 斷 向 上 傳 遞, 並 於 其 上 部 地 表 層 中 打 開 通 路, 使 地 中 之 液 狀 砂 得 以 向 上 宣 洩 而 噴 出, 常 伴 隨 地 層 下 陷 3. 地 層 滑 動 於 自 然 或 人 工 邊 坡 處, 超 額 孔 隙 水 壓 增 大, 將 使 有 效 應 力 降 低 而 減 損 抗 剪 強 度, 致 發 生 滑 動 4. 結 構 物 沉 陷 傾 斜 141

142 超 額 孔 隙 水 壓 增 大, 而 減 損 承 載 力, 致 結 構 物 發 生 額 外 沉 陷 ; 若 超 額 孔 隙 水 壓 空 間 分 佈 不 均, 則 會 發 生 不 等 沉 陷, 致 結 構 物 傾 斜 5. 土 壓 增 加 超 額 孔 隙 水 壓 使 側 向 應 力 增 加, 致 擋 土 結 構 物 或 基 樁 變 形 影 響 砂 土 層 液 化 之 因 素 為 : 1. 地 層 堆 積 年 代 較 新 或 經 地 滑 等 二 次 堆 積 之 地 層 均 易 發 生 液 化, 查 考 地 質 年 代 及 其 成 因 同 為 重 要 2. 地 震 液 化 現 象 由 地 震 前 應 力 之 反 覆 作 用 而 發 生, 故 液 化 與 反 覆 剪 應 力 的 振 幅 有 密 切 的 關 係, 因 此 須 推 測 地 震 之 可 能 大 小 方 向 延 續 時 間 規 模 地 震 剪 應 力 之 分 析 方 法 可 使 用 既 往 之 研 究 成 果 改 成 實 用 者, 或 以 有 限 元 素 法 做 動 態 分 析 3. 土 壤 密 度 土 壤 密 度 乃 直 接 反 應 抗 液 化 之 敏 感 度, 於 實 用 上 一 般 以 孔 隙 比 e 相 對 密 度 D r 貫 入 試 驗 打 擊 次 數 N 值 來 表 示 土 壤 鬆 密 程 度, 密 度 大 者 抗 液 化 能 力 大 4. 粒 度 於 同 一 密 度, 良 好 級 配 者 其 連 鎖 力 強 較 能 抗 液 化 5. 有 效 應 力 垂 直 向 有 效 應 力 表 覆 土 壓 力, 而 水 平 向 有 效 應 力 表 圍 壓, 有 效 應 力 大 者 抗 液 化 強, 有 效 應 力 與 地 下 水 位 有 關 6. 地 下 水 位 地 下 水 位 之 位 置 直 接 影 響 液 化, 因 發 生 液 化 之 剪 應 力 與 初 期 圍 壓 呈 正 比 例, 故 須 調 查 豐 水 期 與 枯 水 期 之 地 下 水 位 變 化 須 辦 理 液 化 檢 討 之 飽 和 砂 質 土 層 為 : 1. 堆 積 年 代 較 新 或 經 地 滑 等 二 次 堆 積 之 地 層 2. 砂 土 層 厚 度 大 於 15m 者 3. N 值 小 於 15 者 4. 粘 土 含 量 小 於 10% 5. C u 小 於 10 者 D mm 者 142

143 7. 相 對 密 度 D r ( 參 閱 表 9.2) 表 9.2 相 對 密 度 與 液 化 可 能 性 關 係 最 大 地 震 加 速 度 (g) 最 易 發 生 液 化 可 能 發 生 液 化 不 易 發 生 液 化 0.10 D r <33% 33%<D r <54% D r >54% 0.15 D r <48% 48%<D r <73% D r >73% 0.20 D r <60% 60%<D r <85% D r >85% 0.25 D r <70% 70%<D r <92% D r >92% 地 震 力 為 不 規 則 大 小 不 一 連 續 性 的 反 覆 荷 重, 最 複 雜 甚 難 重 現 ; 於 試 驗 上 必 須 將 地 震 力 單 純 化, 以 矩 型 波 型 或 正 弦 波 型 施 加 反 覆 荷 重, 俾 模 擬 地 震 力 較 常 用 之 室 內 元 素 動 態 剪 力 試 驗 儀 器, 基 本 上 分 共 振 試 驗 單 純 剪 力 試 驗 扭 轉 試 驗 動 態 三 軸 試 驗 四 類, 主 要 觀 察 試 體 之 剪 應 力 剪 應 變 垂 直 應 變 體 積 變 化 孔 隙 水 壓 等 量 1. 共 振 柱 試 驗 乃 施 加 慣 性 力 於 試 體 或 自 試 體 內 部 產 生 波 動, 使 用 之 試 體 可 為 空 心 或 實 心 2. 單 純 剪 力 試 驗 施 加 反 覆 剪 力 於 圓 形 試 體 之 上 下 表 面, 因 只 單 純 施 加 剪 力, 故 也 可 以 觀 察 受 剪 時 的 體 積 變 化 3. 扭 轉 試 驗 施 加 反 覆 扭 轉 剪 力 於 空 心 圓 形 試 體 之 上 下 端, 因 為 試 體 的 實 體 部 份 較 薄, 應 力 應 變 的 空 間 分 佈 較 一 致, 可 滿 足 元 素 試 驗 之 要 求 4. 動 態 三 軸 試 驗 基 本 上 與 靜 態 三 軸 試 驗 同 性 質, 惟 荷 重 速 度 較 快 反 覆 荷 重 次 數 較 多, 一 般 以 正 弦 波 型 施 加 反 覆 荷 重 於 軸 向 或 側 向 此 類 試 驗 雖 也 可 以 模 擬 上 述 動 態 力, 但 無 法 重 現 土 體 慣 性 力, 而 且 荷 重 頻 率 無 法 太 大, 一 般 以 1 Hz 為 上 限 另 須 從 正 向 力 間 接 計 算 於 潛 在 破 壞 面 上 的 剪 應 力 剪 應 變 稍 加 改 裝 一 般 三 軸 試 驗 儀 即 可 施 行 動 態 試 驗, 試 體 準 備 容 易 為 其 優 點 可 依 (9-11) 式 (9-12) 式 來 判 釋 液 化 潛 勢, 若 抗 液 化 安 全 係 數 小 於 1 則 有 液 化 之 潛 勢 抗 液 化 安 全 係 數 / (9-12) l av : 由 動 態 剪 力 試 驗 求 得 開 始 液 化 時 之 抗 剪 應 力 l 143

144 av : 地 震 所 造 成 於 某 一 深 度 之 土 壤 平 均 剪 應 力, 如 (9-13) 式 a av 0.65 v x 8 v : 垂 直 應 力 a: 地 震 所 造 成 之 地 表 最 大 加 速 度 (9-13) x: 應 力 折 減 係 數,x = 0.5~1.0, 愈 接 近 地 表 愈 大, 於 地 表 下 5m 處 x = 0.93, 於 地 表 下 30m 處 x = 0.5 於 本 章 雖 已 對 各 量 測 量 的 判 釋 方 法 分 別 做 了 詳 細 說 明, 唯 一 旦 被 判 釋 為 異 常 者 需 立 即 採 取 措 施, 而 諸 措 施 中 如 提 高 監 測 頻 率 進 行 維 護 工 程 等 須 大 筆 經 費, 甚 至 有 必 要 發 警 報 者 更 茲 事 體 大, 不 得 不 謹 慎 因 此 當 發 現 監 測 值 逾 越 警 戒 範 圍 時, 尚 須 循 圖 9.13 所 示 之 流 程 校 核 之, 校 核 層 次 分 氣 象 因 素 資 料 走 勢 量 測 儀 器 功 能 相 關 儀 器 功 能 量 測 儀 器 周 邊 結 構 物 狀 況 壩 體 狀 況, 六 層 綜 合 之, 管 理 人 員 除 須 對 監 測 資 料 做 層 層 校 核 外, 尚 須 經 工 程 研 究 輔 導 委 員 會 校 核 討 論 擬 對 策 後, 再 通 知 主 管 單 位 及 管 理 局, 甚 為 嚴 謹 144

145 監 測 值 逾 越 警 戒 範 圍 * 否 校 核 當 時 氣 溫 有 否 超 過 歷 年 最 高 或 最 低 值 有 * 有 根 據 觀 測 曲 線 之 變 化 及 走 勢 與 預 期 者 比 較 有 否 異 常 否 有 維 修 儀 器 校 核 該 儀 器 功 能 有 否 異 常 否 否 校 核 其 他 相 關 儀 器 之 觀 測 值 或 曲 線 有 否 異 常 有 正 常 否 校 核 相 關 儀 器 之 功 能 有 否 異 常 有 否 該 存 儀 疑 器 並 之 追 觀 蹤 測 結 果 檢 視 該 儀 器 附 近 周 圍 之 結 構 及 環 境 狀 況 局 部 有 否 異 常 有 有 提 並 報 改 專 善 業 異 人 常 員 狀 評 況 估 全 面 檢 視 大 壩 基 礎 及 環 境 狀 況 有 否 異 常 否 該 存 儀 疑 器 並 之 追 觀 蹤 測 結 果 維 修 儀 器 * 該 兩 步 驟 僅 適 用 於 圖 示 法 推 定 之 警 戒 範 圍 圖 9.13 監 測 值 逾 越 警 戒 範 圍 時 之 判 釋 流 程 ( 摘 自 : 陳 利 明,1993) 145

146 第 十 章 影 響 堤 壩 安 全 可 能 遭 遇 之 現 場 狀 況 會 危 及 蓄 水 壩 安 全 之 狀 況 甚 多, 於 本 章 將 分 壩 頂 下 游 坡 面 出 水 工 及 溢 洪 道, 分 別 說 明 並 圖 示 之 經 濟 部 水 利 司, 於 霸 頂 可 能 遭 遇 之 現 場 狀 況 乾 裂 痕 跡 原 因 : 1. 壩 頂 之 建 材 土 料, 由 於 乾 濕 天 候 之 交 替 循 環 而 忽 伸 忽 縮, 因 而 形 成 乾 裂 現 象 2. 乾 裂 痕 跡 通 常 短 淺 狹, 並 且 為 數 眾 多 危 害 : 1. 形 成 表 面 逕 流 進 入 壩 體 之 入 口, 並 使 表 面 潮 濕, 而 引 致 壩 體 鄰 近 區 域 形 成 飽 和 狀 態 2. 如 此 之 飽 和 潮 濕, 再 加 上 後 續 的 乾 燥, 可 能 導 致 壩 體 進 一 步 之 龜 裂 對 策 : 1. 以 緊 密 不 透 水 之 材 料 填 補 裂 痕 之 表 面 2. 輾 壓 壩 頂, 以 使 其 排 水 得 當, 並 填 滿 裂 痕 3. 以 無 塑 性 之 材 料 ( 非 粘 土 ) 覆 蓋 壩 頂, 以 防 止 含 水 量 隨 著 時 間 變 動 146

147 橫 向 龜 裂 橫 斷 龜 裂 原 因 : 1. 表 面 土 料 的 乾 燥 和 收 縮 是 最 常 見 的 原 因 2. 壩 體 內 之 鄰 近 部 分 間 產 生 不 均 勻 之 沈 陷 3. 由 結 構 性 壓 迫 或 不 穩 定 而 導 致 變 形 危 害 : 1. 可 能 形 成 表 面 逕 流 進 入 壩 體 內 部 之 缺 口, 而 使 滲 流 穿 越 壩 體 2. 造 成 壩 體 內 局 部 區 域 之 強 度 減 低 ; 可 能 由 此 強 度 減 低 處, 造 成 未 來 之 結 構 性 位 移 變 形 或 毀 壞 3. 水 進 入 壩 體 飽 和 土 壤 增 進 冰 凍 融 雪 (Freeze Thaw) 行 為 對 策 : 1. 詳 細 檢 查 裂 痕 並 記 錄 其 位 置 長 度 深 度, 寬 度 以 及 其 他 附 帶 之 物 理 特 徵 ; 同 時 將 裂 痕 之 範 圍 做 上 記 號 2. 延 著 裂 痕 由 壩 頂 向 下 開 挖 以 適 當 之 材 料 回 填 3. 有 必 要 的 話, 應 封 住 龜 裂 的 上 游, 以 阻 止 水 庫 的 水 流 出 4. 繼 續 對 未 來 可 能 發 生 之 壩 頂 裂 痕 進 行 監 視, 以 防 範 未 然 5. 工 程 師 應 鑑 定 產 生 裂 痕 之 原 因, 並 監 督 改 善 步 驟 147

148 侵 蝕 溝 槽 原 因 : 1. 久 旱 造 成 壩 體 龜 裂 壩 頂 之 級 配 不 良 或 壩 體 沉 陷 所 產 生 之 橫 向 裂 痕, 發 達 成 侵 蝕 溝 渠 2. 不 當 之 排 水 設 施, 引 起 表 面 逕 流 於 壩 頂 肩 部 處 進 出 3. 不 當 之 溢 洪 道 容 量 設 計, 導 致 水 流 溢 頂 危 害 : 1. 減 小 有 效 出 水 高 度 2. 減 小 壩 體 橫 斷 面 積 3. 阻 礙 了 進 入 壩 頂 與 水 壩 各 部 之 通 道 4. 穿 過 裂 縫 的 滲 流 會 導 致 壩 體 崩 潰 對 策 : 1. 重 新 碾 壓 壩 頂, 以 供 表 面 逕 流 適 當 之 排 水 2. 如 果 溝 槽 係 由 溢 頂 所 造 成, 則 必 須 提 供 充 足 之 溢 洪 道 以 滿 足 目 前 之 設 計 標 準 3. 施 做 具 保 護 作 用 之 覆 蓋 物 4. 堵 住 溝 渠 在 上 游 坡 面 的 部 分 5. 將 水 壩 的 水 位 降 低 到 裂 縫 以 下 6. 由 工 程 師 做 進 一 步 的 檢 視, 以 決 定 因 應 之 措 施 148

149 縱 向 龜 裂 原 因 : 1. 壩 體 內 相 鄰 斷 面 或 地 帶 產 生 不 均 勻 之 沈 陷 2. 由 於 基 礎 毀 壞 而 導 致 壩 體 失 去 支 撐 危 害 : 1. 造 成 壩 體 內 局 部 區 域 之 強 度 減 低, 可 能 成 為 未 來 產 生 結 構 性 位 移 變 形 或 毀 壞 之 誘 因 2. 形 成 表 面 逕 流 進 入 壩 體 之 缺 口, 以 致 缺 口 鄰 近 之 壩 體 部 分 形 成 飽 和 狀 態, 並 可 能 由 此 造 成 滑 動 而 導 致 局 部 毀 壞 對 策 : 1. 檢 查 裂 痕 並 詳 細 記 錄 其 位 置 長 度 深 度 寬 度 排 列 狀 況 以 及 其 他 附 帶 產 生 之 物 理 特 徵 ; 立 即 將 裂 痕 之 範 圍 做 下 記 號, 並 經 常 監 視 2. 填 補 裂 痕 以 防 水 流 由 壩 頂 表 面 入 滲 至 壩 體 內 部 3. 繼 續 對 未 來 可 能 產 生 裂 痕 之 徵 兆 進 行 例 行 性 之 監 視, 以 防 範 未 然 149

150 垂 直 塌 陷 原 因 : 1. 壩 體 內 鄰 近 斷 面 間 產 生 垂 直 位 移 2. 由 於 潛 在 性 壓 迫 不 穩 定 或 基 礎 毀 壞, 而 導 致 結 構 變 形 或 毀 壞 危 害 : 1. 造 成 壩 體 內 局 部 區 域 之 強 度 減 低, 位 移 可 能 擴 大 2. 導 致 結 構 性 不 穩 定 或 毀 壞 3. 形 成 水 流 流 入 壩 體 之 缺 口, 可 能 因 此 進 一 步 造 成 層 面 間 之 滑 動 4. 減 少 了 壩 體 之 有 效 橫 斷 面 對 策 : 1. 詳 細 檢 查 位 移 狀 況, 並 記 錄 其 位 置 垂 直 與 水 平 位 移 長 度 以 及 其 他 物 理 特 徵 ; 並 立 即 將 裂 痕 之 範 圍 做 上 記 號, 以 利 查 驗 2. 挖 開 發 生 位 移 處 之 底 部, 並 運 用 正 確 技 術 及 適 當 材 料 回 填, 以 加 強 該 處 之 強 度 3. 工 程 師 應 鑑 定 產 生 位 移 之 原 因, 並 監 督 改 善 步 驟 4. 對 未 來 可 能 產 生 裂 痕 或 位 移 之 區 域 進 行 監 視 150

151 壩 頂 變 形 原 因 : 1. 結 構 體 內 鄰 近 部 分 間 之 相 對 位 移 2. 於 承 受 水 庫 荷 重 下, 壩 體 產 生 不 均 勻 之 變 位 3. 靠 近 變 形 之 區 域, 產 生 結 構 性 變 形 或 毀 壞 危 害 : 1. 排 列 不 齊 之 區 域 經 常 在 壩 頂 上 與 較 低 地 勢 之 區 域 相 伴 而 生, 減 小 了 出 水 高 度 2. 可 能 造 成 壩 體 內 局 部 區 域 之 強 度 減 低 而 導 致 毀 壞 對 策 : 1. 在 壩 頂 上 興 建 橫 越 壩 頂 之 標 誌 物, 用 以 鑑 定 排 列 不 齊 之 精 確 數 量 位 置 和 範 圍 2. 加 填 低 窪 區 域, 以 便 恢 復 壩 體 原 有 之 出 水 高 度 3. 工 程 師 應 鑑 定 產 生 排 列 不 齊 之 原 因, 並 監 督 改 善 狀 況 之 步 驟 4. 在 進 行 修 繕 工 作 之 後, 應 對 壩 頂 之 標 誌 物 建 立 預 定 監 視 之 計 畫 表, 以 便 提 早 察 覺 未 來 可 能 發 生 之 位 移 151

152 壩 頂 之 低 窪 區 域 原 因 : 1. 在 壩 頂 低 窪 區 域 正 下 方 產 生 過 量 之 壩 體 或 基 礎 沈 陷 2. 壩 體 內 部 材 料 被 沖 蝕 3. 基 礎 向 上 游 或 下 游 方 向 擴 展 散 開 4. 壩 頂 承 受 長 期 的 風 蝕 5. 建 造 最 後 階 段 所 採 用 之 級 配 不 適 當 危 害 : 1. 減 低 了 原 可 安 全 地 經 由 溢 洪 道 排 放 洪 水 之 出 水 高 度 2. 為 壩 體 潛 在 危 險 之 表 面 跡 象, 如 不 即 時 處 理 會 危 及 壩 體 安 全 對 策 : 1. 延 著 壩 頂 長 向 上 興 建 標 誌 物, 用 以 鑑 定 壩 頂 沈 陷 之 精 確 數 量 位 置 和 範 圍 2. 工 程 師 應 鑑 定 產 生 低 窪 區 域 之 原 因, 並 監 督 改 善 狀 況 之 步 驟 3. 在 壩 頂 上 之 低 窪 區 域 進 行 舖 填 工 程, 重 新 建 成 具 有 一 致 高 程 之 壩 頂 4. 於 橫 越 壩 頂 之 方 向 上 重 新 興 建 標 誌 物, 並 對 其 做 例 行 之 檢 查, 以 提 早 查 覺 未 來 可 能 發 生 之 沈 陷 152

153 壩 頂 之 陷 穴 原 因 : 1. 齧 齒 類 動 物 的 活 動 2. 出 口 管 上 之 孔 洞, 將 引 致 壩 體 建 材 之 沖 蝕 3. 由 於 滲 流 而 引 起 壩 體 建 材 之 內 部 沖 蝕 或 管 湧 4. 由 於 滲 流 而 導 致 壩 體 內 部 被 沖 散 之 粘 土 發 生 崩 潰 危 害 : 1. 水 壩 內 之 孔 穴 可 能 導 致 局 部 之 塌 陷 泥 濘 不 穩 定 或 減 少 了 壩 體 之 橫 斷 面 2. 形 成 表 面 水 流 入 侵 壩 體 之 缺 口 對 策 : 1. 詳 細 檢 查 並 紀 錄 陷 穴 之 位 置 和 其 物 理 特 徵 ( 深 度 寬 度 長 度 ) 2. 工 程 師 應 鑑 定 產 生 陷 穴 之 原 因, 並 監 督 改 善 步 驟 3. 挖 開 陷 穴, 並 使 開 挖 孔 具 有 邊 坡, 再 以 適 當 之 建 材 回 填 153

154 壩 頂 上 之 水 坑 - 排 水 不 良 原 因 : 1. 壩 頂 之 級 配 不 良 和 排 水 不 當 2. 壩 頂 上 之 局 部 固 結 或 沈 陷 會 導 致 水 坑 之 形 成 危 害 : 1. 引 起 壩 頂 局 部 區 域 之 飽 和 潮 濕 2. 阻 礙 了 進 入 水 壩 與 壩 頂 各 部 分 之 通 道 3. 若 不 予 以 改 善, 將 漸 形 嚴 重 對 策 : 1. 排 掉 坑 內 之 水 2. 重 新 碾 壓 和 夯 實 壩 頂, 以 恢 復 其 完 整 性, 並 使 其 向 上 游 坡 面 具 有 適 當 之 排 水 3. 鋪 設 卵 石 或 其 他 路 基 建 材, 以 承 受 適 量 之 交 通 負 荷 4. 進 行 周 期 性 之 維 護, 以 防 止 低 窪 區 域 之 再 次 形 成 154

155 不 明 植 物 原 因 : 1. 疏 於 或 缺 乏 適 切 之 維 修 計 劃 危 害 : 1. 壩 體 上 大 部 分 之 區 域 佈 滿 不 明 植 物, 以 致 阻 礙 了 對 整 個 水 庫 所 進 行 之 充 足 而 精 確 的 檢 視 工 作 2. 由 此 所 衍 生 之 問 題 將 對 水 庫 之 完 整 性 產 生 威 脅, 並 且 常 常 在 它 們 繁 衍 到 足 以 對 水 庫 安 全 構 成 威 脅 時 才 能 察 覺 3. 植 物 之 根 系 可 能 伸 展 而 穿 透 壩 體 之 橫 斷 面 ; 當 植 物 死 掉, 其 壞 死 腐 爛 之 根 系 將 成 為 滲 流 之 途 逕 ; 如 此 將 減 少 穿 透 壩 體 之 有 效 滲 流 路 徑, 轉 而 可 能 導 致 管 湧 現 象 4. 阻 礙 了 進 入 水 壩 各 部 分 進 行 運 轉 維 修 以 及 檢 視 工 作 之 通 道 5. 助 長 了 齧 齒 類 動 物 之 繁 衍 棲 息 對 策 : 1. 清 除 有 害 植 物, 移 除 根 系 後 所 產 生 之 孔 穴, 應 以 經 過 夯 實 之 適 當 建 材 填 補 之 2. 植 草 皮 以 防 止 表 面 逕 流 之 沖 蝕 3. 對 於 不 欲 其 生 長 而 可 能 在 未 來 繁 衍 之 植 物, 應 以 切 除 或 噴 灑 農 藥 之 方 式 設 法 移 除 之, 並 且 應 將 此 項 工 作 列 為 年 度 維 修 計 畫 的 一 部 分 4. 所 有 由 移 除 植 物 而 產 生 之 切 除 物 或 碎 屑 雜 物 等, 應 立 即 由 水 庫 處 取 走, 並 於 水 庫 所 在 流 域 之 外 適 當 處 置 之 155

156 沿 著 壩 頂 之 車 輪 凹 痕 原 因 : 1. 在 沒 有 適 當 表 面 處 理 的 壩 頂 上, 承 受 過 量 的 交 通 負 荷 危 害 : 1. 阻 礙 了 進 入 壩 頂 各 部 分 之 通 道 2. 會 助 長 輪 跡 凹 痕 之 繼 續 擴 大 3. 會 助 長 水 坑 之 集 流 滲 透 及 飽 和 土 層 4. 維 修 車 輛 極 易 為 凹 槽 所 困 而 難 以 行 進 對 策 : 1. 排 掉 凹 槽 內 之 水 2. 重 新 碾 壓 和 夯 實 壩 頂, 以 恢 復 其 完 整 性, 並 且 使 其 向 上 游 坡 面 具 有 適 當 之 排 水 3. 鋪 設 卵 礫 石 或 其 他 路 基 建 材, 以 承 受 適 量 之 交 通 負 荷 4. 進 行 週 期 性 之 維 護, 以 防 止 凹 痕 之 再 次 形 成 156

157 10.2 於 下 游 波 面 可 能 遭 遇 之 現 場 狀 況 原 因 : 1. 因 天 候 因 素 導 致 混 凝 土 劣 化 2. 接 縫 之 填 料 可 能 劣 化 或 產 生 移 位 混 凝 土 面 之 龜 裂 惡 化 危 害 : 1. 混 凝 土 面 底 下 之 土 壤 可 能 受 沖 蝕 進 而 形 成 洞 窟 2. 混 凝 土 龜 裂 處 之 斷 面 將 失 去 支 撐 3. 冰 移 作 用 則 可 能 導 致 混 凝 土 之 移 位 對 策 : 1. 鑑 定 起 因, 並 以 水 泥 漿 彌 補 裂 痕 2. 週 期 性 巡 查, 避 免 災 害 擴 大 157

158 壩 體 出 現 水 平 之 潮 濕 帶 原 因 : 1. 產 生 之 區 域 可 能 是 結 霜 層 或 壩 體 之 砂 質 層 危 害 : 1. 若 在 滲 流 下 部 產 生 潮 濕 現 象, 會 引 起 坡 面 局 部 性 的 不 穩 而 崩 潰 2. 大 量 的 滲 流 將 加 速 壩 體 材 料 流 失 而 導 致 崩 潰 對 策 : 1. 儘 可 能 正 確 量 測 滲 流 量 2. 若 流 量 增 加, 則 水 庫 水 位 要 降 低 直 到 水 流 穩 定 或 停 止 為 止 3. 將 該 區 之 範 圍 確 切 地 做 好 標 記 4. 用 手 工 具, 試 著 分 辨 出 滲 流 所 挾 帶 出 之 物 質 5. 工 程 師 應 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 158

159 點 狀 流 出 口 原 因 : 1. 施 工 不 良 所 導 致 2. 蛇 鼠 類 的 挖 掘 以 致 縮 短 了 滲 流 路 徑 3. 滲 流 已 洞 穿 壩 身, 滲 流 也 已 侵 蝕 壩 體 並 挾 帶 出 壩 身 內 之 土 石 材 料 4. 流 出 口 下 游 坡 面 成 泥 濘 狀 危 害 : 1. 滲 流 繼 續 進 行, 將 使 侵 蝕 惡 化 2. 若 繼 續 滲 漏, 將 使 壩 體 材 料 飽 和, 而 引 起 該 區 壩 身 局 部 的 崩 陷 3. 如 趨 嚴 重 將 導 致 潰 壩 對 策 : 1. 堵 往 上 游 坡 面 的 洞 口 2. 立 刻 量 測 滲 流 量, 並 判 斷 滲 流 水 是 否 更 加 混 濁 維 持 不 變 或 有 澄 清 之 跡 象 3. 阻 止 蛇 鼠 類 的 活 動 4. 工 程 師 應 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 5. 若 滲 流 量 繼 續 增 加, 應 降 低 水 位, 直 到 滲 流 停 止 為 止 159

160 原 因 : 1. 滲 流 已 洞 穿 壩 身 或 堤 岸 2. 下 游 坡 面 已 開 始 移 動 大 區 域 呈 現 潮 濕 飽 和 滲 流 突 起 危 害 : 1. 如 滲 流 繼 續 擴 大, 將 會 侵 蝕 壩 體 導 致 崩 潰 2. 壩 體 若 呈 飽 和 現 象, 該 區 域 會 產 生 局 部 之 崩 滑 3. 是 壩 體 崩 滑 之 前 兆 對 策 : 1. 與 剛 施 工 完 成 時 之 情 形 相 比 較, 調 查 原 因 是 否 為 施 工 所 造 成 2. 標 示 出 飽 和 區 域 並 繼 續 監 視, 看 該 區 域 是 否 擴 大 或 縮 小 3. 量 測 滲 流 量 4. 若 飽 和 區 繼 續 擴 大 或 滲 流 量 增 加, 應 將 水 庫 之 水 位 降 低, 直 到 滲 流 停 止 為 止 5. 加 強 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 160

161 壩 體 與 堤 岸 交 接 處 發 生 滲 流 原 因 : 1. 滲 流 經 由 堤 岸 裂 縫 或 岩 石 裂 痕 流 出 2. 滲 流 已 洞 穿 堤 岸 3. 滲 流 已 洞 穿 壩 身 危 害 : 1. 將 侵 蝕 壩 體 導 致 崩 潰 1. 會 快 速 侵 蝕 堤 岸 並 流 光 水 庫 中 之 儲 水 2. 會 在 下 游 區 造 成 堤 岸 之 崩 坍 對 策 : 1. 標 示 滲 流 區 之 範 圍 2. 每 日 檢 視 滲 流 崩 滑 情 形 之 發 展 3. 觀 察 該 區 域 之 滲 流 量 和 挾 帶 之 物 質 4. 若 情 況 惡 化, 應 將 水 庫 之 水 位 降 低 5. 工 程 師 應 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 6. 有 必 要 需 做 灌 漿 處 理 161

162 產 生 沸 水 及 出 現 類 似 彈 簧 床 之 濕 軟 區 域 原 因 : 1. 此 現 象 可 能 發 生 在 基 礎 部 之 砂 石 或 礫 石 層 2. 滲 流 快 速 流 穿 壩 體 或 壩 基, 但 被 植 生 草 皮 之 根 部 系 統 所 控 制 危 害 : 1. 顯 示 該 區 有 大 量 滲 流 產 生 2. 假 若 草 根 無 法 控 制, 將 會 急 速 侵 蝕 壩 基 3. 滲 流 繼 續 進 行 將 導 致 壩 身 之 崩 潰 對 策 : 1. 檢 查 沸 水 現 象 之 水 質, 察 看 是 否 挾 帶 出 基 礎 部 之 材 料 2. 若 有 沙 土 在 下 游 處 流 出, 應 以 砂 袋 或 土 堤 圍 住 沸 水 區, 此 小 堤 可 使 滲 流 速 減 緩 並 暫 時 防 止 侵 蝕 的 加 劇 3. 觀 察 該 區 域 之 滲 流 量 及 所 挾 帶 出 之 物 質 4. 若 侵 蝕 繼 續 惡 化, 需 降 低 水 庫 之 水 位 5. 應 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 162

163 長 出 植 物 原 因 : 1. 壩 體 可 能 有 滲 流 2. 風 將 草 種 吹 到 壩 身 繁 殖 3. 由 與 施 工 時 所 種 之 草 木 不 同 之 種 子 所 繁 衍 危 害 : 1. 顯 示 壩 體 可 能 有 區 域 被 飽 和 2. 大 的 樹 根 會 造 成 滲 流 途 徑 3. 灌 木 叢 林 會 遮 蔽 看 得 見 的 檢 查, 並 且 掩 護 會 挖 洞 的 動 物 對 策 : 1. 用 探 測 桿 和 圓 鍬, 察 看 該 飽 和 區 域 及 其 附 近 之 潮 濕 程 度 2. 若 該 區 是 潮 濕 但 其 周 圍 乾 燥, 則 可 續 觀 察 看 潮 濕 區 域 有 無 擴 大 3. 去 除 在 土 堤 上 或 鄰 近 的 樹 木 和 灌 木, 同 時 適 當 地 回 填 空 地 4. 控 制 所 有 其 他 在 土 堤 上 生 長 的 動 物 5. 工 程 師 應 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 163

164 縱 向 的 龜 裂 起 因 : 1. 表 面 土 料 的 乾 燥 收 縮 2. 土 堤 下 游 的 移 動 或 沈 陷 1. 由 於 浸 蝕 鬆 軟 了 坡 腳 而 發 生 局 部 掉 落 危 害 : 1. 滑 動 的 早 期 徵 兆 2. 當 收 縮 龜 裂 時, 會 引 起 水 進 入 土 堤 並 且 結 冰, 如 此 將 會 加 大 土 堤 的 龜 裂 3. 表 面 逕 流 亦 由 此 進 入 壩 體 飽 和 土 料 4. 沈 陷 和 滑 動 意 味 著 土 堤 力 量 的 損 失, 可 能 造 成 崩 潰 對 策 : 1. 假 如 是 因 乾 燥 而 龜 裂, 則 可 在 該 地 方 加 大 夯 實 土 料 粒 徑, 使 表 面 水 及 自 然 濕 氣 進 入 2. 夯 實 填 補 裂 縫 3. 檢 視 龜 裂 發 展 情 形 4. 檢 查 滲 流 的 地 方 5. 監 視 蔓 延 性 的 破 壞 6. 工 程 師 應 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 164

165 齧 齒 動 物 鑽 鑿 之 小 孔 坑 道 洞 窟 原 因 : 1. 由 於 動 物 之 鑽 鑿, 形 成 了 許 多 的 小 孔 坑 道 和 洞 窟 2. 壩 體 附 近 有 特 別 吸 引 齧 齒 動 物 之 植 物 危 害 : 1. 小 孔 坑 道 和 洞 窟 縮 短 滲 流 途 徑 會 造 成 或 縮 短 滲 水 路 2. 若 是 壩 體 佈 滿 了 洞 窟, 將 嚴 重 危 及 整 體 安 全 對 策 : 1. 檢 查 小 孔 坑 道 和 洞 窟 之 位 置 及 範 圍 2. 回 填 小 孔 坑 道 和 洞 窟 3. 移 除 吸 引 齧 齒 動 物 之 植 物 4. 控 制 齧 齒 動 物 的 生 長, 以 防 止 更 加 的 危 害 165

166 羊 牛 通 行 起 因 : 1. 過 多 的 家 畜 走 過, 尤 其 是 在 地 面 濕 時 更 會 對 坡 面 造 成 嚴 重 的 危 害 危 害 : 1. 使 得 防 止 侵 蝕 的 保 護 層 暴 露 出 來 2. 產 生 侵 蝕 溝 3. 引 起 水 流 集 中, 易 造 成 他 處 乾 燥 龜 裂 對 策 : 1. 防 止 家 畜 進 堤 壩 範 圍 2. 整 平 侵 蝕 溝 3. 用 碎 石 修 補 保 護 侵 蝕 處 166

167 10.3 於 出 水 工 可 能 遭 遇 之 現 場 狀 況 出 水 管 受 損 龜 裂 洞 起 因 : 1. 生 銹 ( 鋼 管 ) 2. 混 凝 土 管 浸 蝕 3. 穴 蝕 沈 陷 碰 撞 4. 施 工 不 良 危 害 : 1. 影 響 出 水 機 能 2. 水 滲 入 土 中 軟 化 管 週 邊 土 層 3. 加 速 滲 流 路 穴 蝕 4. 加 速 管 之 沉 陷 變 形 接 點 偏 離 對 策 : 1. 輕 輕 拍 打 受 損 部 位, 聽 聲 音 是 否 有 穴 蝕 孔 在 管 子 外 部 2. 檢 查 裂 洞 等 進 出 管 子 之 水 漬 3. 假 如 嚴 需 開 挖 換 管 4. 如 有 蔓 延 性 破 壞 之 虞, 應 加 強 巡 查 167

168 閘 門 葉 龜 裂 閘 門 閥 座 或 導 桿 受 損 起 因 : 1. 因 冰 凍 作 用 生 銹 磨 損 穴 蝕 而 無 法 動 彈, 卻 強 制 閘 門 關 閉 2. 因 振 動 碰 撞 振 動 等 外 力 之 作 用 受 損 危 害 : 1. 閘 門 葉 及 閥 座 鬆 脫 漏 水 2. 導 桿 受 制, 無 法 操 作 對 策 : 1. 閘 門 全 開 或 全 關 2. 儘 量 少 用 閥 門, 直 到 修 好 或 重 新 置 換 3. 假 如 導 因 為 穴 蝕, 檢 查 看 通 風 管 是 否 通 暢 無 阻 168

169 控 制 機 組 1. 支 撐 塊 破 裂 2. 控 制 管 破 裂 或 彎 曲 3. 導 桿 破 裂 或 不 見 承 座 破 裂 起 因 : 1. 因 混 凝 土 劣 化, 而 當 閘 門 無 法 動 彈 時 試 圖 使 之 動 彈 而 用 力 過 度 危 害 : 1. 引 起 控 制 承 座 傾 斜 2. 控 制 桿 件 受 束 縛 3. 控 制 首 部 結 構 沈 陷 4. 閘 門 無 法 打 開 5. 承 座 完 全 破 壞 6. 出 水 口 無 法 操 作 對 策 : 1. 檢 視 機 械 組 件 狀 況 2. 如 有 必 要 需 換 裝 零 組 件, 並 試 操 作 169

170 D 起 因 : 1. 構 造 物 的 側 壓 力 太 大 2. 出 口 構 造 物 週 邊 土 層 鬆 弛 3. 混 凝 土 品 質 太 差 混 凝 土 出 口 構 造 破 壞 危 害 : 1. 影 響 出 水 機 能 2. 出 水 滲 入 土 層 使 其 鬆 弛 3. 出 水 穴 蝕 土 層 等, 加 速 構 造 物 破 壞 對 策 : 1. 檢 查 典 型 的 尺 寸, 如 上 圖 的 D, 看 有 沒 有 蔓 延 性 的 損 害 2. 嵌 補 裂 縫 3. 做 好 構 造 物 周 邊 之 排 水 4. 如 有 必 要, 更 換 整 個 出 水 構 造 物 170

171 原 因 : 1. 水 庫 水 位 增 高 或 滲 流 路 徑 之 改 變 排 水 孔 之 流 量 增 加 或 挾 帶 泥 沙 危 害 : 1. 高 速 滲 流 會 逐 漸 侵 蝕 排 水 區 及 壩 體 2. 會 導 致 排 水 管 道 之 破 壞 對 策 : 1. 量 測 流 量 並 與 以 往 之 記 錄 比 較 2. 收 集 流 水 樣 本, 以 比 較 其 混 濁 度 3. 若 流 量 或 混 濁 度 增 加 百 分 之 廿 五 以 上, 應 加 強 監 測 4. 工 程 師 應 做 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 171

172 出 水 工 放 水 浸 蝕 壩 趾 出 水 口 附 近 有 滲 流 孔 起 因 : 1. 出 水 管 太 短 2. 缺 少 消 能 池 或 管 路 下 游 端 的 消 能 結 構 3. 出 水 管 道 破 裂 4. 出 水 管 道 附 近 產 生 滲 流, 沿 著 該 管 道 外 部 流 出 壩 身 危 害 : 1. 出 水 浸 蝕 下 游 坡 面 2. 引 起 蔓 延 性 泥 濘 3. 水 流 繼 續 流 出 將 加 速 壩 體 之 侵 蝕 對 策 : 1. 延 伸 管 子 到 壩 趾 外 2. 用 碎 石 適 當 的 舖 上 基 礎 以 保 護 壩 堤 3. 察 看 滲 流 是 否 挾 帶 沙 土 4. 監 測 滲 流 量 5. 若 滲 流 挾 帶 著 有 壩 體 之 材 料, 則 水 庫 之 水 位 需 降 低, 直 到 滲 流 停 止 為 止 6. 應 做 進 一 步 檢 視 以 決 定 因 應 措 施 172

173 10.4 於 溢 洪 道 可 能 遭 遇 之 現 場 狀 況 溢 洪 道 內 或 周 圍 產 生 滲 流 原 因 : 1. 溢 洪 導 的 裂 痕 及 不 同 地 質 相 接 處 易 發 生 滲 流 2. 溢 洪 道 中 之 礫 石 或 砂 土 層 易 產 生 滲 流 危 害 : 1. 導 致 水 庫 儲 水 量 的 減 水 2. 若 滲 流 流 速 很 大, 損 壞 程 度 會 擴 大, 且 導 致 壩 體 材 料 的 侵 蝕 對 策 : 1. 檢 查 滲 流 所 挾 帶 之 物 質, 以 判 斷 滲 流 之 原 因 2. 量 測 滲 流 量, 並 檢 查 其 所 挾 帶 之 沙 土 3. 若 滲 流 量 或 沉 渣 量 急 速 增 加, 水 庫 之 水 位 要 降 低 直 到 滲 流 穩 定 或 停 止 為 止 4. 工 程 師 應 進 一 步 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 173

174 原 因 : 1. 排 水 系 統 或 截 流 牆 可 能 遭 破 壞 溢 洪 道 底 部 產 生 大 量 滲 流 危 害 : 1. 產 生 多 量 的 滲 流, 將 會 侵 蝕 其 基 礎 部 分, 而 引 起 該 部 分 崩 陷 2. 若 該 流 量 無 法 控 制, 將 使 水 庫 儲 水 量 減 少 對 策 : 1. 立 即 量 測 滲 流 量, 並 檢 查 滲 流 所 挾 帶 出 之 物 質 2. 若 滲 流 有 加 速 現 象, 則 水 庫 之 水 位 要 降 低 直 到 流 速 穩 定 或 停 止 為 止 3. 使 用 止 水 技 術 施 行 表 面 修 補 4. 持 續 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 174

175 原 因 : 1. 構 造 物 背 後 排 水 系 統 缺 乏 或 不 足 2. 構 造 物 背 後 排 水 孔 道 堵 塞 施 工 縫 伸 縮 縫 或 混 凝 士 裂 縫 發 生 滲 流 危 害 : 1. 會 導 致 牆 面 傾 倒 翻 覆 流 經 混 凝 土 之 摻 流 會 加 速 混 凝 土 的 剝 落 2. 溢 洪 道 若 在 壩 堤 上, 則 該 類 滲 流 將 會 使 侵 蝕 加 速 而 引 起 壩 身 之 崩 潰 對 策 : 1. 檢 查 排 水 系 統, 並 清 除 其 中 之 障 礙 物 ( 如 排 水 口 雜 物 等 ) 2. 檢 查 構 造 物 之 底 層 土 3. 修 補 牆 身 裂 縫 4. 開 挖 測 邊 土 修 補 牆 身 5. 持 續 檢 視, 以 決 定 因 應 措 施 175

176 起 因 : 1. 過 量 和 不 均 勻 沈 陷 2. 混 凝 土 版 滑 移 3. 結 構 體 節 點 太 寬 和 分 離 4. 未 密 閉 密 閉 口 劣 化 和 沖 刷 分 離 接 點 分 離 或 位 移 危 害 : 1. 基 礎 材 料 的 浸 蝕 減 弱 了 支 撐 力, 會 引 起 更 進 一 步 的 裂 縫 2. 水 流 所 引 起 之 水 壓 將 沖 刷 牆 底 版 或 引 起 更 嚴 重 之 損 壞 對 策 : 1. 結 構 接 合 2. 所 有 節 點 必 須 以 瀝 青 或 可 塑 性 材 料 封 閉 3. 清 理 節 點, 更 換 已 腐 蝕 材 料, 密 閉 節 點 4. 止 水 帶 必 須 放 於 適 當 位 置 5. 基 礎 排 水 修 護 斜 槽 下 部 版 6. 考 慮 防 滑 動 措 施 176

177 起 因 : 1. 不 良 靜 水 池 構 造, 易 蝕 性 材 料 2. 斜 槽 端 沒 有 遮 蔽 牆 危 害 : 1. 溢 洪 道 結 構 破 壞 2. 導 致 版 牆 崩 壞 害 對 策 : 1. 把 受 影 響 範 圍 的 水 排 光 2. 清 潔 浸 蝕 部 位 及 適 當 的 回 填 3. 改 善 斜 槽 下 的 河 渠 4. 鋪 設 碎 石 作 為 靜 水 池 5. 裝 置 遮 蔽 牆 溢 洪 道 斜 槽 下 部 切 斷 遮 蔽 牆 177

178 牆 偏 移 起 因 : 1. 施 工 不 良 2. 地 基 下 陷 不 均 勻 3. 土 壓 及 水 壓 太 大 4. 混 凝 土 的 鋼 筋 量 不 足 危 害 : 1. 小 位 移 會 產 生 小 游 渦 和 紊 流, 浸 蝕 牆 後 之 土 壤 2. 大 的 位 移 會 引 起 裂 縫 和 結 構 崩 壞 對 策 : 1. 根 據 較 確 實 的 工 程 設 計 重 新 構 築 2. 修 護 基 礎 3. 裝 置 適 當 的 導 水 孔 以 降 低 牆 後 水 壓 4. 混 凝 土 中 的 鋼 筋 要 足 夠 5. 將 牆 錨 定 以 免 更 進 一 步 的 位 移 6. 加 設 斜 撐 材 7. 採 取 降 低 回 沖 措 施 178

179 大 裂 縫 起 因 : 1. 施 工 不 良 2. 應 力 集 中 在 部 份 位 置 3. 回 填 土 壓 太 大 危 害 : 1. 攪 亂 水 流 形 態 2. 浸 蝕 基 礎 或 回 填 土 3. 導 致 結 構 體 崩 壞 對 策 : 1. 大 裂 縫 不 似 大 位 移 般, 只 要 嵌 補 即 可 2. 切 除 或 清 理 表 面, 以 利 嵌 補 179

180 雜 草 或 枯 木 起 因 : 1. 滑 動 物 質 枯 木 積 累 於 溢 洪 上 2. 植 物 過 度 的 滋 繁 危 害 : 1. 減 少 輸 水 容 量 2. 發 生 溢 流 越 流 3. 長 期 越 流 會 導 致 壩 體 崩 潰 岩 屑 或 其 他 雜 物 對 策 : 1. 定 期 清 除 岩 屑 2. 控 制 溢 洪 道 上 植 物 的 生 長 3. 在 溢 洪 道 入 口 前 裝 設 欄 柵, 防 止 岩 屑 進 入 180

181 滑 動 起 因 : 1. 水 流 速 度 太 大 2. 底 部 及 坡 度 材 料 鬆 散 或 劣 化 3. 渠 道 和 沿 岸 坡 度 太 陡 4. 原 土 未 加 保 護 5. 構 造 物 不 良 6. 表 面 保 護 層 損 壞 過 度 侵 蝕 引 起 水 流 集 中 危 害 : 1. 攪 亂 水 流 形 態, 材 質 流 失, 增 加 下 游 沈 澱 量 2. 水 流 沖 刷 沿 岸 土 加 速 侵 蝕 3. 影 響 洩 洪 機 能 對 策 : 1. 設 計 適 當 的 最 小 流 速 2. 用 合 適 的 材 料 保 護 渠 岸 3. 減 緩 渠 道 和 沿 岸 坡 度 181

182 參 考 文 獻 1. 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會, 閘 壩 工 程, 李 建 中 魏 大 寧, 自 動 化 資 料 擷 取 系 統 在 大 地 工 程 上 之 應 用, 地 工 技 術 雜 誌, 第 15 期, 第 5~9 頁, 胡 海 潮, 大 地 監 測 系 統 與 應 用, 中 美 美 術 印 刷 廠, 邱 鴻 章, 土 壩 與 土 石 壩 之 災 變, 中 興 工 程, 第 5 期, 第 79~102 頁, 邱 鴻 章, 土 石 壩 之 漏 水 對 策, 中 興 工 程, 第 38 期, 第 67~74 頁, 林 鴻 文 張 惠 文 動 力 壓 密 工 法 之 改 良 效 果 及 其 力 學 機 制, 中 央 大 學 碩 士 論 文, 黃 鉅 棟, 傾 斜 儀 介 紹, 地 工 技 術 雜 誌, 第 10 期, 第 17~23 頁, 鄭 文 隆, 土 壩 工 程 監 測 系 統 之 設 計 與 探 討, 地 工 技 術 雜 誌, 第 3 期, 第 53~62 頁, 翁 作 新, 量 測 儀 器 之 基 本 原 理 介 紹, 地 工 技 術 雜 誌, 第 10 期, 第 5~10 頁, 陳 利 明, 水 壩 監 測 及 安 全 評 估 工 作 實 務 ( 上 ), 中 興 工 程, 第 31 期, 第 15~53 頁, 陳 利 明, 水 壩 監 測 及 安 全 評 估 工 作 實 務 ( 下 ), 中 興 工 程, 第 32 期, 第 13~33 頁, 陳 利 明, 蓄 水 壩 之 儀 器 監 測 與 評 估, 財 團 法 人 中 興 工 程 顧 問 社, 陳 錦 清 高 憲 彰 土 石 壩 之 施 工 監 測 與 結 果 評 估,SINO-GEOTECHNICS, No.50,pp.17~26, 孫 訓 方 方 孝 淑 關 來 泰, 材 料 力 學, 第 16 章, 科 技 圖 書, 經 濟 部 水 利 司, 蓄 水 庫 安 全 手 冊, 經 濟 部, 蓄 水 庫 安 全 檢 查 與 評 估 辦 法, 經 濟 部, 蓄 水 庫 安 全 檢 查 評 估 要 點, 經 濟 部, 蓄 水 庫 構 造 物 管 理 基 準, Cernica, J. N., Geotechnical Engineering - Soil Mechanics, John Wiley and Sons Inc., Charles, L. B., Bruce, C. M. and L.G., Embankment Dam Instrumentation Manual, United Department of the Interior, Bureau of Reclamation, USBR, Safety Evaluation of Existing Dams, 水 野 光 章 松 本 德 久, ダム 完 成 後 における 計 測, 日 本 土 木 施 工, 第 25 卷, 第 6 號, 日 本 建 設 省 ダムの 安 全 管 理 土 研 資 料 第 1834 號, 日 本 建 設 省, ダムの 安 全 管 理 に 關 する 研 究, 第 47 回 建 設 省 技 術 研 究 會, 河 川 部 門 指 定 課 題, 日 本 建 設 省, 試 驗 湛 水 中 の 漏 水 量 目 安 值, 第 47 回 建 設 省 技 術 研 究 會, 河 川 部 門 指 定 課 題, 日 本 建 設 省, ダムの 安 全 管 理, 土 木 技 術 資 料,No.36-4, 日 本 ダム 管 理 調 查 委 員 會, ダム 管 理 調 查 要 領, 近 藤 悟, 試 驗 湛 水 と 測 定 計 畫,ダム 技 術,No.29, 近 藤 信 昭, 長 期 觀 測 結 果 に 基 づくロックフィルダムの 拳 動 に 關 する 研 究, 大 ダム,No.140, 宇 尾 文 雄, フィルダムの 安 全 管 理 手 法 の 一 考 察,ダム 工 學,No.15,

183 31. 共 和 電 業, 共 和 電 子 計 測 器 總 合 カタログ 1989~1990, 共 和 電 業, 共 和 式 土 木 變 換 器 を 用 いたフィルダム 及 びコンクリ-トの 計 測, 君 島 博 次 譯, ダムと 公 共 の 安 全 - 世 界 の 重 大 事 故 例 と 教 訓, 東 海 大 學 出 版 社, 財 團 法 人 ダム 技 術 センタ-, 多 目 的 ダムの 建 設, 財 團 法 人 全 國 建 設 研 修 セ ンタ-, 設 計 編, 第 31 章, 播 田 一 雄 ら, フィルダムの 安 全 管 理 のための 堤 體 拳 動 計 測 手 法 に 關 する 檢 討,ダム 工 學,No.15,

184 著 者 簡 介 1. 臺 灣 省 臺 中 縣 人, 民 國 46 年 生 2. 淡 江 大 學 水 利 工 程 系 學 士 3. 日 本 京 都 大 學 農 業 工 程 學 科 碩 士 博 士 4. 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會 永 久 會 員 5. 中 國 農 業 工 程 學 會 永 久 會 員 6. 中 華 水 土 保 持 學 會 永 久 會 員 7. 中 華 民 國 大 地 工 程 學 會 創 始 會 員 8. 政 府 採 購 法 評 選 委 員 9. 行 政 院 公 共 工 程 委 員 會 工 程 查 核 委 員 10. 經 濟 部 水 利 署 承 包 商 施 工 評 鑑 制 度 複 評 委 員 11. 現 任 中 華 大 學 土 木 系 副 教 授 12. 通 訊 處 : 新 竹 市 東 香 里 6 鄰 五 福 路 2 段 707 號 電 話 [email protected] 184