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研究生:吳金池
研究生(外文):Chin-Chih Wu
論文名稱:公路邊坡穩定及維修工法之探討-以宜蘭地區省道公路為例
論文名稱(外文):Study of Slope Stability Retrofit in Yilan Highway System
指導教授:郭世榮郭世榮引用關係
指導教授(外文):Shyh-Rong Kuo
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:173
中文關鍵詞:邊坡穩定邊坡災害維修工法
外文關鍵詞:Slope Stabilitydamage on slopeMaintenance Method
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宜蘭地區位處台灣東北部,地形三面環山一面向海,先天環境上有四多:多山、多雨、多颱風、多地震。因為多山,聯外交通須穿山越嶺,公路沿山坡興建,部分山區地勢陡峻,地質脆弱,這些山區道路建設,改變了當地原有的地形及地貌,使得本來處於穩定狀態的邊坡可能趨於不穩定;由於地形三面環山一面向海,除了梅雨季節下雨之外,冬天吹東北季風帶來海洋濕氣,山坡迎風面經常下雨;又夏、秋時節屢屢遭遇颱風及其所挾帶的豪雨侵襲,是全台灣年平均降雨量最多的地方,邊坡表面經常受到雨水之侵蝕;此外又位居台灣東北部地震帶上,此地震帶自琉球群島向西南延伸,經花蓮、宜蘭至蘭陽溪上游附近,地震活動相當頻繁;以上這些因素,幾乎年年誘發山區道路發生邊坡災害,造成公路養護單位業務上極大之負擔。
邊坡發生破壞,道路交通阻斷,不僅危及行旅安全,給當地居民生活帶來不便,物流無法暢通,更影響社會經濟活動。尤其自民國94年8月至97年9月大約3年期間,歷經泰利、卡努、丹瑞、龍王、聖帕、柯羅莎、鳳凰、辛樂克、薔蜜等颱風肆虐,造成省道公路多處邊坡崩坍、防護工程基礎遭山洪淘空、路基流失等嚴重災情,復建工程所費不貲,故邊坡之穩定與維護問題格外值得正視。有鑒於此,本論文乃擇宜蘭地區北橫公路棲蘭至牛鬥路段及中橫公路宜蘭支線四季至南山路段,近年來颱風豪雨所引發的邊坡災害維修工程案件作為範例,對於災害經過、搶修困難、邊坡破壞原因、邊坡維修對策、維修使用工法、邊坡修復過程、施工面臨問題、邊坡治理成效等,予以探討、分析,並提出心得及建議。
Yilan County is situated in the northeast of Taiwan, surrounded by mountains on three sides and faces the ocean. Its natural environment is characterized by four factors: plenty of mountains, rainfall, typhoons, and earthquakes. Most of the highways are built on the hillside. The geology is fragile and the topology is steep. The roadwork had changed the original landforms and terrain features. Consequently, the unstable mountain slopes become more unstable. The northeast monsoon in winter and the typhoons in summer contribute plenty of rainfall that has eroded the slope surface. Furthermore, Yilan County is in the northeast seismic zone. Plenty of earthquakes cause severe damages on road slopes in mountainous areas annually. All of these factors have become a heavy burden on the maintenance of highways.
These damages on slopes will not only obstruct the roads but also endanger the safety of passengers, not to mention the impact on local economy and people’s livelihood. From August 2005 to September 2008, there are nine typhoons attacked this area and resulted to roads collapsed, roadbeds rinsed away and the protective base lost, that had cost a surprising amount of restoration. Therefore, the stability and the maintenance of highway slope are critical issues for the authorities. This paper cites the instances of Qilan to Niudou section, Northern Cross-Island Highway and Siji to Nanshan section of Yilan branch line, Central Cross-Island Highway. The author analyzes the disaster process, explores the difficulties of urgent repairs and major causes of damage on slopes, proposes the maintenance solutions and methods, discusses the problems of roadwork, and concludes the effectiveness of the management of slope construction and repair.
目 錄
誌 謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目 錄 iv
表 目 錄 vii
圖 目 錄 viii
照片目錄 xi


第一章 緒論 1
1.1 研究動機及背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍及內容 2
1.4 論文架構 3

第二章 邊坡穩定影響因子 4
2.1 潛在影響因子 4
2.2 誘發影響因子 9

第三章 邊坡破壞主要型式與機理 13
3.1 公路邊坡之分類 13
3.2 邊坡破壞之類型及特徵 16
3.3 邊坡破壞形成之因素 25

第四章 公路邊坡常用治理工法 27
4.1 邊坡植生工法 27
4.2 邊坡排水工法 30
4.3 邊坡穩定工法 33
4.4 邊坡避險工法 40
4.5 其他工法 41

第五章 邊坡維修工程探討 43
5.1 台7甲線25k+950~26k+450邊坡維修工程探討 44
5.1.1 基本資料 45
5.1.2 第1次災害修復工程:台7甲線26k+400泰利、卡努、
丹瑞、龍王等風災護坡植生修復工程 48
5.1.3 第2次災害修復工程:台7甲線26k+100聖帕風災路基
缺口修復工程 74
5.1.4 第3次災害修復工程:台7甲線26k+200~26k+400柯羅
莎風災路基缺口修復工程 89
5.1.5 第4次災害修復工程:台7甲線26k+200~26k+400鳳凰
、辛樂克、薔蜜等風災路基缺口修復工程 99
5.1.6 小結 122
5.2 台7線89k+500~90k+740邊坡維修工程探討 124
5.2.1 基本資料 124
5.2.2 台7線89k+500~90k+740鳳凰、辛樂克、薔蜜等風災路
基流失搶修工程 126
5.2.3 小結 150

第六章 結論與建議 151
6.1 結論 151
6.2 建議 152

參考文獻 154




















表 目 錄
表2-1 坡度與邊坡穩定度分級表 5
表2-2 岩石強度參考表 6
表2-3 岩層風化等級表 7
表5-1 台7甲線26k+400路段94年第1次災害搶修交通通阻情形
表 71
表5-2 台7甲線25k+950~26k+450路段第1~4次災害各別資料統計
表 122
表5-3 台灣各氣象站月平均降雨量統計表 123
表5-4 台7線89k+500~90k+740搶修工程修復方案評估表 138















圖 目 錄
圖2.1 各種邊坡斷面型式示意圖 5
圖2.2 順向坡及逆向坡示意 8
圖3-1 土壤墜落示意圖 17
圖3-2 岩屑墜落示意圖 18
圖3-3 岩石墜落示意圖 18
圖3-4 土壤傾倒示意圖 19
圖3-5 撓曲傾倒示意圖 19
圖3-6 塊體傾倒示意圖 20
圖3-7 塊體撓曲傾倒示意圖 20
圖3-8 弧形滑動示意圖 21
圖3-9 平面滑動示意圖 21
圖3-10 泥土流動示意圖 22
圖3-11 岩屑流動示意圖 23
圖3-12 岩石流動示意圖 23
圖3-13 土層側移示意圖 24
圖3-14 岩層側移示意圖 24
圖3-15 岩塊側移示意圖 24
圖5-1 台7線及台7甲線位置圖 46
圖5-2 台7甲線25k+950~26k+450位置圖 47
圖5-3 蘭陽溪中游兩側地質圖 48
圖5-4 泰利颱風路徑圖 50
圖5-5 泰利颱風侵台期間各地最大風速及最大陣風分布圖 50
圖5-6 泰利颱風總雨量分布圖 51
圖5-7 卡努颱風總雨量分布圖 52
圖5-8 丹瑞颱風總雨量分布圖 53
圖5-9 龍王颱風路徑圖 54
圖5-10 龍王颱風侵台期間各地最大風速及最大陣風分布圖 54
圖5-11 龍王颱風總雨量分布圖 55
圖5-12 台7甲線26k+400龍王風災邊坡坍方災害平面示意圖 55
圖5-13 公路總局第四區養護工程處獨立山工務段防救災資源配
置圖 57
圖5-14 台7甲線26k+400龍王風災邊坡坍方災害搶修斷面示意圖 60
圖5-15 東澳頂集水區圖 72
圖5-16 聖帕颱風路徑圖 75
圖5-17 聖帕颱風侵台期間各地最大風速及最大陣風分布圖 76
圖5-18 聖帕颱風總雨量分布圖 76
圖5-19 柯羅莎颱風路徑圖 90
圖5-20 柯羅莎颱風侵台期間各地最大風速及最大陣風分布圖 90
圖5-21 柯羅莎颱風總雨量分布圖 91
圖5-22 鳳凰颱風路徑圖 100
圖5-23 鳳凰颱風侵台期間各地最大風速及最大陣風分布圖 101
圖5-24 鳳凰颱風總雨量分布圖 101
圖5-25 辛樂克颱風路徑圖 104
圖5-26 辛樂克颱風侵台期間各地最大風速及最大陣風分布圖 104
圖5-27 辛樂克颱風總雨量分布圖 105
圖5-28 薔蜜颱風路徑圖 107
圖5-29 薔蜜颱風侵台期間各地最大風速及最大陣風分布圖 107
圖5-30 薔蜜颱風總雨量分布圖 108
圖5-31 台7線89k+500~90k+740位置圖 125
圖5-32 台7線89k+500~90k+740薔蜜風災溪底臨時便道搶修示意
圖 131
圖5-33 台7線89k英士路段河岸沖刷示意圖 132
圖5-34 台7線89k+500~90k+740搶修工程方案一預計時程桿狀圖
134
圖5-35 台7線89k+500~90k+740方案一復建標準橫斷面圖 135
圖5-36 台7線89k+500~90k+740方案一復建平面圖 135
圖5-37 台7線89k+500~90k+740搶修工程方案二預計時程桿狀圖
137
圖5-38 台7線89k+500~90k+740以橋梁復建標準橫斷面圖 137
圖5-39 台7線89k+500~90k+740方案二復建平面圖 138














照片目錄
照片2-1 邊坡因坡度陡、地質不佳、無植栽覆蓋,遇降雨則失穩 11
照片3-1 岩石邊坡(台7線101k+500附近順向坡) 14
照片3-2 挖方邊坡(台7丙線8k+450附近路塹) 14
照片3-3 填方邊坡(北宜高頭城交流道南方路堤) 15
照片3-4 公路上、下邊坡(台7甲線25k+750附近) 15
照片4-1 掛網植生(台7丙線4k+600附近) 30
照片4-2 坡面橫向排水、縱向排水及水平排水管(台7甲線26k+400
附近) 32
照片4-3 窨井(台7線90k+530附近) 32
照片4-4 管涵連接窨井橫越路基下方排水(台7線90k+530附近) 33
照片4-5 混凝土擋土牆(台2戊線7k+640附近) 37
照片4-6 鋼筋混凝土懸臂式擋土牆(台9線85k+900附近) 37
照片4-7 三明治式擋土牆(台2線155k+580附近) 38
照片4-8 方形蛇籠(台7丙線8k+400附近) 38
照片4-9 預力地錨(台2戊線7k+720附近) 39
照片4-10 擋土排樁(台9線71k+580附近) 39
照片4-11 明隧道(台7線92k+400附近) 41
照片5-1 台7甲線26k+400災害前邊坡側視 49
照片5-2 台7甲線26k+400泰利風災邊坡坍方 51
照片5-3 台7甲線26k+400龍王風災邊坡崩坍全景 56
照片5-4 台7甲線26k+400龍王風災搶修開闢便道 60
照片5-5 台7甲線26k+400龍王風災便道搶通 61
照片5-6 台7甲線26k+400左側為當時便道,右側為後來完工路面
61
照片5-7 東澳嶺上農作開墾區 62
照片5-8 東澳嶺上開墾區農作情形會勘 63
照片5-9 東澳嶺上開墾區菜園 63
照片5-10 邊坡表土層材料疏鬆 64
照片5-11 刷坡 66
照片5-12 材料取樣送檢驗 66
照片5-13 坡面舖設加勁網並打入錨釘固定 67
照片5-14 截水溝查驗 67
照片5-15 縱洩溝、橫截溝 68
照片5-16 鑽孔施設水平排水管 68
照片5-17 坡面依規定配比噴灑植生材料 69
照片5-18 植生材料噴灑完成 69
照片5-19 坡面植生撫育良好 70
照片5-20 台7甲線26k+400邊坡修復後全景 70
照片5-21 東澳頂一坑沖蝕溝右岸崩塌 73
照片5-22 東澳頂二坑菜園區下方侵蝕溝 73
照片5-23 東澳頂三坑菜園區下方侵蝕溝 74
照片5-24 台7甲線26k+100聖帕風災上邊坡坍滑 77
照片5-25 台 7甲線26k+100聖帕風災公路下邊坡遭洪水沖毀流失 77
照片5-26 台7甲線26k+100聖帕風災公路下邊坡預力岩錨破壞 78
照片5-27 台7甲線26k+350聖帕風災上邊坡坍滑 78
照片5-28 台7甲線26k+100聖帕風災搶修填築便道 80
照片5-29 台7甲線26k+100聖帕風災便道搶通 80
照片5-30 台7甲線26k+100聖帕風災刷坡後邊坡全景 81
照片5-31 河槽改道刷深 82
照片5-32 坡趾處甲種鐵絲蛇籠丁壩 84
照片5-33 擋土牆基礎1mψ場鑄基樁鑽掘施工 84
照片5-34 1mψ場鑄鑽掘式基樁(鋼筋)檢查 85
照片5-35 擋土牆(止水牆)鋼筋檢查 85
照片5-36 上邊坡坡趾構築混凝土護坡 86
照片5-37 上邊坡完成掛網綠化植生護坡 86
照片5-38 路面完成修復 87
照片5-39 蛇籠丁壩遭鳳凰颱風洪水沖毀只剩一團鐵絲 88
照片5-40 坡趾遭鳳凰颱風洪水淘刷RC止水牆基樁裸露 88
照片5-41 台7甲線26k+100柯羅莎風災上邊坡坍方(搶修) 91
照片5-42 台7甲線26k+200柯羅莎風災路基缺口及上邊坡坍方 92
照片5-43 台7甲線26k+400柯羅莎風災路基缺口 92
照片5-44 台7甲線26k+200柯羅莎風災搶修 93
照片5-45 台7甲線26k+400柯羅莎風災搶修 94
照片5-46 台7甲線26k+200柯羅莎風災便道搶通 94
照片5-47 刷坡 96
照片5-48 止水牆基礎1mψ場鑄基樁鑽掘施工 97
照片5-49 1mψ場鑄鑽掘式基樁(鋼筋)檢查 97
照片5-50 RC止水牆 98
照片5-51 上邊坡坡趾構築混凝土護坡 98
照片5-52 台7甲線26K+020鳳凰風災道路右側上方邊坡大崩坍 102
照片5-53 台7甲線26K+250鳳凰颱風後8月13日災害道路右側
上方邊坡大崩坍 102
照片5-54 台7甲線26K+020辛樂克風災邊坡坍方 105
照片5-55 台7甲線26K+100辛樂克風災路基缺口及邊坡坍方 106
照片5-56 台7甲線 26K+140薔蜜風災路基流失 108
照片5-57 台7甲線 26K+400薔蜜風災邊坡坍方 109
照片5-58 台7甲線26K+020鳳凰風災搶修 110
照片5-59 台7甲線26k+250鳳凰颱風後8月13日災害搶修-1 111
照片5-60 台7甲線26k+250鳳凰颱風後8月13日災害搶修-2 111
照片5-61 台7甲線26k+250鳳凰颱風後8月13日災害搶修期間
車輛繞行溪底臨時便道 112
照片5-62 台7甲線26k+250鳳凰颱風後8月13日災害便道搶通 112
照片5-63 台7甲線26K+020辛樂克風災搶 113
照片5-64 台7甲線26K+100辛樂克風災搶修 114
照片5-65 台7甲線26K+100辛樂克風災便道搶通施行交通管制 114
照片5-66 台7甲線 26K+140薔蜜風災搶修 115
照片5-67 台7甲線 26K+400薔蜜風災搶修 116
照片5-68 台7甲線 26K+140薔蜜風災便道搶通 116
照片5-69 刷坡 118
照片5-70 變更設計路線,打除護坡,將路線往山壁內移 119
照片5-71 坡趾處甲種鐵絲蛇籠丁壩 119
照片5-72 舖設碎石級配底層 120
照片5-73 路面完成修復 120
照片5-74 台7甲線26K+400處坍方面積逐漸向上增大 121
照片5-75 台7線89k+900~90k+100鳳凰風災道路路基遭山洪沖毀
流失 127
照片5-76 台7線89k+500~90k+100辛樂克風災路基遭山洪沖毀
流失 128
照片5-77 台7線89k+500~90k+740薔蜜風災道路路基遭山洪沖毀
流失 129
照片5-78 台7線89k+900~90k+100鳳凰風災便道搶通 130
照片5-79 台7線89k+500~90k+740薔蜜風災溪底臨時便道搶通 131
照片5-80 溪底修築施工便道,設置土堤阻隔溪水 140
照片5-81 土堤臨溪面 141
照片5-82 施工便道完成舖設AC繪製標線 141
照片5-83 場鑄基樁施工場景 142
照片5-84 場鑄基樁搖管式全套管機施工 142
照片5-85 場鑄基樁衝鑽式機具施工 143
照片5-86 鑽孔檢查 143
照片5-87 鋼筋籠檢查 144
照片5-88 鋼筋籠吊放 144
照片5-89 安裝特密管 145
照片5-90 澆注水中混凝土 145
照片5-91 夜間趕工 146
照片5-92 止水牆模板施工 146
照片5-93 RC止水牆 147
照片5-94 路基填方滾壓 147
照片5-95 路面完成修復 148
照片5-96 瑪崙溪谷口借土情形 149
照片5-97 宜51線瑪崙橋經過借土後橋下通洪斷面加大 149
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