土胎植生工法於中高坡度泥岩边坡施作之探讨-成功大学.PDF

2006 岩盤工程研討會論文集，台南 2006 Taiwan Rock Engineering Symposium, Tainan June 26-27 土胎植生工法於中高坡度泥岩邊坡施作之探討 陳慧玲 1,2 林宏明 3 李德河2 吳建宏 2 1 水土保持局 第四工程所 2成功大學 土木工程學系 3 立德管理學院營建科技學系 摘 要 泥岩材料因成岩時間較短且遇水易產生崩解，每逢豪大雨 期間，泥岩坡面易產生回脹崩 解，沖蝕流失，植生立地條件遭受破壞，在水 土保持治理上相當困難且棘手。特別是當坡度 超過植物自然侵入繁殖之上限坡度35°時，植生工法很容易失敗，因此，若要進行高坡度坡面 植生須配合適當的土木工法方可達最佳的成效 。本研究中所採用之土胎植生工法，係針對泥 岩坡面經常發生之災害問題而發展的保護工法，為瞭解此工法在中高坡度泥岩邊坡的適用 性，本文進行一坡度為45°之全尺寸現地試驗，探討在規劃設計、施工及後續維護管理方面可 能遭遇之問題及解決對策，提供作為爾後此工法應用於泥岩邊坡時之改良參考依據。 關鍵字：泥岩、邊坡、坡地沖蝕、土胎植生工法。 一、前 言 隨著我國經濟的快速成長，人口密度的急遽增加，使得西 南部平原區的開發漸趨飽和， 為解決居住問題及所衍生之交通量的需求，使得西南部泥岩區之開發是有其必要性，如第二 高速公路及東西向快速公路等之交通建設開發 ，使得原本就非常纖弱敏感的泥岩區因開發行 為而導致邊坡破壞、坡面沖蝕等之水土保持及環境保育問題不斷發生，在治理上顯得困難且 棘手，尤其是坡度較陡之泥岩坡面沖蝕及植生更是問題多多，舉例而言，如南二高興建時因 受地形及路權上之限制，其開挖後所切削之邊坡坡度較陡、坡高較高且坡長較長，再加上通 過地質不穩定之南部軟岩區，如今遇雨常發生破壞，造成養護單位相當大的困擾。因此，如 何建立適用在坡度較陡之泥岩邊坡坡面保護工法，是相當值得重視的事情。 李德河等（2003 ）針對南二高邊坡坡面破壞型態及現存問題進行研究 ，提到在泥岩地區 路段之設計坡度大都為 1 ：1.2 ，其中植生護坡坡面之坡度約在39°至41°之間，少部份路段之坡 面坡度甚至超過 45° ，已超過植物自然侵入繁殖之上限坡度35° ，且每階坡段之坡高約在7至9 - 367 - 陳慧玲、林宏明、李德河、吳建宏 土胎植生工法於中高坡度泥岩邊坡施作之探討 367-376 公尺，其破壞比值高。因此在西南部泥岩或軟岩坡面在地質地形及氣候等不利之條件下，若 單純以植生工法處理坡面保護將很容易失敗，尤其坡度大於 40° （李德河，2002 ）的泥岩坡面 必須配合適當的土木工程技術方可達成最佳的功效。本研究中所採用之土胎植生工法，係針 對泥岩坡面經常發生之災害問題而發展的保護工法，此工法已在坡度30°下進行之現地試驗， 其初步成果尚佳，為瞭解此工法在中高坡度泥岩邊坡的適用性，本文將進行一坡度為45°之全 尺寸現地試驗，探討在規劃設計、施工及後續 維護管理方面可能遭遇之問題及解決對策，提 供作為爾後推廣此工法時之參考依據。 二、泥岩邊坡之護坡工法 2.1 泥岩邊坡之沖蝕特性 本文試驗區在台南縣龍崎鄉牛埔農塘，其出露地層為上新世南化泥岩層，南化泥岩呈塊 狀結構，風化後易崩塌成惡地，該層之底部為厚層塊狀細粒亞混雜砂岩，局部為長石質，有 時為粉砂岩，砂岩結構疏鬆可以手指捻碎，常 造成峽谷及峭壁。中部為塊狀青灰色至暗灰色 泥岩，構成南化泥岩之主體，其岩質鬆軟，表面沖蝕溝發達，極易崩塌形成惡地。泥岩中常 夾少量薄層砂岩或粉砂岩，有時與泥岩成薄條帶狀緊密互層。(耿文溥， 1981)。 泥岩邊坡有植生覆蓋時，可減少地表逕流及土砂流失並增 加土壤抗剪強度達穩定邊坡之 效果。根據陳時祖（198