國內山區道路災害類型彙整 國內山區道路災害類型彙整 國內山區道路災害類型彙整、 國內山區道路災害類型彙整 、 、 、分類與特性分析 分類與特性分析 分類與特性分析 分類與特性分析

第二章 第二章

第二章 國內山區道路災害類型彙整 國內山區道路災害類型彙整 國內山區道路災害類型彙整、 國內山區道路災害類型彙整 、 、 、分類與特性分析 分類與特性分析 分類與特性分析 分類與特性分析

2.1 山區道路災害彙整山區道路災害彙整山區道路災害彙整山區道路災害彙整

臺灣於 921 大地震後，地層滑動及山坡地土壤鬆動情形嚴重，加 上近年來山坡地受到人為開發的破壞，導致山坡地水土保持措施喪失 其功能，每遇豪雨極易造成土石流、山坡地滑動等災害。在民國 83~84 年歷經 9 個颱風及花蓮地震，發現省道公路護坡以駁坎破壞為多。於 民國 86 年溫妮颱風、88 年 921 大地震及 89 年期間發生之地震統計，

省、縣鄉道公路清除坍方及修整護坡駁坎等養護工程數量最多。一般 而言，颱風或豪雨所造成之災損大部份皆集中於山區。依據國家災害 防救科技中心整理歸納近年來經篩選去除非颱風豪雨所造成的道路崩 塌事件，統計民國 89 至 96 年各道路歷史發生崩塌的災點數，如圖 2.1，

為過去災點數超過 10 個以上的省道。

圖圖

圖圖 2.1 道路邊坡災害歷史的災點統計道路邊坡災害歷史的災點統計道路邊坡災害歷史的災點統計道路邊坡災害歷史的災點統計

資料來源：國家災害防救科技中心

民國 88 年 921 大地震在中部地區造成重大災難，山坡地亦因地震 影響，導致一夕之間出現廣大面積之崩塌。根據農委會在地震前後所 做崩塌地之調查，臺灣地區山坡地崩塌處數量從 2,500 多處增加為 22,000 多處，崩塌面積也從 8,000 多公頃增加到 11,000 多公頃。過去

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111K+650~123K+900 140K+350~142K+280 148K+450~154K+500

蘇澳鎮~東澳村

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自然或人為因素之交互作用產生災害。而山坡地坍方造成之工程設 施、保全對象傷亡之災害，其主要破壞模式可概分為沖刷及崩塌二大 類。沖刷破壞則是因為邊坡在雨水之衝擊與沖蝕作用下，沿坡面逕流 方向形成無數蝕溝，若未加以任何防護措施，蝕溝逐漸擴大，若延伸 至坡趾即造成坡面之陷落或坍滑。而邊坡崩塌依據運動型態區分為墜 落(fall)、傾覆(topple)、滑動(slide)、側移(spreads)及流動(flow)等五種 基本類型，如兩種類型以上同時或先後發生則為複合型。

1. 墜落墜落墜落墜落

一般多發生於較陡的岩石邊坡，大小不一的岩塊自上至下崩 落。易產生落石的岩層必然具有不良地質材料及地質構造。例如膠 結不良、節理發達，造成弱面發育進而切割岩體，導致落石之發生。

硬岩下含軟弱層時亦會發生這種現象。近乎直立的土坡，由於缺乏 側向支撐，形成坡頂張力裂縫並逐漸向下發育，亦可能導致崩落。

2. 傾覆傾覆傾覆傾覆

由單一或數個岩塊或土塊向前倒坍而破壞，包含三種傾倒型 式：撓曲傾倒(flexural toppling)、塊體傾倒(block toppling)、塊體撓 曲式傾倒(block flexural toppling)。傾倒型破壞常由於坡址處之開 挖，或河岸之沖刷，加上塊體或土塊裂縫中之水壓力、和岩塊或土 塊之自重(如塊體過度傾斜使重心超過塊體之趾部)，產生相對於塊體 趾部之曲動彎矩而倒坍破壞。傾倒與崩落發生之原因雖然不同，但 破壞發生後現場之特徵則很類似。

3. 滑動滑動滑動滑動

岩體或土體於失穩作用下，沿破壞面發生滑動。滑動面可能為 平面、圓弧或不規則面，多發生於岩屑、岩堆等鬆散崩積層構造或 傾向於坡面，地層間含有軟弱夾層之地質構造因道路開挖出現自由 端。例如岩坡之順向層破壞或土坡之圓弧破壞等。此外，坡面逕流 嚴重沖刷亦可能發生淺層滑動破壞。

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4. 側移側移側移側移

側移破壞發生、岩塊破碎後，幾乎是水平方向的滑動，漸次向 側向擴展以致崩塌破壞之類型。發生於崩坍區域內之破壞，並無明 顯之控制剪力面或塑性流區；乃因地底下之軟弱的土壤或岩層，受 到震動造成液化或塑性流動(plastic flow)，使上層之土壤或岩石斷裂 下陷、移動、旋轉、流動及擠出地面。此類型之特徵為上層物體有 些垂直下沉，而下層之塑性體被擠出至地面。

5. 流動流動流動流動

山坡上之岩體或土體於環境因素影響下產生流動之狀態。一般 多為颱風、豪雨誘發的破壞，惟有時亦可能因山谷洪水暴漲沖刷引 致坡體坍塌與水混合而形成者(陳冠華，2010)。

臺灣地區道路邊坡地質狀態複雜，綜合上述邊坡崩塌破壞運動型 態，道路邊坡崩塌分類參考目前較通行者為美國交通研究委員會 (TRB，"Landslides Investigation and Mitigation"Special Report 247，1996) 之分類方式。一般而言，自然邊坡崩塌破壞之所有型式均可用材料及 運動類型兩個名詞分別予以簡化歸類並加以描述。依據型態所列簡要 分類：首先描述材料，可區分為岩層(rock)、岩屑(debris)及土壤(soil)，

岩層較完整與尚未移動之堅硬塊體。工程土壤則區分岩屑與土壤，岩 屑為粗粒料含量達到一定比例，如大於 2 毫米粒徑含量在 20~80%之 間，但其他仍小於 2 毫米者，土壤則為含有小於 2 毫米粒徑之材料達 80%以上者。再者則描述崩塌運動類型，邊坡崩塌依據運動型態如同前 述區分為墜落、傾覆、滑動、側移及流動此五種基本類型，若兩種類 型以上同時或先後發生則為複合型。

由上可知，坡面的崩壞形式相當多，但由於誘發崩塌的理論因子 相當複雜，可以歸納以下說明，崩塌係指構成邊坡之土體或碎屑，受 自然與人為因素影響失去平衡，在重力作用下沿斜坡面發生向下或向 外運動者稱之。破壞過程滑動體多遭受嚴重破壞，呈分崩離析狀，且 滑動面於滑動後裸露於地表或易於判斷其位置。

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而導致崩塌發生的因素，一般可分為潛因(inherent causes)與誘因 (initiating causes)。潛因是指坡地本身的基本條件，主要由地質與地形 等自然因子所組成；誘因則泛指可誘發坡地崩壞之外在因素，如颱風、

降雨、地震、人為擾動等，當土壤或岩石的抗剪強度不足以支撐上覆 重量時，便會發生崩塌，而土壤或岩石的抗剪強度主要隨著加壓的速 率、溫度、圍壓、孔隙水壓，以及岩層或邊坡的大小和形狀而改變。

崩塌的發生可能是因為物體吸收水分，或是邊坡上方的承載量增加，

因而導致剪應力增加，也可能原來的邊坡工程開挖或河流切割坡腳，

致使坡度增加而威脅邊坡的穩定度。有許多學者試圖建立模式推估崩 塌地在空間上分佈的特徵，以危害度與易致災性進行災害風險分析，

主要考量的因子包括各路段的地質、植生、坡度、坡向、溪流區位等。

2.2 山區道路災害資料分類山區道路災害資料分類山區道路災害資料分類山區道路災害資料分類

臺灣山區道路災害之發生大都由於自然因素(道路邊坡坡度、邊坡 坡向、地層條件、溪流區位、土石流潛勢溪流、崩塌地、植生狀況、

累積崩塌次數及降雨量等)及人為因素(工程設施、保全對象)交互作 用，甚少單一原因，亦即危害度與脆弱性因子的交集。由歷年重大道 路災害案例中可發現，山區道路災害類型主要在於上邊坡土石滑落、

坍方等地質災害造成交通阻斷。下邊坡坍方、河流沖刷導致路基下陷 或缺口、路基流失。造成災害的主因為颱風、豪雨、等自然力，導致 工程設施及保全對象之損害或傷亡。

2.2.1 地質與地形對邊坡的影響地質與地形對邊坡的影響地質與地形對邊坡的影響地質與地形對邊坡的影響

邊坡往往因地質、地形或自然環境因素等，造成破壞或滑動，而 滑動規模與頻率，依據邊坡本身條件與外在環境影響而有所不同，然 而不論規模大小或滑動頻繁的邊坡，都會在下邊坡或崖堆上形成堆積 物，這些原本在邊坡上的岩石，經過物理或化學等風化程序後，經由 滾動、滑動或崩塌等重力作用向低處位移，形成無一定形狀與大小的 堆積物，這些堆積物可稱為崩積土。崩積土的組織極不規則，其成分，

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大者如礫石，細者為沈泥、黏土，甚至含有機物，其性質變化極大且 又難測定，取樣困難極大。其內部，甚為疏鬆，極易聚集流水；其表 面，因風化及植物之生長，難於透水，因此易於產生較高水壓，不利 於邊坡穩定。

另一個重要的因子即地形，而褶皺將影響地形的發育，造成岩層 傾斜及產生岩體之破裂面等。產生破裂面的原因很多，不論其成因為 何，破裂面的發育對於邊坡的穩定性皆為負面的影響，如降低岩體強 度、造成沉陷現象、提供滑動面、造成岩體破碎等。此外，開口將使 水分容易進入岩體中，不但增加水壓，也加速了風化作用。岩層層面 的位態常與邊坡坡面位態形成不同的坡型，包括順向坡、逆向坡與斜 交坡，而不同坡型的邊坡其穩定程度並不相同，地滑數量與順、逆向 坡關係如圖 2.2 所示。順向坡可能發生平面滑動，其坡度較緩，逆向坡 可能發生落石，其坡度較陡。斜交坡一般而言，較為安全。

14%

34%

52%

逆向坡 順向坡 不詳

圖圖

圖圖 2.2 地滑與地層傾斜方向關係之統計地滑與地層傾斜方向關係之統計地滑與地層傾斜方向關係之統計地滑與地層傾斜方向關係之統計(楊佳勳楊佳勳楊佳勳楊佳勳，，，，2001) 2.2.2 坡度對邊坡的影響坡度對邊坡的影響坡度對邊坡的影響坡度對邊坡的影響

一般而言，坡度愈大其邊坡之穩定性愈低。以溪頭地區為例：平 均坡度於 35 度以下之邊坡，其崩塌受累積雨量影響較不顯著，平均坡 度於 40 度以上之邊坡則相當顯著，且於累積雨量超過 300mm 時發生 大量崩塌(林銘郎，2003)。水土保持局針對長期坡度與坡地災害資料的

2-8 水文地質特性以及降雨造成地下水流動變化之影響。Terzaghi 於 1936 首先提出有效應力的觀念，當孔隙水壓上升則有效應力下降，不僅降 低土壤的抗剪強度，也增加了其下滑力，進而影響邊坡穩定的程度。

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(a)地表沖蝕 (b)向源侵蝕

(c)凹岸沖蝕 (d)淺層滑動

圖圖

圖圖 2.3 水對邊坡造成各種破壞類型水對邊坡造成各種破壞類型水對邊坡造成各種破壞類型水對邊坡造成各種破壞類型

圖圖 2.3 水對邊坡造成各種破壞類型水對邊坡造成各種破壞類型水對邊坡造成各種破壞類型水對邊坡造成各種破壞類型