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第三章 坡面保護工應用於坡地社區之適用性

第一節 土壤生物工程技術與生物地工技術

保護山坡地淺層邊坡破壞之方法,分成具有生命力的(living)和無生 命力的(nonliving)兩種,此兩種方法也經常結合成為一個系統,使效果 更具成效。

有生命力的方法又可以分成兩類:

ㄧ、土壤生物工程技術(soil bioengineering)

土壤生物工程技術係指利用植物之加勁功能達到防止地表沖蝕之 目的,故單純利用植物與土壤之防蝕技術方法,即為土壤生物工程技 術。以下包含植生樁配合抗沖蝕網、切枝壓條、打樁編柵、萌芽枝條捆、

植生方法等,以下逐一說明各方法適用性與設計原則。

1.植生樁配合抗沖蝕網

植生樁配合抗沖蝕網係指將萌芽截枝插入土中,並於坡面鋪設抗沖 蝕網。若能正確的準備植生樁及構築,植生樁會發根及生長根系並與抗 沖蝕網緊密接合。對於經常處於溼潤狀態邊坡之小規模地滑和崩坍而 言,植生樁為一種相當合適的生物修復技術。如表3-1 所述。

2.切枝壓條

於足夠空間之條件下,先將過陡之邊坡整緩,並沿著等高線挖掘槽 溝,於適當季節時切下可萌芽枝條,交錯埋置於槽溝中,待發芽後即能 遍佈邊坡,此方法可降低坡面逕流速度、攔截泥砂,亦可將長坡變成一 系列短坡,減少土壤流失量。而土壤層間交錯堆疊之植物枝條亦提供加 勁的功能,增加坡面穩定性。此外,水份可沿枝條鋪設層向坡面外排除,

降低坡體內水壓力,如表3-2 所述。

3.打樁編柵

使用萌芽、不萌芽之木椿或其他材料製造之椿,依適當距離打入土 中,並以竹片、地工合成材、鐵絲網等材料編織成柵之方法。其目的為 固定不安定之土石,改善坡度,防止沖刷,造成有利植物生長之環境。

於木樁之間編織成柵,用以降低沖蝕能量。待枝條發芽後,其莖、葉除 具美觀效果外,也可提供額外之抗沖蝕力。而枝條宜選定當地氣候、環 境適宜之植物種類。亦可在欲保護之邊坡上舖設稻草蓆等材料增加抗沖 蝕能力,如表3-3 所述。

4.萌芽枝條捆

萌芽枝條捆(live fascine)係指將具有發芽能力之植物枝條包捆成 束,並以木樁或活木樁固定於土溝中,其上再覆蓋土壤保護枝條。施做 時應由坡底開始進行,沿著等高線挖掘的淺溝置放活枝條捆,每隔 60

~90cm 打入木樁或活木樁固定後鋪上潮濕土壤以利於生長,待生長完 成即具有固定不安定之土石、降低逕流速度等機能。沖蝕量較大處可先 行於坡面上鋪設麻或椰纖等製成之抗沖蝕毯,與活枝條捆一同施做即 可。如表3-4 所述。

5.植生方法(蔡光榮,1999)

(1)直接播種法:將種子直接播種於坡面上,以達到坡面植生綠化之效果。

(2)植生帶法:使用纖維、稻草等材料編織,製成之附著種子之植生帶,

然後舖植於坡面上,藉著植生帶發芽、生長,可迅速達成植生綠美化、

保護邊坡、防止地表沖蝕之方法。

(3)土壤袋植生法:先施做固定框於坡面上,而後再以事先培養之土壤袋 客土,其內裝填有機物質固定於坡面上之栽種植生方法。

(4)噴植法:將種子、肥料、粘著劑與適量之水分攪拌後,利用強力壓縮 機噴植於坡面之方法。

(5)鋪植法:於邊坡表面上客土後將草皮直接鋪植於預先植生之處即可。

其他詳細分類與適用範圍如表3-5 所述。

二、生物地工技術(biotechnical engineering)

生物地工技術係指利用植物配合工程結構(如與箱籠工法、格框工 法相互配合),與結構形成一擋土與抗沖蝕單元,此具有雙重功效之工 程方法即為生物地工技術,此方法即為有生命力與無生命力系統之結 合。過內目前經常使用的型框噴植法,即屬於此種技術單元構造之一種。

1.型框噴植

當前述之土壤生物工程技術皆無法有效時,建議可採用型框噴植 法,藉以工程與植生混合方式達到抗沖蝕目的。型框可以場鑄式鋼筋混 凝土或噴凝土及錨筋施做成桁樑框架,再於框架空間內放置植生袋或噴 植草種,加速坡面之穩定及綠美化。格框本身具有支撐其內之植生袋或 土石材料功能,避免土壤流失,進而可促成其上植生多樣性及繁茂生 長。此種工法施工快速,綠化及坡面透水效果明顯較傳統之噴漿護坡 佳,坡面起伏較大且不規則之邊坡,一般適合坡度在45∘~65∘之間,

或保全對象較多之坡地社區適用,如表3-6 所示。

以上建議所有抗沖蝕方法,長期皆建議以喬灌木種子進行植生,因 經由種子生長之根系系統較為完整,對於土壤之握裹、加勁能力較佳,

抗沖蝕能力亦會大幅提升。

表 3-1 植生樁配合抗沖蝕網方法說明表

構造單元 護坡工(土壤生物工程技術)

抗沖蝕方法

(材料種類)

植生樁配合抗沖蝕網

(萌芽樁、抗沖蝕網)

參考圖示

說明

(含設計原則)

(1)以垂直坡面方向將植生樁插入邊坡中,且應使其芽苞向上。

(2)植生樁打設間距約為 0.6~0.9m。施設密度約為 2~4 枝/m2

(3)將植生樁 2/3 長度置入土中,於施作完成後將樁週邊土壤確實壓 實。

(4)當施設時若有裂開之植生樁,嚴重者應將其移除及置換;小部份 裂開者,應鋸掉裂開部分避免腐爛。宜搭配原生植物或複層喬灌 木,以達植生目的。

(5)對於堅硬土層,可以用鐵棍先行敲出一孔,以便於植生樁貫入。

適用範圍

(1)當施工時間和成本皆有限,且邊坡狀況不複雜的時候可採用。

(2)可遏阻地表沖蝕,且具有活樁可供施作之地區適用。

(3)增強抵抗周遭植物的向內擴展,可避免優勢物種入侵,具有良好 防蝕效果,相當適合用於邊坡易沖蝕之地區。

(4)可以用在與其他土壤生物工程技術(如:萌芽枝條捆等)相鄰之中間 地帶,使其坡面穩定。

照片

(Gray 與 Sotir,1996)

表 3-2 切枝壓條法說明表

構造單元 護坡工(土壤生物工程技術)

抗沖蝕方法

(材料種類)

切枝壓條法

(切割枝條)

參考圖示

說明

(含設計原則)

(1)每一層的間距大約是 1.5~3m,邊坡底部由於遭受之侵蝕潛能較 大,所以間距可以更小。

(2)因所選用之植栽大多屬木本植物,故須較厚之表土層方能提供其 合適之生長環境,同時,於植物根系尚未生長之前,應有適當的 保護措施,以避免植栽尚未發揮功效便遭受破壞。

(3) 枝條全長需有 3/4 埋置於土壤中,故在枝條佈置好後即覆蓋土壤。

適用範圍

(1)於建築物密度較低之坡地社區邊坡適用。於建築物密度較高之老 丙建等沖蝕嚴重地區並不適用。

(2)短坡與輕度沖蝕地區。

照片

(Gray 與 Sotir,1996)

表 3-3 打樁編柵方法說明表

構造單元 護坡工(土壤生物工程技術)

抗沖蝕方法

(材料種類)

打樁編柵方法

(萌芽樁、竹片、地工合成材、不織布等)

參考圖示

說明

(含設計原則)

(1)一般每排椿之距離以 1-3m,椿距以 30 -50cm 為原則。

(2)木椿採用萌芽力強之九芎、黃槿、榕樹、雀榕等萌芽木椿為主。

(3)施工前需略為整平坡面及消除蝕溝,清除危石及植物殘株,並依 坡地形狀及地質狀況於坡頂及坡面構築截水溝。

(4)固定不安定之土石,造成有利植物生長之環境。

(5)木椿應保持新鮮,打椿時須保護椿頭,不使打裂,裂開部分需鋸 掉,以免影響其萌芽能力。

(6)如萌芽椿不足時,可以其他雜木椿混合使用。編製柵網時,最上 端需用鐵絲扭緊,以防脫落。

適用範圍

(1)坡度 35°以下之填方坡面或一般土壤挖方坡面。

(2)崩積土或淺層崩塌坡面;為目前生態工法中最常使用之一種坡面 保護工。

照片

(水保手冊,1992)

表 3-4

萌芽枝條捆

說明表

構造單元 護坡工(土壤生物工程技術)

抗沖蝕方法

(材料種類)

萌芽枝條捆

(萌芽枝條)

參考圖示

說明

(含設計原則)

(1)萌芽枝條捆和植生樁準備完成後,應立即施設。

(2)從邊坡之坡底開始,沿著等高線挖掘,溝的寬度約 30~45cm,視 邊坡處理之角度而定。溝之深度則約為15~20cm。

(3)將可利用木板對角線切成兩枝木樁直接穿透萌芽枝條捆貫入,其 間距為每隔 60~100cm 打設,在萌芽枝條捆銜接處或重疊處應額 外打設木樁。並使這些樁之頂端和已施設完成之萌芽枝條等高。

(5)萌芽樁,要使其緊靠活枝條綑的下方,且貫入之位置是在不萌芽 木樁施設位置之間。

適用範圍

(1)陡坡或地表沖蝕區域可採用此法,快速抑止沖蝕問題。

(3)崩積土或淺層崩塌坡面。

(4)當地具有足夠植材提供植生枝條之區域。

照片

(NRCS,1992)

表 3-5 常見植生方法及適用範圍(蔡光榮,1999)

工法 種類 適用範圍

播種 直播(含點播、條播、與 撒播)

自然崩塌地、黏質壤土及壤土等挖填方緩坡坡地。

薄層噴植法 噴植厚度0.1~3cm,適用於土壤硬度小之硬質土坡面。

中層噴植法 噴植於鋪設鐵絲網坡面,噴植厚度 3~6cm,適用於軟 岩坡面。

噴植

厚層噴植法 噴植於鋪設鐵絲網坡面,噴植厚度6cm 以上,適用於 硬岩坡面,並併隨黏著劑使用。

植生帶 植生帶(含纖維及稻草) 坡度45°以下之一般土壤邊坡。

土壤袋/包 植生土壤袋與土壤包 框內植生、全面鋪植、擋土設施綠化與草溝排水等或 於硬質土穴植育苗用。

鋪植 草皮鋪植 地形坡度在45°以下之黏土質挖方坡面,或須快速覆蓋 之填方坡面,以及草溝與路面植草區。

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圖 3-1 坡地社區常用植生方法示意圖

表 3-6 型框噴植法說明表

構造單元 護坡工(生物地工技術抗沖蝕方法)

抗沖蝕方法

(材料種類)

型框噴植法

(植生包、水泥砂漿、立體鋼絲網)

參考圖示

說明

(含設計原則)

(1)採用立體鋼絲網,結合型框鋼筋與水泥砂漿,並於型框內噴植草 種或植生基材,形成連貫性坡面。

(2)型框可配合土釘等穩定邊坡,框內可植草或砌卵石保護坡面。本 工法兼具穩定保護及綠化作用。

(3)混凝土型框採用噴凝土方式構築,可隨著邊坡地勢噴灑成框,框 內噴植草種或植生基材,抗沖蝕效果良好,於坡地社區沖蝕嚴重 處適用,故又稱為自由型格框。

(4)而型框係於現場澆置鋼筋混凝土樑,隨坡面起伏凹凸構築於坡

(4)而型框係於現場澆置鋼筋混凝土樑,隨坡面起伏凹凸構築於坡