土石壩體實際應用案例

本年度現地施測案例之土石壩包括新山水庫，仁義潭水庫與寶二水庫。

1.新山水庫

由前期經濟部委託之「水庫安全監測問題評析與非破壞性檢測技術應 用之研究」中已於新山水庫佈設三條測線如圖 4.28 所示，分別為殼層測線 B、壩基測線 C 與左側山脊測線 D，施測結果皆顯示地電阻影像法在壩體滲 漏檢測之應用成效良好，又於殼層測線 B 施測結果約在測線下方 25m 約可 對應至水庫濾層位置呈現低電阻區域。由於新山水庫仍存在滲漏問題，目 前仍無法確實瞭解滲漏路徑，為了更加確實瞭解壩體可能滲漏之位置，因 此將在新山水庫規劃兩條新的測線，如圖 4.28所示，分別為壩頂 A 與左側 山脊通達道路 E，壩頂測線 A 預期討論殼層測線的濕潤區是否經由壩體滲 漏造成，預期瞭解殼層的滲漏路徑是否由壩體開始延伸；而左側山脊通達

道路測線 E 預期瞭解左山脊的滲流路徑是否由此處滲出。

圖 4.28 新山水庫測線規劃圖

測線 A 與測線 E 施測結果如以下所示：

壩頂測線施測結果如圖 4.30 與圖 4.31所示，施測的參數如表 4.5 所示，

兩種排列所顯示的電阻率分佈趨勢一致，顯示剖面資料為正確無誤，兩種 排列探測深度約為 50m。由前小節傳統貫入式電極的改良結果，施測前於 電極棒加入些許電解液。測線起點位於管理中心處如圖圖 4.29 所示，由地 電阻剖面圖得知，於地表下 12m 處有一低電阻區域，電阻率介於 10Ohm-m 至 70Ohm-m；其下方為低含水量高電阻區域，約有 20m 厚的高電阻區域，

值得注意於測線里程 48m 至 114m 深度約在 35m 至 40m 處有低電阻區域，

推測此區域可能為高含水量，而此低電阻區域是否與殼層測線的低電阻區 域有所關連，需進一步參考相對高程位置來做解釋。

表 4.5 新山水庫測線 A（壩頂）施測參數 測線名稱 測線 A（壩頂）

電極間距 m 6m

電極數目 48 支 測線展距 m 282m

施測方式 Dipole-Dipole、Wenner、Wenner-Schlumberger

圖 4.29 新山水庫測線 A（壩頂）施測情形

圖 4.30 新山水庫測線 A（壩頂）地電阻影像剖面- Wenner

圖 4.31 新山水庫測線 A（壩頂）地電阻影像剖面-Wenner-Schlumberger 前期的「水庫安全監測問題評析與非破壞性檢測技術應用之研究」所 得的新山水庫殼層測線 B 電阻率剖面，有兩處異常的低電阻區域，因此本 計畫收集新山水庫下游殼層的監測系統資料，預期藉由與水壓計的資料來 輔助說明，水壓計孔位選取最接近殼層測線，分別為 Q3、M1 與 N4 孔位如

圖 4.32 所示，孔位距離測線的水平距離約有 20m。分別將孔口高程與水壓 計總水頭高投影繪製於剖面上，如圖 4.33 所示，孔位 Q3 與 N4 接近低電阻 區域，水壓計確實有水壓力讀數，顯示下游殼層的確濕潤含水，而孔位 M1 所對應至高電阻區域，推測應為地電阻解析能力上的誤差。

由上述水壓計資料與地電阻剖面結果，可推論出下游殼層面確實含 水，另外由「新山水庫滲流水之同位素特徵調查研究」中得知，壩址處滲 漏水約有 70-84％來自庫水，因此本次計畫所得的壩頂測線 A 電阻率剖面，

利用相對高程繪製成 2.5 維電阻率剖面，如圖 4.34 所示，對於所關切的滲 漏路徑問題能有更好的辨識。而由圖 4.34 顯示可能有兩處的滲漏路徑，在 高程較高的壩頂測線 A 在地表下約 11m 處有低電阻區域，呼應至高程較低 的殼層測線 B 在地表面下約 25m 處的低電阻區域，因此假若此兩滲漏路徑 成立，則顯示濾層的排水路徑失效，滲流水並非從濾層排出，而是由殼層 形成一滲漏路徑，且此一路徑位於濾層之上，最終由下游拋石殼層滲漏出。

圖 4.32 新山水庫下游殼層監測孔位配置圖

圖 4.33 殼層測線剖面與水壓計孔位位置

圖 4.34 新山水庫壩頂與殼層測線地電阻剖面的相對高程位置（2.5 維）

山脊通達道路測線 E 施測結果如圖 4.36 與圖 4.37 所示，相關參數整理 於 4.6。兩種排列所顯示的電阻率分佈趨勢一致，兩種排列探測深度約為 50 m。由傳統貫入式電極改良結果，施測前於電極棒加入些許電解液。由地電 阻剖面圖得知，於測線里程 0 m 至 70 m 深度約在 15 m 處有低電阻區域，

電阻率為 10 Ohm-m，經由現場勘查得知在測線旁約 5m 處有輸水管線平行 測線，是否為輸水管線映射至測線剖面所造成或是該處為濕潤的地層，有 待後續作更進一步討論。值得注意於測線里程 110 m 至 18 0m 深度約在 40 m 處有低電阻區域，電阻率為 35 Ohm-m 至 42 Ohm-m，電阻率略微偏低，可 能為含水區域，而此區域是否和測線 D（左山脊測線）有所關連，需再參 考相對高程的位置。另外隔幕灌漿的位置位於測線里程 100m 處如圖 4.36 與圖 4.37 上黑色線所示，並延測線往上游面延伸 27m，隔幕灌漿深度達

80m，因此於隔幕灌漿位置處有高電阻值區域存在。

表 4.6 新山水庫測線 E（左山脊通達道路）施測參數 測線名稱 測線 E（左山脊通達道路）

電極間距 m 5m 電極數目 48 支 測線展距 m 235m

施測方式 Dipole-Dipole、Wenner、Wenner-Schlumberger

圖 4.35 新山水庫測線 E（左山脊通達道路）施測情形

圖 4.36 新山水庫測線 E（左山脊通達道路）地電阻影像剖面-Wenner

圖 4.37 新山水庫測線 E（左山脊通達道路）地電阻影像剖面 -Wenner-Schlumberger

2.寶二水庫

現地試驗規劃的第二座土石壩為「寶二水庫」，目前仍處於緩慢蓄水的 狀態，於本計畫最後一次施作時的水位為 EL.125m（06 年 9 月 18 日），因 此在壩體上施作地電阻探測時，即可將水位造成的滲漏影響排除，僅需考 慮壩體本身的堆疊碾壓緊實度與材料特性。於寶二水庫壩體規劃了 5 條地 電阻測線，如圖 4.38所示分別為壩頂測線 A、下游面平台測線 B 與壩基測 線 C，另外於右側壩座的交界處配置測線 D，另外在調查完測線 A 後發現 在壩軸里程 215m 的位置有異常的低電阻區域存在，因此配置測線 E 垂直壩 軸現來進行更深入調查，試驗結果最終以 3 維的方式呈現。

圖 4.38 寶二水庫測線規劃圖

壩頂測線 A 的高程位於 EL.146m 的位置，施測當天的水位為 EL.125m，

壩頂測線 A 的施測結果如圖 4.40 與 4.41所示，壩頂測線施測參數如表 4.7 所示，施測情形如圖 4.39 所示，考量了壩體壩座高為 50m，因此以測深較 深的 Pole-Pole 來進行施測，探測深度達 95.6m（約可到達 EL.50m），因此 可將壩基岩盤線繪製於圖 4.41上，而另外淺層部分以 Wenner 來做解析，探 測深度僅 38m，由 Wenner 剖面結果來比對 Pole-Pole 淺層結果的趨勢一致，

顯示剖面資料的可信度良好。由地電阻剖面圖上初步辦識結果，值得我們 注意的為在測線里程約 160m（壩軸里程約 215m）處，有一明顯的低電阻 由地表面延伸擴散至地表面下，另一處為測線里程約 120m（壩軸里程約 200m）處下方有一低電阻區域（虛線框處），因寶二水庫下游殼層為寶二當 地的土壤、風化與未風化的岩石材料滾壓堆疊而成，低電阻區域是否因堆 築材料本身所造成，後續需要對剖面上的異常低電阻行為進行更詳盡的調 查，因此將會佈設一條測線垂直壩軸，另外或是與壩體平台測線 B 交叉比 對，進一步瞭解低電阻區域是有向下游面延伸。

表 4.7 寶二水庫測線 A（壩頂）施測參數 測線名稱 測線 A（壩頂）

電極間距 m 5m 電極數目 48 支 測線展距 m 235m

施測當日水位 06 年 9 月 18 日，水位 EL.125m

施測方式 Pole-Pole、Wenner、Wenner-Schlumberger

圖 4.39 寶二水庫壩頂測線施測情形

圖 4.40 寶二水庫壩頂測線地電阻影像剖面-Wenner

圖 4.41 寶二水庫壩頂測線地電阻影像剖面-Pole-Dipole

由於寶二水庫下游殼層為土壤堆疊成的層狀階梯，且於測線壩頂 A 觀 察到有異常低電阻的區域，因此本計畫規劃一條測線於下游面平台，下游 面平台測線 B 的高程位於 EL.130m 的位置，施測當天的水位為 EL.120m，

下游面平台測線 B 的施測結果如圖 4.43 所示，壩頂測線施測參數如表 4.8

所示，施測情形如圖 4.42所示。由施測結果可以看出下游面平台測線 B 也 存在低電阻的區域，將壩基岩盤線繪製於圖 4.43 上，可以發現低電阻的區 域於岩盤開挖線之上，顯示推築的材料存在低電阻率的特性，但是否為高 含水量或其他因素造成，則需再進一步調查，並持續觀測之。

表 4.8 寶二水庫測線 B（下游面平台）施測參數 測線名稱 測線 B（下游面平台）

電極間距 m 4m 電極數目 48 支 測線展距 m 188m

施測當日水位 06 年 8 月 1 日，水位 EL.120.73 m

施測方式 Dipole-Dipole、Wenner、Wenner-Schlumberger

圖 4.42 寶二水庫下游面平台測線施測情形

圖 4.43 寶二水庫下游面平台測線地電阻影像剖面-Wenner

壩基測線 C 的高程位於 EL.105m，施測當天的水位為 EL.120m，施測 結果如圖 4.45 所示，壩基測線施測參數如表 4.9 所示，施測情形如圖 4.44 所示，兩種排列所顯示的電阻率分佈趨勢一致，顯示剖面資料為的可信度 良好。地電阻剖面圖顯示在地表下約 5m 至 16m 處有一低電阻區帶，推測 為高含水量區域，經由比對寶二水庫側視圖（圖 4.46）後，推測施測結果 可能受到地表下 5m 處之施工導水路所影響。

表 4.9 寶二水庫測線 C（壩基）施測參數 測線名稱 測線 C（壩基）

電極間距 m 5m 電極數目 48 支 測線展距 m 235m

施測當日水位 06 年 7 月 19 日，水位 EL.120.58 m

施測方式 Dipole-Dipole、Wenner、Wenner-Schlumberger

圖 4.44 寶二水庫壩基測線施測情形

圖 4.45 寶二水庫壩基測線地電阻影像剖面-Wenner

圖 4.46 寶二水庫側視圖

為 了 能 瞭 解 右 壩 座 與 山 脊 的 交 界 處 是 否 有 異 常， 造成日後蓄水至 EL.150m 時會於山脊與壩座交界處產生滲漏問題，因此佈設右壩座測線 D，

壩基測線 D 的高程位於 EL.160m，施測當天的水位為 EL.120m，施測結果 如圖 4.47所示，壩基測線施測參數如表 4.10所示。將壩基岩盤線繪製於圖 4.47 上可以瞭解，於右山脊的部分為高電阻值，而壩座填方部分為低電阻 值，但寶二水庫滿水位為 EL.150m，目前探測到之低電阻區遠高於庫水位，

壩基測線 D 的高程位於 EL.160m，施測當天的水位為 EL.120m，施測結果 如圖 4.47所示，壩基測線施測參數如表 4.10所示。將壩基岩盤線繪製於圖 4.47 上可以瞭解，於右山脊的部分為高電阻值，而壩座填方部分為低電阻 值，但寶二水庫滿水位為 EL.150m，目前探測到之低電阻區遠高於庫水位，