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第五章 排水工程

5.2 地表排水

坡地上若遇連續性降雨或颱風豪雨時,除部份雨水被蒸發及為地表植 被吸收和入滲地表土壤中外,其餘則形成地表逕流侵蝕開發中之裸露坡 地,而於坡面形成大小沖蝕溝渠,進而各溝谷再因逕流匯集後,形成較大 沖刷能量,造型沖蝕破壞力,而危及坡地安全。故坡地排水乃成為坡地施 工過程中防災重要因素。地表排水乃是在坡地開發工程完成整地後,在地 表施作排水系統,亦即依開發原有水路部份再予佈設排水路,收集道路及 各坡面之地表逕流水,而地表排水有多項工法(排水明溝:混凝土溝、砌 石溝、預鑄溝、匯流井。),地表排水以自然坡度為原則,保留其原有地 貌。因地表排水其坡度限制,所以多加考量,以免坡度過大造成災害。在 施工之前必須實地調查山坡地之地形、地貌、地質及土壤等基本資料的特 性。並選擇適當的排水設施,如路邊測溝、邊溝及中央分隔島三角形溝,

使路面逕流得以迅速宣洩,降低地下水位,以維護邊坡之穩定,並確保山 坡地施工之安全。臨時排水設施及永久排水設施之運用應於施工期間確 定。注意山坡地排水設施其新建順序及方向。

地表排水工程排水系統之配置,應依改善區域內部的地形及土地利用 狀況而定,出水口位置之選定,以地區之水容易集中為首要條件,通常設 置於區域內之最低處,或現有排水口處。對區域外而言,排水出口之設置 地點,應為鄰近地區排水良好地點處,該處之水位可當作排水出口設置之 基準高層。排水路線之配置,以能將區域內部過剩之水量迅速導置至排水 出口為原則。其路線之選定則應配合土地使用計畫來設置,有必要時則可

藉助地形之小整地來達到排水效果。對於大幹線排水路,建議以利用現有 排水路為佳。

本手冊以較常用之工法(排水溝)予以說明,並探討其施工流程、注 意事項及可行對策。

5.2.1 排水溝概述

排水溝為山坡地地表排水之一重要方式,其可分為草溝、砌石溝、砌 磚溝、混凝土溝、預鑄溝及土質溝等。可能影響坡地排水設施之因素有:

地形、地勢、土壤、地質、覆坡度、降雨量與降雨強度、集水區面積大小 與形狀等。本次以混凝土溝為例探討之,施工方式為將不穩定或不適用之 材料或岩石層挖除再放樣、基礎整理及混凝土鋪設(卵石或緣石 )。排水 溝之寬度、深度及坡度應滿足設計圖或施工規範。排水工程之規劃、設計 與施工,因受工程規模大小、時程緩急、工址環境之條件等不同而有技術 程度需求上之差異,排水溝為山坡地地表排水之常用方法。

5.2.2 工法之適用性

地表排水之目的在於將徑流有效地引導至下游安全地區,使其破壞力 減至最低限度,以減輕或避免災害之發生。與其他地表排水之施工方法容 易,利於徑流防止沖蝕,經濟安全,截泄上方徑流,以免損壞坡地土壤,

引導地表水流防止災害,對於穩定坡地邊坡亦有幫助,防止地表水滲入土 層滑動。

排水溝設置是將地面徑流導至安全地點而施設之構造物以作用分:

(1) 截水溝:沿近似等高方向,橫跨於土地或保護物之上方,以攔截徑 流導致安全地點者。凡需要攔截上方徑流,以免發生沖蝕 或災害時運用。

(2) 縱向溝:順地面坡度構築以安全泄流者。一般於坡度大,流速快而 在襯砌材料允許流速範圍內均適用。

一般排水溝其可分為草溝、砌石溝、砌磚溝、混凝土溝、預鑄溝及土 質溝等。其各用途與功能如下:

(1) 草 溝:種植草類於土築溝面,以防止沖蝕者。一般農地排水系 統時間短暫,坡度在 30%以內,流速不超過 1.5m/sec,溝 長 30m 以內適用。

(2) 砌石溝:用塊石襯砌溝面,以保護溝身安全者。農地排水系統、農 塘溢洪道、道路邊溝、坡地社區排水等速度較大、土壤易 蝕之處適用。

(3) 砌磚溝:用紅磚襯砌溝面,以保護溝身安全者。農地排水系統地形 複雜、溝底坡度變化較大者及缺少塊石地區適用。

(4) 混凝土溝:用混凝土或鋼筋混凝土襯砌溝面,以保護溝身安全者。

農塘溢洪道、道路邊溝、坡地社區排水等速度較大、土壤 易蝕之處適用。

(5) 預鑄溝:按既定之規格,預先鑄造之混凝土製品,搬運至現場襯砌

運不便,工作困難之處適用。

(6) 土質溝:原地面開挖整修成溝。土質佳之緩坡適用。

5.2.3 施工作業流程

地表排水工法雖然有六種型式(可分為草溝、砌石溝、砌磚溝、混凝 土溝、預鑄溝及土質溝等 ),但其基本之施工順序並無太大之差別,僅襯 砌溝面材料不同,以下即介紹混凝土溝施工順序:

圖 5.8 地表排水施工順序 放樣

整地

混凝土鋪設 基礎整理

開挖 A

B

C

E D

5.2.4 關鍵性作業與應注意事項

5.1.5 施工可能問題與可行對策

表 5.4 混凝土溝施工可能問題與可行對策

工 作 步 驟 可能問題 可行對策

構築排水溝後易生沈陷之情況 整地時挖至實方

1.整地 水土未保持,易生災害 未施工所至之地點樹木草皮先不 剷除

放樣不準確 依施工規範 控制點不精確 依施工規範 樣板變形 依施工規範 不易排水 開挖至低挖處

不易排水 開挖排水溝使其較具流線 2.放樣

開挖點誤差 依施工規範

構造變形,沈陷 不得已時加強基礎處理 坡度過大或不足 開挖力求平順避免變化過大 3.開挖

斷面過小 斷面隨流量增加而加大 邊坡渠底不平整 整平

造成流速過快 設置多個截牆 排水溝產生縫隙 利用 Epoxy 加強 4.基礎整理

造成排水溝斷面不一致 依施工規範設置樣板 混凝土鋪設不易 自上游往下游 混凝土鋪設不易 由下至上 5.混凝土鋪設

溝頂高度超過兩側高度(不易排 水)

溝頂開挖至低於兩側

5.2.6 施工作業流程與應注意事項結合

圖 5.9 混凝土溝施工作業流程與應注意事項結合

放樣 整地

混凝土鋪設 基礎整理

開挖 A

B

C

E D

1.不穩定及不適用之材料挖除 2.整地順序

1.放樣精度 2.控制點測設

3.樣板應為不變形木材 4.儘可能選在區內低窪處 5.儘可能直線設計 6.溝槽開挖點位測設

1.避免設置於填土上 2.不透水材料鋪設 3.排水溝斷面

1.邊坡與渠底 2.設置截牆

3.設置伸縮縫(30-50)m

4.應於設計斷面每10公尺設置樣板

1.應自上游往下游鋪設方向 2.自邊坡鋪設開始,由下至上 3.溝頂高度