第 2 章 壩的設計
第 3 節 壩設計基本條件
3.5 荷重的計算法
3.5.5 地震時慣性力
3.5.6 地震時的動水壓
3.5.7 温度荷重
第 4 節 壩之基礎地盤設計
4.1 基礎地盤設計基本要點
4.2 基礎地盤的特性
4.2.1 基礎地盤抗剪強度特性
4.2.2 基礎地盤的變形性
4.2.3 基礎地盤的截水性
4.2.3.1 基礎地盤的截水性
4.2.3.2 以灌漿改良特性
地震時壩之堤體慣性力乃水平作用在堤體上的力，其數值應以下列公式算出。
I＝W・k
I
：地震時堤體的慣性力（tf/㎥）｛kN/㎥｝W
：堤體自重（tf/㎥）｛kN/㎥｝k
：設計震度又，決定設計震度時，應考量壩地點的地域區分、基礎狀態與壩種類等。
地震時作用在壩之堤體的水庫任意水深動水壓，會垂直地對壩堤體產生作用，除非能用適 當的工程試驗算出，否則應依據如下公式算出。
決定拱門式混凝土壩的温度荷重時，應依據收縮接縫灌漿後預期的堤體内部温度變化。
設計壩的基礎地盤應具備可承受堤體荷重的安全性，以及能阻隔除貯水池滲漏的能力。
決定基礎地盤剪力摩擦阻抗力時，原則上應依據原位試驗結果，將基礎地盤性狀等納入考 量。
考量基礎地盤變形而進行設計時，原則上須進行原位試驗，決定其彈性係數與變形係數。
基礎地盤截水工法判定設計與截水性改良度，應參考配合基礎地盤地質狀況等實施的透水 試驗結果。
設計基礎地盤灌漿時應參考壩型、規模、地形、地質構造、基礎的透水性、灌漿測試結果 等。
4.3 基礎地盤的處理方法
4.4 混凝土壩基礎地盤的設計方針
4.4.1 基礎地盤的穩定計算
4.4.2 基礎地盤的處理
4.4.2.1 基礎地盤的處理
4.4.2.2 固結灌漿設計
4.4.2.3 帷幕灌漿
4.4.2.4 排水孔
4.4.2.5 斷層處理
4.5 土石壩基礎地盤設計方針
4.5.1 基礎地盤的處理
4.5.2 岩盤基礎
4.5.2.1 岩盤基礎的處理
基礎地盤的處理方法，應依據壩型與規模、地形、地質構造、基礎的滲透性等決定。
混凝土壩基礎地盤應可承受荷重所造成的剪力與變形壓力，確保預定的安全性。
混凝土壩應進行基礎地盤處理，確保面對剪力、變形與貯留水滲透等壓力仍具備安全性。
設計固結灌漿須注意，與堤體、基礎地盤接觸部附近，應具備所需變形性與截水性。
設計帷幕灌漿應考量壩型、高度、壩邊緣地形、地質與基礎地盤等，具備所需的截水性。
為了降低作用在底面與基礎地盤内的上揚力，帷幕灌漿下游側原則上應設排水孔。
基礎地盤斷層外的軟弱層，須具備必要的強度與截水性，必要時應以混凝土置換等適當的 處理。
土石壩應進行基礎地盤處理，避免地滑、變形、滲透、地震時液化等，確保安全性。
岩盤基礎應挖到穩定岩盤為止，並須進行基礎地盤處理，避免滲透與變形，確保必要的安 全性。
4.5.2.2 固結權漿
4.5.2.3 覆蓋灌漿
4.5.2.4 帷幕灌漿
4.5.3 砂礫基礎
4.5.4 岩盤及砂礫以外的基礎
第 5 節 混凝土壩的設計
5.1 設計的基本要點
5.2 堤體材料
5.2.1 堤體混凝土的基本要點
5.2.2 混凝土的物理常數
5.2.3 混凝土的強度
固結權漿應注意在構造物與基礎地盤接觸部附近灌漿，以獲得所需的變形性與截水性。
覆蓋灌漿應在堤體與基礎地盤接觸部附近灌漿，取得所需截水性。
帷幕灌漿應考量霸型、高度、地形、地質與基礎地盤等，取得所需截水性。
砂礫基礎除了須抑制滲透流，為確保能面對滲透破壊的必要安全性，應進行基礎地盤處理
。
岩盤與砂礫以外的基礎應具備截水性，確保具備對抗變形、地震液狀與滲透等的安全性。
混凝土壩設計時應考量構造上的特質與基礎地盤特性，面對預期的荷重組合，能確保安全 性。
堤體混凝土應使用具備所需耐久性、水密性、強度與單位體積重量，並能保証其均質性的 材料。
決定混凝土設計所使用的物理常數，原則上應依據實際使用的材料與配料試驗結果。
混凝土強度材齡以 91 日強度為基準，所需強度應具備設計應力所需安全率。
混凝土配料強度應將所需壓縮強度及壓縮強度變動納入考量，必要時得實施預拱。又，拱 式混凝土壩應考量進一步組合應力效果，適度地修正。
5.3 重力式混凝土壩設計
5.3.1 形狀與穩定計算
5.3.2 應力解析
5.4 拱式混凝土壩的設計
5.4.1 形狀與穩定計算
5.4.2 應力解析
5.5 温度管控與混凝土塊裂縫
5.5.1 温度管控
5.5.2 混凝土塊裂縫
5.6 堤體各部位之設計
5.6.1 收縮接縫的構造
5.6.2 止水裝置
設計重力式混凝土壩堤體形狀時，應考量谷地形狀、岩盤性狀與洪水處理方法，確保堤體 與基礎地盤安全性。
實施穩定計算時，應滿足如下條件 1. 不會產生堤體上游、鉛垂方向的張應力。
2. 堤體、堤體與基礎地盤接觸部以及基礎地盤應具備安全、足夠的抗剪力。
3. 堤體内應力度不可超過容許應力度。
重力式混凝土壩應力解析應使用能正確判斷其應力狀態的方法，原則上應參考與壩軸成直 角方向的二次元應力計算。
設計拱式混凝土壩堤體形狀時，應考量谷地形狀、岩盤性狀與洪水處理方法，確保堤體與 基礎地盤安全性。
實施穩定計算時，應滿足如下條件：
1. 堤體内應力度不可超過容許應力度。
2. 堤體與基礎地盤接觸部及基礎地盤具備安全、足夠的抗剪力。
進行堤體應力解析，應掌握堤體形狀與基礎地盤對堤體應力的影響，並使能正確判斷堤體 應力的方法。
混凝土壩應考量最高上昇温度與温度履歷，實施可避免混凝土塊產生裂縫的温度管控。
混凝土壩應以適當間隔設置收縮接縫，防止混凝土塊裂縫。
收縮接縫原則上應設計成鋸齒型，必要時應實施接縫灌漿。
止水裝置應使用具備充分水密性與耐久性材料、可配合接縫伸縮的構造，並設在靠近橫接 縫的上游位置。
5.6.3 通廊
5.6.4 堤頂構造物
5.7 計測裝置
第 6 節 土石壩的設計
6.1 設計的基本要點
6.1.1 均一型土石壩
6.1.2 分區式土石壩
6.1.3 表面截水壁土石壩
6.1.4 複合壩
6.2 堤體材料
6.2.1 堤體材料
6.2.2 透水性材料
為了壩之管理方便而設置排水孔、實施帷幕灌漿施工時，應在堤體内設置通廊。
堤頂必要時應設峯面門用橋腳、天端橋梁、高欄等堤頂構造物，配置時應將相互位置與安 全性納入考量。
混凝土壩堤體與基礎地盤應配合目的擬定適宜的配置計畫，據此安裝適當的計測裝置。
土石壩設計時應考量堤體材料與構造上的特質，重點是能抵抗堤體與基礎滑動破壊或滲透 破壊，確保充分的安全性。
應適宜地設計均一型土石壩，讓浸潤線不會出現在下游的坡面上。又，必要時為了解消堤 體内發生的孔隙水壓，應設適宜的排水口。
分區式土石壩應適宜地配置截水區段、半透水區段與透水區段，避免粒子在各區段之間移 動。
應適宜地設計表面截水壁型土石壩，避免出現會損及截水壁截水機能的裂縫。
複合壩設計時應考量接合部的止水性與耐震性。
堤體材料應使用擁有適宜性質的材料，配合各種堤坊所須達成的目的。
透水性材料須具備足夠的抗剪強度與排水性、堅硬耐久性，並使用凝固狀態下形變小的材 料。
6.2.3 半透水性材料
6.2.4 截水材料
6.2.4.1 土質材料
6.2.4.2 土質材料以外的截水材料
6.2.5 堤體材料的試驗
6.3 堤體設計方針
6.3.1 抗滑動破壊的安全性
6.3.2 抵抗滲透破壊的安全性
6.3.3 坡面坡度
6.3.4 堤頂寬度
6.3.5 預拱
6.3.6 坡面保護
半透水性材料須具備所需粒度分布、排水性與抗剪強度，並須使用易凝固且凝固狀態下變 形最小的材料。
土質材料須使用易凝固且凝固狀態下形變最小，具備所需截水性與抗剪強度，且不含達有 害量的有機物等材料。
土質材料以外的截水材料，須使用具備必要截水性、強度與耐久性等的材料。
堤體材料原則上應實施試驗，清楚掌握其性質。
堤體基礎地盤得具備足以抗滑動破壊的安全性。檢討滑動破壊時，原則上應鎖定圓弧滑動
，安全率須超過 1.2。
設計堤體與基礎地盤時，須注意得具備足以抵抗滲透破壊的安全性。
設計堤體上下游面坡面坡度時，應考量壩型、堤體材料、基礎地盤、貯水位、耐震性、施 工條件等，以具備所需的安全性。
設計堤頂寬度時，應考量施工時必要寬度，以及完成後使用的目的等。
設計堤體預拱的高度，須考量堤體與基礎地盤下陷等。
堤體上下游坡面應進行適宜的坡面保護，防止堤體侵蝕與風化。
6.4 洩洪設備與廊道
6.4.1 洩洪設備
6.4.2 廊道
6.5 計測裝置
第 7 節 洩洪口與其他洩洪設備
7.1 洩洪設備的設計方針
7.1.1 洩洪設備的設計方針
7.1.2 構成與形式
7.1.3 洩洪口的設計方針
7.1.4 配置
土石壩應設能降低水庫水位的洩洪設備。又，洩洪設備等的水理構造物不可設在堤體内。
截水區段下部原則上須設廊道。又，廊道應設在基礎地盤内。
土石壩堤體與基礎地盤應有符合目的、適宜的配置計畫，且須有適宜的計測裝置。
設計壩洩洪設備的配置、形式與規模，應充分考量操作與保守管理。
壩洩洪設備體分為溢流形式與管路形式。溢流形式應由流入部、導流部與消能工構成；管 路形應由洩洪管與消能工構成。又，溢流形式的洩洪設備原則上應由溢流形式流入部、堤體流 下式或水路式導流部、跌水式或自由落下式消能工構成。但若此構造並不適當，或此構造不易 完成，也可採用孔口流入部、隧道式導流部或飛躍式消能工。
洩洪口設計重點在於，其構造須能讓達到設計洪水水位而須洩洪流量以下的流量順利流動
，而不損及堤體與基礎地盤安全。
又，流入部與導流部構造設計須能讓在超載水位能洩洪流量或超過百年洪水流量乃至於壩
又，流入部與導流部構造設計須能讓在超載水位能洩洪流量或超過百年洪水流量乃至於壩