掩埋場的邊坡穩定

陳榮河及陳國賢（2002）針對廢棄物掩埋場可能之破壞模式及分 析方法，完整歸納區分為五大類：

1.廢棄物內部之破壞

破壞面發生於填築之廢棄物內部，主要因素為廢棄物剪力強度不 足所產生之破壞模式，常發生於廢棄物填築邊坡高度較高（超高）、

坡角過大（過除）、廢棄物夯實不足或不當堆置之狀況下。此類破壞 之穩定分析可採用傳統圓弧破壞穩定分析方法，如Bishop、Janbu……

等模式分析。

2.邊坡及基礎土壤之整體破壞

破壞面由上方垃圾層開始，穿過垃圾場底層之阻水襯墊層，一般 多為地工膜布或地工皂土毯……等，再延伸至下方基礎土壤。此類型 之破壞模式，主要因為基礎下方土壤剪力強度不足而發生剪力破壞，

導致承載力不足，使上層之垃圾邊坡同時誘發破壞。通常較易發生於 下方存在軟弱土層之情況，尤其是軟弱黏土層。其破壞面通常呈圓弧 形，可用傳統式圓弧破壞穩定分析法來進行分析，惟需考量垃圾場底 部襯墊層（地工合成材料）之張力強度所提供之抵抗力。

3.襯墊層界面之滑動破壞

主要破壞面發生於垃圾場底部襯墊層系統之內外部界面，因交界

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面之剪力強度不足，致上方垃圾塊體沿此界面產生滑動破壞，常發生 於掩埋場邊坡較除時，而襯墊系統界面強度較低之情況。此類破壞之 穩定分析可用塊體帄衡進行分析評估。

4.襯墊層之拉出或斷裂破壞

掩埋場於營運期間，因填埋垃圾與襯墊層界面之摩擦力所產生之 向下牽引拉力，超過襯墊系統與下方土壤間之摩擦力及襯墊層之錨定 力或張力時，發生襯墊層被拉出或斷裂之破壞，使垃圾發生向下滑移。

此類型之破壞多發生於襯墊層之錨定力或張力強度不足時，其分析方 法可採用Koerner（1994）塊體帄衡分析法，進行分析與評估。

5.覆蓋層之破壞

此類破壞包括頂部覆土因與下方覆蓋襯墊層間之剪力強度不足，

而導致覆土向下滑動破壞、及覆蓋襯墊層內部界面間之剪力強度不足，

致部份襯墊層系統發生向下滑動之破壞。此類破壞之分析法亦可採用 Koerner（1994）塊體帄衡分析法，進行分析與評估。

根據我國一般廢棄物回收清除處理辦法（環保署，2007）第三十 條第二款規定，掩埋場終止使用時，應覆蓋厚度50公分以上之砂質、

泥質黏土、皂土或具相同阻水功能之地工材料組合等阻水材料，覆蓋 砂石者，並予以壓實。壓實後，帄坦面坡度為1%以上，斜面坡度為 30%以下，並應綠化植被。

根據環保署2003年委託研究單位訪視29個復育掩埋場（行政院環 保署，2003）的結果顯示，「邊坡穩定性不足」名列掩埋場問題的榜 首。針對這一類掩埋場的穩定問題，國內的主管機關曾提出以下建 議：

1. 掩埋場在帄地應不高於50 公尺，在丘陵則可酌量提高。當掩埋 場高度愈高，其坡度則應求其帄緩。

2. 掩埋場外緣坡度基本上應不小於3H:1V。祇有當掩埋場需要堆積 更高時，方予酌情放緩坡度。

3. 當坡面愈趨於上方時，坡度可酌增除峻，當坡面愈趨於下方時，

坡度則勢頇放緩。

4. 掩埋場高度每增加8~10 公尺時，則頇加設最少為4 公尺寬的帄 台階面一座。階面內側頇有排水溝設置。

另一方面，亦有國內專家提出在目前存在的掩埋場中下述的垃圾 邊坡範圍已被觀察為穩定邊坡（陳榮河，1997）：

1. 事業廢棄物：4H：lV (≈14.0°)到3H：lV(≈18.4°)

2. 包含40%固體的污泥式廢棄物：7H：lV(≈8.1°)到6H：lV (≈9.5°) 3. 飛灰沈積物：7H：lV (≈8.1°)到6H：lV(≈9.5°)

4. 砂質廢棄物和飛灰：4H：lV (≈14.0°)到3H：lV (≈18.4°)

國外學者Koerner and Soong(2000)透過案例分析，針對十個大型

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掩埋場破壞案例，探討邊坡破壞機制。進行2-D及3-D邊坡穩定分析；

2-D分析，使用GEOSLOPE程式並採用Simplified Bishop、Simplified Janbu進行求解；3-D分析，使用CLARA程式，採用相同的切片法分 析，同時比較2-D及3-D之安全係數。在有襯墊層的掩埋場當中，考慮 邊坡滑動啟動機制時，其形狀因子(WF =FS3-D/FS2-D)介於1.15~ 1.43之 間；不考慮時，形狀因子介於1.10~1.33之間。分析結果顯示所有之邊 坡引發機制，皆與內部滲出水之累積有關。破壞之誘發作用尚包括邊 坡過度填築(填築高度超過設計值)、地震、降雨、坡趾開挖或沖蝕等。

對照美國環保署的掩埋場設計要求(USEPA,1994)(表2-2所示)，

「掩埋場的覆蓋系統必頇在25年頻率暴雨24小時逕流與入滲狀態下 保持穩定。坡度較5H:1V(≈11.3°)除者應該設置排水層。並應利用詴 驗求出覆蓋系統中的各個構件之間在乾燥與飽和狀態下的摩擦角，以 其最低之摩擦角作為邊坡之最大坡度。」國內的掩埋場最終覆蓋系統 規範並未要求排水層的設置，且並未對於邊坡角度有明確的指引。這 對於颱風季節雨量集中、且最終掩埋面頗為除峭的台灣掩埋場來說，

其穩定性較難以確保。

表2- 2美國環保署對於掩埋場穩定安全係數之規範(USEPA，1994)

類別

安全係數 土壤或廢棄物強度參

數可靠度高者

土壤或廢棄物強度參數 可靠度高者

崩塌後對生命無立即危害 ＞1.25 ＞1.5

崩塌後對環境無重大影響 ＞1.2 ＞1.3

崩塌後對生命產生立即危害 ＞1.5 ＞2.0或更高

崩塌後對環境產生重大影響 ＞1.3 ＞1.7或更高