設置水壓計之目的為量測堰壩施工期間及蓄水初期壩基或壩體內 土壤間之孔隙水壓力。壩體施工期間，當孔隙水壓力超過設計值時，可 根據量測之壓力數據控制填方速度，以免壩體發生滑動，亦可評估隔幕 灌漿之阻水功能。堰壩完工蓄水後，水壓計可量測壩體滲流之變化情 況，以作為安全評估之參考。一般水壓計之型式可概分為標準式、氣壓 式、水壓式、電子式等數種屬變位量測，並說明構造、原理、特性如后
【5】。
一.標準式(開口式)
開口式水壓計係利用探測器以人工於孔口放入管中量測壩體之地 下水位，或於管中埋設 1 組至多組電子式水壓計利用電子量測器自動量 取地下水位。開口式水壓計構造示意如圖 2.4.9。其構造及原理與水位觀 測井相同，特性在透水性低的土壤中不能夠測量負的孔隙壓力需要轉換 器方能自動化，在施工時宜小心安置，水壓計的指示器如圖 2.4.10 位於 頂端位置容易被人為損害。
圖 2.4.9 開口式水壓計構造示意圖【6】
圖 2.4.10 開口式水壓計指示器【6】
二.氣壓式水壓計
氣壓式水壓計係一個裝設並密封於鑽孔內或插入在軟土中之透水 頭，經由兩條塑膠氣導管連接至測讀器。水壓計頭部之感應器基本上 由一個被柔性隔膜分成兩區(感應區及量測區)之剛性框架所構成。在 感應區，水壓計外部之孔隙水壓透過濾石並作用至隔膜上。隔膜另一 側緊貼在含有兩個小孔(進氣及回氣孔)之平坦防水壁上以構成儀器之 氣壓區(量測區)，並以兩氣導管分別連接進氣孔及回氣孔至測讀器。
氣壓式水壓計之測讀係採用氣壓式測讀器。測讀時，高壓氣體經由進 氣管送至儀器之量測室並作用於隔膜上，當供氣壓力足夠平衡作用在 隔膜上之液壓時，隔膜即產生彎曲變形使進氣管與回氣管形成通路，
使多餘之氣體經由回氣管排至測讀器上之回氣偵測器，此平衡壓力即 可由測讀器上之壓力錶或數位顯示器測得。氣壓式水壓計構造示意如 圖 2.4.11。
圖 2.4.11 氣壓式水壓計構造示意圖【6】
其特性簡單又可靠沒有長期的漂移，測讀位置可於遠方沒干擾，構 造比其他類型的橫隔膜水壓計便宜，無冰凍凝固損害在低透水性的土壤 反應良好，測讀時間隨管線長度長度增加（一般長度小於 300m），需要 氮氣的供給自動化必須轉換器且較昂貴【5】。
三.水壓式水壓計
水壓式水壓計之構造及原理與氣壓式水壓計類似，僅氣壓式水壓計 量測時採用高壓氣體而水壓式水壓計採用高壓水。其特性必須定期除 氣且費時的，觀測室或壓力表室必須有除氣設備及測讀設備，不宜設 置在冰點以下，容易被凝固損害。水壓式水壓計原理示意如圖 2.4.12。
圖 2.4.12 水壓式水壓計原理示意圖【6】
四.電子式水壓計
電阻式、振弦式及震動桿式水壓計可統稱為電子式水壓計，電阻式 水壓計之原理係當感應器內部電阻受到外力而展開或收縮時，藉以偵測 其電阻變化量，經轉換計算土層之孔隙水壓力。電阻式水壓計構造示意 如圖 2.3.13。
圖 2.4.13 電阻式水壓計構造示意圖【6】
其特性容易自動化，監測井需設有通氣孔，動態的測讀（每秒 12 次），
測讀位置可於遠方無干擾處，檢測部分被隱藏，較其他水壓計昂貴。振 弦式水壓計構造示意如圖 2.4.14
圖 2.4.14 振弦式水壓計構造示意圖【6】
其特性測讀位置可於遠方無干擾處，在低透水性的土壤反應良 好，容易自動化，檢測部分被隱藏，低壓時解析度較差，高精度 時需有溫度修正。震動桿式水壓計構造示意如圖 2.4.15
圖 2.4.15 震動桿式水壓計構造示意圖【6】
其特點性為穩定，低壓時可獲得最高精度，長期無漂移及溫度效應，測 讀位置可於遠方無干擾處，在低透水性的土壤反應良好，容易自動化，
檢測部分被隱藏，為昂貴最水壓計【5】。
2.4.9 土壓計
土壓計（總壓力計）係設計用來量測有效應力與孔隙水壓力之總和以及 庫倫應力以量測土體內部總壓力分佈或土體與混凝土或其他剛性結構 物接觸壓力大小之儀器。一般可將數個總壓力計於水平方向排成一列，
以測定土體內部拱效應之大小或將數個總壓力計不同角度埋設在同一 處，以測定該處之應力狀態【6】。土壓計之安裝目的
在於量測大壩填方在施工時及蓄水後之應力狀況，作為評估壩體安全之 參考。依壓力量測方法之不同，一般土壓計之型式可概分為氣壓式、油 壓式、電阻式及振弦式等數種，僅就應用較為廣泛之氣壓式及振弦式土 壓計構造及原理說明如下：
一.氣壓式土壓計
氣壓式土壓計係由兩片圓形之薄鋼板所組成，其圓周以氬電弧銲 接，並以鋼管與氣壓式感應器連接。氣壓式土壓計之原理為利用外加氣 壓來平衡壓力計內部之液壓。
二.振弦式土壓計
振弦式土壓計本體係由兩片不同厚度之圓形鋼板以氬電弧銲接而 成之承壓鈑，並於圓周設置一道凹槽以減少土壓計本體之慣量，承壓鈑 內則以液壓油充填，並以管連接至振弦式感應器，感應器為一剛性框 架，與振弦式水壓計相同，內部以柔性薄膜分隔成感應區及量測區，土 體壓力即透過充填之液壓油傳遞至薄膜上；當薄膜受壓產生變形時將改 變鋼弦之張力，因而導致鋼弦振動頻率改變，量測鋼弦振動頻率之變化 情形，再依據出廠時率定之振動頻率與壓力之關係，可算出外部壓力之 大小【5】。土壓計構造示意如圖 2.4.16。
（a）土壓計實體圖 （b）土壓計構造示意圖 圖 2.4.16 土壓計【6】
2.5 監測儀器之安裝
前一節之各項監測儀器，其安裝方式如下。
2.5.1 傾斜儀安裝
傾斜儀安裝之目的在於量測壩體內部之側向變位情形，以評估有無 潛在滑動面發生。傾斜儀安裝【18】如圖 2.5.1：
一.於選定位置，以鑽機鑽掘一直徑約 15cm 之垂直孔至設計深度，鑽掘 時孔壁應視需要以套管保護，以防坍塌。
二.將接妥之傾斜管封上底蓋後，垂直放入孔鑽孔中，並須注意維持管 內之乾淨。組合傾斜管時，每節導管及接頭之槽溝(Groove)須對正，
使傾斜管之槽溝能連續且不偏斜，以使雙軸感應器能在管內順利滑 動。
三.塑膠套管底端到達孔底後，應適當調整，使一組導向溝槽與開挖坡 面走向垂直後固定之。
四.傾斜管與鑽孔間由底部向上分層回填潔淨砂或灌填皂土水泥漿。
五.傾斜管之頂端須加保護蓋，周圍並加以適當之保護措施及警示標誌。
圖 2.5.1 傾斜儀安裝步驟示意圖【6】
2.5.2 擺線儀安裝
正擺線儀安裝分為套管、擺線儀量測系統及電氣式位移偵測儀三部 份。
套管系以直徑 30cm 之鍍鋅鐵管，在預定的位置依壩體混凝土之升層澆 置分配埋設，每節長 2.5 公尺，埋設時必須嚴格控制其鉛垂度，規定其 偏差值不得大於 1.2 公分，為達到這目的，須利用支線來調整並加以固 定。調整鉛垂度之方法為先在套管底端之廊道仰拱上釘一鐵釘為中心基 點，然後自每節套管上端中心吊垂線，對準此其點調整之，固定完妥之 鐵管經混凝土澆置後，即埋設於其中。其施工順序如下【8】： 一.建一混凝土座，安裝絞盤於其上。
二.在測讀站上方混凝土頂拱之套管末端，裝上防滴傘。
三.將垂線上端固定於絞盤後，讓垂線穿過套管，至測讀站，並繫於重 錘，調整絞盤使垂線通過套管中心，調整油槽位置至垂線大致通過 油槽口中心。
四.轉動絞盤至重錘底離油槽底面約 3 公分高後，將#30 機油注入油槽
內。
五.鎖緊絞盤之固定螺絲。
其觀測系統部份為電氣式位移偵測儀是自動計測儀器，其觀測方法 即以儀器動作原理說明如圖 2.4.2。即當壩體產生變位時，擺線儀之錘 線隨即移動，帶動懸垂於差動變壓器中間之高導磁合金棒，由於此項移 動，差動變壓器感應並輸出 X 及 Y 之位移信號，經過放大器放大，供給 伺服電動機去控制同步電動機之轉軸，並推動可動台，至高導磁合金棒 位於差動變壓器之中，可動台始停止，此時同步電動機亦同時完成信號 變換器(Date Converter)出現並可讀出，此數據即為大壩之水平變位 量，同時經過分壓器作用，使變位量變成電量，再經過放大器放大，而 輸出 X 及 Y 成分之 0~±1 伏特的直流電壓，至自動遙測資料處理系統計 錄及印表，而告完成。
圖 2.5.2 擺線儀動作原理【8】
2.5.3 伸縮儀安裝
伸縮儀的安装如下【19】（圖 2.5.3、2.5.4 及圖 2.5.5）
一.用鑽孔機在場地中預定鑽孔。根據各個測點的不同觀測目的，考慮 到上部結構的重量分布及結構形式以及實際土壓力影響深度，綜合 取定各孔深尺寸及伸縮儀在孔中的埋沒位置。
二.用 PVC 塑膠管做為磁性探頭的通道(稱為導管)，導管兩端沒有底蓋 和封頂。將第一個磁性圈環安裝在塑膠管的端部，放入鑽孔中。待 端部抵達孔底時，將環圈上的卡爪彈開，由於卡爪打開後無法收回，
故這種環圈是一次性的，不能重複使用，安裝時必須格外小心。
三.將需安裝的磁性圓環套在塑膠管上，依次放大孔中預定深度。確認 磁性環位置正確後，彈開卡爪。測量點為要綜合考慮基底壓力影響 深度曲線和地質探勘報告中有關土層的分布情況。
四.固定探頭導管，將導管與鑽孔之間的空隙用砂填實。
五.固定孔口，製作鋼筋混泥土孔口保護圈。
六.測量孔口標記三次，以平均值作為各環所在位置的穩定標高。
圖 2.5.3 電磁式沉陷環安裝步驟示意圖【6】
圖 2.5.4 Sondex 沉陷環安裝步驟示意圖【6】
圖 2.5.5 單點式沉陷桿安裝步驟示意圖【6】
2.5.4 應變計安裝
應變計的主要構造為應變片如圖 2.5.6，其安裝方式如下【20】
一.量測點表面清理,對過於光滑的加工表面,用細砂布打出與應變片軸 線成 45°的交叉線路。
二.在進行應變片粘貼前,用沾有丙酮的脫脂棉球,擦去試件上的油污, 直至棉球擦完不污為止，塗膠粘貼，在清理過的表面上塗一層厚約 為 0.2 毫米的膠,並立即將應變片不加壓放在上面,輕拿引出線將應 變片移動到正確的位置。
三.用一小片濾紙覆蓋應變片上並用手指輕輕將多餘的膠從應變片下擠 出來,另換一張薄濾紙.其大小伸出應變片的邊緣 5~10 毫米,左手的 中指和食指通過濾紙按緊應變片的引出線區,與此同時,右手的食指 像棍子一樣沿應變片的縱向滾壓,將空氣和多餘的膠全部擠跑.最後, 在其上加重塊以施加壓力，粘合層的固化和乾燥,五分鐘後取去壓塊, 應變片的膠層進入固化階段,覆蓋在其上的濾紙可不用除去,只是將 引出線區將濾紙排開,使引線翹起,不與試件表面接觸即可。
四.粘合質量的檢驗.用萬用表測量線柵的電阻看有無斷路現象;其次, 用萬用表檢查引出線與試件間的電阻看有無短路現象(一般絕緣電 阻在 500M 以上).最後看應變片貼得是否良好,如有氣泡存在,應取下 另貼新片。
五.連接線的安裝.應變片的引線通常用錫銲與 0.12mm×7 或 0.18mm×12 的銅導線相接.銲點要牢固,切勿有虛銲.銲接前,必須將導線固定在 試件上,防止應變片引出線受力而被拉斷.焊完後,再檢查一遍。長期 使用時的保護方法,可在應變片所在的部位上塗上一層石蠟或凡士 林,以防受潮失效。
應變計和應變片之間用導線連接，需根據環境與設計的要求選用導