第 2 章 壩的設計
第 4 節 壩基礎地盤的設計
4.5 土石壩基礎地盤的設計方針
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 地點基本洪水洪峯流量的仼何一種流量，以穩定流況安全流動。消能工設計重點是，即使達到 設計洪水位而須洩洪流量以下的流量，也能維持河川原有機能。
設計壩洩洪設備配置時，應考量壩型、地形、地質、洩洪量等，避免對壩堤體造成防礙。
又，土石壩應在堤體外設置洩洪設備。
7.1.5 形狀
7.1.6 構造
7.2 流入部的設計方針
7.2.1 流入部水路
7.2.2 流入部
7.3 導流部的設計方針
7.4 消能工的設計方針
7.5 洩洪管的設計方針
壩洩洪設備應配合設計條件，採取可呈現穩定流況的形狀。
壩洩洪設備主要構造除了閘門等可動部、洩洪管或流出水路等之外，原則上應採用混凝土構 造。混凝土壩堤體部分之外的部分，都應緊密連結適當的基礎地盤。
又，設計時應注意，須具備平常或地震時面對預期荷重仍能維持穩定與安全之構造。
流入水路設計重點在於須增加水深、降低流速，平面形狀儘量和緩、流速分布均一化，避 免攪亂水流。
流入部形狀與流量所使用係數除非其特性已了解，否則應以實驗訂定之。
又，設計流入部應注意洩洪時不可產生會誘發空蝕現象或危險振動的負壓。
導流部平面線形原則上應為直線，並須避免緃斷形狀之急劇變化。
又，導流部斷面應儘可能使之平緩。
又，導流部側壁高度須能讓達到設計洪水水位的應洩洪流量，在不危害壩堤體與基礎地盤 安全性狀況下流動，隧道式導流部應設計成能經常保持明渠狀態。
決定設計消能工的形式、規模與形狀，應將壩堤體與基礎地盤的安全性、被洩洪的水流性 質與狀況乃至於下流部狀況等納入考量。又，除非其特性已完全了解，否則應經由實驗決定之
。
洩洪管形狀應儘可能單純化，以便能在穩定流況下將所定流量洩洪。又，設計時應注意保 持管内壓力正常，並將維持管理納入考量。
第 8 節 閘門
8.1 閘門的設計方針
8.2 預備閘門
閘門（含閥門、以下同）應使用具備必要強度的材料與部材，設計時應符合以下條件。
1. 閘門須具備充分水密性與耐久性構造。
2. 其構造須能避免預期荷重所產生應力度超過材料容許應力度，也不可因為荷重導致挫曲。
3. 設計閘門高度時應注意其揚程須能安全地讓水流下。
4. 閘門須能容易且確實地開閉。
5. 閘門開閉速度須適合其使用條件。
6. 應避免使用閘門所導致的有害震動。
7. 閘門的滾筒與耳軸樞紐等支承部構造須能安全地將閘門荷重傳達到制門器（門擋）。
8. 制門器與固定部構造須能安全地將支承部所承受閘門荷重傳達到堤體。
8. 制門器與固定部構造須能安全地將支承部所承受閘門荷重傳達到堤體。