第三章 集排水設施之解說與設計
3.5 砌石溝
3.5.1 目 的 :
係 指 以 塊 石 襯 砌 溝 面 , 利 用 表 面 之 粗 糙 度 , 達 到 消 能 及 減 少 水 流 之 沖 刷 。 對 於 流 速 大 及 土 壤 易 沖 蝕 之 處 使 用 塊 石 襯 砌 可 降 低 河 水 流 速 , 固 定 河 道 , 防 止 河 床 被 河 水 掏 刷 , 穩 定 坑 溝 , 以 保 護 溝 身 安 全 。 另 可 將 水 溝 、 山 邊 溝 等 橫 向 排 水 之 水 流 匯 集 導 引 至 安 全 地 點 以 渲 洩 逕 流 。
3.5.2 材 料 :
以 塊 石 或 混 凝 土 襯 砌 溝 面 的 砌 石 溝 , 材 料 來 源 以 就 地 取 材 。 最 常 見 的 排 水 溝 型 式 有 乾 砌 石 (不 加 水 泥 )和 混 凝 土 砌 石 方 式 。 卵 石 表 面 應 潔 淨 , 質 料 應 堅 硬 、 無 風 化 及 裂 紋 等 現 象 者 。
3.5.3 位 置 :
適 用 於 卵 礫 石 地 質 , 農 地 或 坡 地 排 水 系 統 , 坡 面 應 平 順 且 符 合 規 定 坡 度 。 土 質 如 有 鬆 軟 、 油 污 或 其 他 不 適 用 之 材 料 均 應 清 除 乾 淨 , 再 以 適 當 材 料 回 填 。
3.5.4 應 用 :
砌 石 溝 之 表 面 多 孔 隙 且 透 水 性 佳 , 利 於 植 物 生 長 , 完 工 後 具 有 自 然 的 生 態 景 觀 ; 由 於 表 面 有 足 夠 的 粗 糙 度 , 對 於 河 水 具 有 消 能 效 果 , 可 以 保 護 下 游 面 之 結 構 物 , 並 調 整 河 道 之 坡 降 。
3.5.5 缺 點 :
植 物 的 過 度 生 長 及 足 夠 的 粗 糙 度 易 造 成 土 石 堆 積 , 需 要 考 慮 後 續 之 維 護 管 理 。
3.5.6 設 計 :
1.砌 石 溝 之 規 劃 原 則 如 下 :
( 1)排 水、截 水 溝 渠 之 斷 面,應 足 敷 排 洪 需 要,並 採 重 現 期 距 二 十 五 年 以 上 之 降 雨 強 度 設 計 之 。
( 2) 適 用 於 卵 礫 層 地 質 , 能 就 地 取 才 者 為 佳 。
( 3) 砌 石 前 , 坡 面 和 基 礎 土 面 應 先 徹 底 壓 實 。
( 4) 溝 渠 兩 側 之 坡 度 不 宜 太 陡 。
( 5)適 用 於 農 地 排 水 系 統,坡 地 社 區 排 水 等 速 度 大 , 土 壤 易 沖 蝕 之 處 。
( 6)河 溪 水 流 流 速 將 影 響 水 中 生 物 之 繁 衍 與 覓 食,流 速 太 高 不 利 繁 衍 , 流 速 太 低 則 減 少 水 中 溶 氧 及 具 有 集 溫 效 果 。
( 7)若 集 水 區 之 流 量 甚 大 或 坡 度 陡 急 之 處,宜 採 用 混 凝 土 砌 石 溝 。
2.砌 石 溝 之 設 計 原 則 如 下 :
( 1)砌 石 護 岸 坡 度 一 般 介 於 3: 1(橫 向 : 縱 向 )至 1:
1 之 間 , 但 經 由 工 程 師 判 斷 且 經 由 邊 坡 穩 定 分 析 後 , 不 受 此 限 。
( 2) 混 凝 土 墊 層 強 度 約 為 175kgf / cm2級
( 3)勾縫用 之 水 泥 砂 漿 比 為 1:3,配 合 適 當 之 水 拌 和 而 成 。
( 4 ) 斷 面 形 狀 及 大 小 可 依 現 場 地 形 坡 度 變 化 適 當 調 整 , 斷 面 尺 寸 不 必 單 一 化 。
( 5)卵 石 應 先 洗 滌 清 潔,充 分 濕 潤 使 內 達 飽 和 而 不 再 吸 水 。
( 6 ) 若 使 用 乾 砌 石 , 應 依 流 速 大 小 選 擇 不 同 粒 徑 之 卵 、 礫 石 , 溝 渠 兩 側 粒 徑 一 般 20cm 以 上 , 石 頭 間 之 空 隙 栽 種 植 生,溝 底 視 當 地 河 床 條 件 決 定 是 否 用 塊 石 舖 底 。
( 7)乾 砌 石 溝 若 有 細 粒 料,為 防 止 細 粒 料 被 洗 出,可 舖 設 不 織 布 保 護 。
( 8)卵 石 之 砌 築,於 最 下 層 之 基 腳 或 坡 腳 之 地 面 上 , 先 舖 一 層 混 凝 土 , 然 後 於 混 凝 土 上 安 砌 卵 石 , 較 大 之 卵 石 砌 築 於 底 層 , 舖 底 塊 石 粒 徑 約 50cm 以 上。混 凝 土 砌 石 溝 其 卵 石 與 卵 石 間 之 接 縫 及 卵 石 周 圍 之 空 隙 須 用 混 凝 土 填 滿,不 得 以 較 小 石 料 作 填 塞 空 隙 。
( 9)砌 石 應 自 基 腳 開 始 逐 層 砌 築,基 礎 底 部 各 層 應 選 用 較 大 石 塊 , 以 求 基 腳 有 充 分 強 度 。 如 需 分 段 砌 築 時 , 分 段 不 宜 過 短 , 每 一 小 段 長 度 至 少 10 公 尺 以 上 。 其 因 分 段 所 留 之 縱 接 線 , 必 須 成 階 梯 狀 , 俾 易 與 次 一 分 段 接 合 。
( 10) 砌 石 時 塊 石 之 長 徑 應 垂 直 於 坡 面 , 交 錯 銜 接 , 並 使 其 接 觸 面 儘 量 平 整 , 塊 石 間 孔 隙 應 成 三 角 形 , 同 時 塊 石 大 面 不 應 砌 在 表 面 。
( 11) 常 流 水 之 容 許 流 速 , 乾 砌 石 溝 為 1.5 , 混 凝 土 砌 石 溝 4.5 。 無 常 流 水 之 最 大 容 許 流 速 乾 砌 石 溝 可 提 高 至 1.8 , 混 凝 土 砌 石 溝 則 可 提 高 至 6.1 [水 土 保 持 技 術 規 範 第 85 條 ] 。
sec / m sec
/ m
sec / m sec
/ m
( 12) 排 水 溝 出 水 高 之 設 計 原 則 需 依 設 計 水 深 之 百 分
之 二 十 五 計 算 之 , 且 不 得 小 於 二 十 公 分 。
( 13) 砌 石 溝 下 游 趾 處 需 採 適 當 固 床 工 法 , 預 防 滲 流 造 成 溝 趾 破 壞 。
1
b H
1 Z
圖 3.5.1 乾 砌 石 溝 斷 面 圖
3.固 床 工 法:若 欲 減 緩 流 速、穩 定 河 岸、減 少 水 流 沖 蝕 , 可 使 用 石 樑 或 河 床 拋 石 固 床 工 法 。 石 樑 固 床 工 法 係 利 用 現 地 石 塊 堆 置 成 排 橫 越 河 道 , 可 以 減 低 流 速 並 藉 由 水 流 的 階 梯 落 差 形 成 淺 灘 、 瀨 、 潭 , 可 營 造 出 不 同 流 水 型 態 , 增 加 水 中 溶 氧 量 。 河 床 拋 石 工 法 則 以 不 規 則 之 拋 石 置 於 河 道 中 心 及 兩 岸 之 凹 部 河 床 上 , 營 造 蜿 蜒 水 際 線 , 創 出 淺 灘 、 水 瀑 、 急 瀨 與 淵 之 水 流 變 化 。 固 床 工 法 在 低 流 量 時 可 保 有 一 定 水 位 , 在 高 流 量 時 可 形 成 保 護 魚 類 , 提 供 魚 、 蝦 之 避 難 所 , 形 成 多 層 次 、 多 樣 性 的 良 好 生 物 棲 地 。
4.砌 石 溝 設 計 :
( 1) 曼 寧 公 式 : 2
1 3
1 2
S nR V =
式 中 ,V : 平 均 流 速 (公 尺 / 秒 )。
: 曼 寧 粗 糙 係 數 。 n
R=
(
A/P)
: 水 力 半 徑 (公 尺 )。水 力 半 徑
表 3.5.2 側 邊 砌 石 粒 徑 與 流 速 關 係
(Ohio Department of Transportation, Construction & Material Specification, 1997) 5.實 例 說 明:圖 示 梯 形 斷 面 砌 石 溝,溝 斷 面 底 部 寬b=1m,
=
流 速 將 超 過 乾 砌 石 溝 容 許 流 速 , 此 時 若 無
修 剪 斷 面 兩 邊 之 雜 草 及 清 理 河 床 雜 物 。
4.不 定 時 舉 辦 淨 川 活 動 , 並 鼓 勵 居 民 積 極 參 與 。