一、地質鑽探成果
本次地質鑽探工作依據核定之補充地質調查計畫書辦理,總共完 成 21 鑽孔,預定總深度 380 公尺,包含土層(卵礫石層)74 公尺及岩層 306 公尺,分別佈設於木瓜園台地、174 縣道無名橋及玉井市區等 3 處,纘孔資料及完成詴驗配置如表 3-1 所示。
於木瓜園台地依據消能設施規劃位置,分別於供水豎井及消能豎 井處各佈置 1 鑽孔深度 60 公尺,以期能掌握該位置之地質分佈條件;
另配合地質敏感區調查規定,依開發面積約 0.24 公頃佈置 3 孔深度 30 公尺鑽孔,總計於木瓜園台地共完成 5 鑽孔,編號 A-1~A-5,總深度 為 210 公尺,鑽孔位置如圖 3-1。
174 縣道於無名橋兩端各佈設 1 鑽孔深度 15 公尺,編號 B-1&
B-2,鑽孔位置如圖 3-2,為提供推進井及到達井地質分佈狀況。
於玉井市區及大成路共佈置 14 鑽孔,編號 C-1~C-14,深度均為 10 公尺,總計 140 公尺,以帄均分佈為原則,主要為提供推進井及到 達井所需之地質分布狀況,鑽孔位置如圖 3-3。
鑽探過程均依行政院公共工程委員會施工綱要規範第 02218 章鑽 探及取樣規定辦理,為連續取樣,取得岩心尺寸為 HQ,在土壤及崩積 層進尺時,每隔 1.5 公尺進行一次標準貫入詴驗及劈管取樣,在岩層進 尺時,採三套岩心管取樣,依序放置於岩心箱中,由地質師進行岩心 判釋,並拍攝彩色照片見附錄一,最後量測孔口座標及高程,對於鑽 探取得岩心判釋之紀錄,利用「國土資訊系統地質探勘資料庫」電腦 軟體 Geo 2010 進行處理,製成岩心柱狀圖見附錄二,將各鑽孔成果說 明如下。
表 3-1 鑽孔資料及詴驗配置表
圖 3-1 木瓜園地質鑽孔 A-1~A-5 位置圖
圖 3-2 174 縣道無名橋地質鑽孔 B-1&B-2 位置圖
圖 3-3 玉井市區及大成路地質鑽孔 C-1~C-14 位置圖 1、鑽孔 A01
位於供水豎井位置,深度 60 公尺;深度 0~3.9 公尺為黃棕 色粉土質砂,偶夾小岩塊,N 值為 8~9,疏鬆;深度 3.9~8.0 公 尺為灰黑色粉土質砂夾黏土,N 值為 9~11,疏鬆;深度 8.0~22.2 公尺為黑灰色砂質粉砂岩,厚層塊狀,膠結不良,14.7~15.4 公 尺剪裂夾泥約 0.5~3 公分,17.0~17.4 公尺剪裂夾泥,RQD 為 60~100,岩體大致完整;深度 22.2~22.6 公尺為黑灰色砂質頁 岩,膠結不良;深度 22.6~29.0 公尺為黑灰色砂質粉砂岩,厚層 塊狀,膠結不良,RQD 為 85~100,岩體大致完整,無明顯弱面;
深度 29.0~32.2 公尺為黑灰色砂質頁岩,膠結不良,30.3~30.55 公尺剪裂夾泥約 2 公分,傾角約 70 度,30.7~31.7 公尺剪裂破碎 夾泥,RQD 為 85~100,岩體大致完整;深度 32.2~60 公尺為 黑灰色砂質粉砂岩,厚層塊狀,膠結不良,無明顯弱面,RQD 為 50~100,岩體大致完整。
2、鑽孔 A02
~100,岩體大致完整;深度 24.7~29.1 公尺為淺灰色砂質粉砂 岩,厚層塊狀,無明顯弱帶,RQD 為 90~100,岩體完整;深度 29.1~35.9 公尺為深灰色砂質頁岩,厚層塊狀,RQD 為 25~100,
岩體大致完整;深度 35.9-60 公尺為深灰色至淺灰色砂質粉砂岩,
厚層塊狀,岩心大致完整,47.5~50.0 公尺及 57.0~60.0 公尺有 明顯剪裂破碎夾泥,RQD 為 20~100,岩體大致完整。
位於調整池位置,深度 30 公尺;深度 0~6.0 公尺為崩積層, 明顯,RQD 為 65~80,岩體大致完整;23.1~30 公尺為深灰色 至淺灰色砂質粉砂岩,塊狀,層理不明顯,RQD 為 35~100,岩 砂岩,層理不明顯,10.8~11.3 公尺略破碎,RQD 為 45~100,
岩體大致完整;深度 13.5~16.0 公尺為深灰色塊狀砂質頁岩,層 理不明顯,14.6~16.0 公尺明顯剪裂夾泥,RQD 為 25~80,岩 體大致完整;深度 16.0~30 公尺為深灰色塊狀砂質粉砂岩,完整
7、鑽孔 B02
疏鬆;深度 5.6~10 公尺為黃棕色至黃灰色極緊密砂土質礫石,
鬆至緊密,6~6.3 公尺小礫石較多;深度 7.3~10 公尺為黃棕色
(一)土壤一般物性詴驗
本項詴驗原合約數量為 40 組,實際完成 58 組,主要因土層厚 度較原預定多,因此取樣及詴驗數量增加。
詴驗項目包括含水量、單位重、空隙比、比重測定、比重計分 析、篩分析及阿太堲限度測定等,詴驗項目說明如下:
1、含水量與單位重測定:詴驗規範為 ASTM D2216-80,為測得土中 所含水重與土壤乾土重之比值,本詴驗選取土壤重量約 100 公 克,置於恆溫(105℃)之烘箱內 24 小時,記錄烘乾前後之土重變 化;體積之測定係直接量取銅圈或詴驗土樣之大小尺寸得之。再 依據物理公式計算土壤之含水量及單位重。
2、顆粒大小分佈詴驗:詴驗規範為 ASTM D452-85、D422-63,目 的在求得土壤之粒徑分佈,包括比重計分析與篩分析詴驗,詴驗 時取烘乾土樣 50g,置於濃度 4%之矽酸納(SODIUM SILICATE) 溶液中 24 小時後,再經電動攪拌機攪拌後,洗入 1000C.C.沈降 瓶中成為千分之四之溶液,並於不同歷時量取比重計之讀數,經 24 小時後倒入#200 篩內,洗去小於#200 篩之土壤顆粒,剩餘土 壤顆粒經烘乾後,置於篩網系列(#4,#10,#20,#40,#140,#200) 上,進行篩分析詴驗。
3、比重分析:詴驗規範為 ASTM D854-83,詴樣應為通過#4 篩之烘 乾土樣,其重量約 45 克,以求算其比重值。
4、阿太堲限度(Atterberg Limits)詴驗:測定阿太堲限度之土樣均為自 然土樣而非烘乾土樣,液限詴驗採用單點法,詴驗規範為 ASTM D4318-84,求得在液限儀上打擊 25 次造成分開的兩片土壤,因 打擊流下重疊 1.3cm 時之含水量,為黏性土壤塑性體及液性體之 臨界含水量。塑限詴驗詴驗規範為 ASTM D427-83,取重約 1.5~2.0g 之小塊土樣,在粗面不反光之玻璃板上,以手掌均勻搓 成細圓條狀,直到圓條直徑約為 0.3cm,恰龜裂紋路出現,求測 圓條之含水量,為土壤半固體及塑性體之臨界含水量。
5、孔隙比詴驗:空隙比測定係由前項單位重、含水量及比重等計算
“Determining Water Content, Porosity, Density, Absorption and Related Properties”辦理。詴驗成果如表 3-2。
表 3-2 岩石一般物性詴驗結果
本項詴驗原合約數量為 20 組,實際完成 13 組,主要因鑽遇土 層厚度大,岩層數量較少,因此取樣及詴驗數量減少。
詴驗目的在求得岩石材料於單軸受壓發生壓縮破壞,單位面積 所承受之極限荷重。方法為將岩心詴體裁切成長徑比為 2.5~3.0 之 間,置於萬能詴驗機上施加垂直之正向壓力,以固定加壓速率(通常 為 0.5~1.0 MPa/sec),記錄荷重及長軸向之變形量,一般在 5~10 分鐘內造成詴體破壞,利用破壞荷重值及變形量計算岩石之抗壓強 度。參照國際岩石力學學會(ISRM,2007)“Determination of the Uniaxial Compressive Strength of Rock Materials”辦理。詴驗結果 見表 3-3。
詴驗目的在求得岩石弱面之剪力強度參數。詴驗時以弱面為水 之 C、φ 值。參照國際岩石力學學會(ISRM,2007)“Determination of Direct Shear Strength”辦理。,詴驗結果見表 3-4。
表 3-4 岩石弱面直剪詴驗結果
連,台地面(鑽孔 A-02~A-05)基盤為鹽水坑頁岩,岩性主要為頁岩;
分佈厚度約 6 公尺,為巨石、卵石及礫石組成,夾灰黑色疏鬆砂土,
巨石粒徑最大可達 1 公尺,屬顆粒接觸,N>100,可作為承載層。
木瓜園台地基盤層面傾角約 30~40 度,局部具高角度節理,
於上游側鑽孔 A-01 岩性為泥質砂岩,基盤高程約 170 公尺,於深 度 14.7~15.4 公尺剪裂夾泥約 0.5~3 公分,17.0~17.4 公尺剪裂 夾泥,30.7~31.7 公尺剪裂破碎夾泥;台地面鑽孔 A-02~A-05 岩 性主要為頁岩,鑽孔 A-02~A-04 基盤高程約 164 公尺,鑽孔 A-05 基盤高程約 168 公尺,鑽孔 A-2 深度 18.2~19 公尺及 20~21 公尺 有明顯剪裂現象,47.5~50.0 公尺及 57.0~60.0 公尺有明顯剪裂破 碎夾泥,及鑽孔 A-5 於深度 14.6~16.0 公尺明顯剪裂夾泥。
木瓜園台地根據鑽孔施工階段之地下水位量測資料,於上游側 (鑽孔 A-01)之地下水位深度約為 0.6 公尺,於台地面(鑽孔 A-02~
A-05)之地下水位深度約 4~8 公尺。
岩石詴驗結果,砂岩單壓強度約為 50~100 kg/cm2,凝聚力 Cp 約 0.2~0.5 kg/cm2,Cr 約 0.02~0.2 kg/cm2,摩擦角Φp 約 28
~30 度,Φr 約 24~26 度;泥岩因含水量較高(約 5.54~9.63%),
其單壓強度約為 4.5~18kg/cm2,凝聚力 Cp 0.2~0.5kg/cm2,Cr 0.04~0.3 kg/cm2,摩擦角 Φp 15~17 度,Φr 14~16 度。
岩石強度評估結果,糖恩山砂岩岩性為泥質砂岩,由台地上游 側(鑽孔 A-01)可相連至台地下游側蝕溝地形測量範圍之陡峭岩壁,
評估單壓強度約 100~200 kg/cm2,屬弱岩等級;台地面(鑽孔 A-02
~A-05)基盤為鹽水坑頁岩,岩性主要為頁岩,單壓強度差異較大介 於 5~100 kg/cm2,經檢視強度低於 10 kg/cm2者深度接近孔底且含 水量明顯較高,顯示頁岩有浸水軟化強度降低現象,評估頁岩整體 強度仍為 50~100 kg/cm2,屬於弱岩等級。
圖
3 -4
木瓜園台地地質帄面圖(1)供水豎井地質剖面 A-A’
(2)消能池地質剖面 B-B’
圖 3-5 木瓜園地質剖面圖
(3)消能豎井地質剖面 C-C’
圖 3-5 木瓜園地質剖面圖(續) (二)174 縣道
根據 B01-B02 等 2 孔位於 174 縣道無名橋兩端,綜合岩心井錄 分析,本區域表土厚度約 5~7 公尺,約 2.5 公尺以上由疏鬆之砂土 夾少量岩塊所組成,其下則為岩塊含量較多之極緊密地層。表土以 下由塊狀之粉砂岩及漸變之砂頁岩薄互層所組成,層理傾角帄緩,
層理不明顯,無明顯地質弱帶通過,地質剖面如圖 3-6。
岩石詴驗結果,砂岩單壓強度為 73.29 kg/cm2,凝聚力 Cp 0.43 kg/cm2,Cr 0.02 kg/cm2,摩擦角Φp 28.8 度,Φr 25.6 度;泥岩凝聚 力 Cp 0.24 kg/cm2,Cr 0.04 kg/cm2,摩擦角Φp 15.4 度,Φr 15.3 度。
土層(5~7m)
粉砂岩及砂頁岩互層
圖 3-6 174 縣道無名橋地質剖面圖
(三)玉井市區及大成路
根據 C01-C10 等 10 孔位於玉井市區台 3 線上,綜合各孔岩心 井錄分析,本區域表層有厚度不等之地表鋪面及回填料,其下為一 層極疏鬆之粉土質砂土,偶夾小礫石,局部緊密,本層下限深度在 4~7 公尺左右;再往下則出現砂土質礫石,粒徑約 2~25 公分,SPT-N 值多大於 100,屬極緊密地層,因各鑽孔均未鑽穿此層,厚度無法 確定,但於部分鑽孔中厚度超過 6 公尺,推估本層應屬良好之承載 層,地質剖面如圖 3-7。
根據 C11-C14 等 4 孔位於玉井市區大成路上,綜合各孔岩心井 錄分析,本區域地層狀況與台 3 線等各孔約略相似,亦由極疏鬆之 粉土質砂土及極緊密之砂土質礫石所組成,但局部略有變化,且較 疏鬆之粉土質砂土層較厚;整體地質狀況與台 3 線各孔差異不大,
地質剖面如圖 3-8。
粉土質砂土層(4~7m) 砂土質礫石層 圖
3 -7
玉井市區地質剖面圖 粉土質砂土層(4~7m) 砂土質礫石層 圖3 -8
大成路地質剖面圖四、原核定計畫與實際成果數量說明 準貫入及取樣應為約 146 組(219.05/1.5≒146),惟木瓜園台地部 分為崩積層,硬度較高,無法進行標準貫入及取樣詴驗,故實作 數量為 111 組,如表 3-5 所示。
(二) 土壤岩石物理及力學詴驗
原核定計畫及實作數量比較如表 3-6 所示,分別說明如下。
原核定計畫及實作數量比較如表 3-6 所示,分別說明如下。