一 一 一
一、 、 、前言 、 前言 前言 前言
1.1 計畫背景 計畫背景 計畫背景 計畫背景
雖然台灣的廢棄物處理逐漸以焚化取代掩埋，然而無論是不可燃的廢棄物、焚化灰渣、或者 是離焚化場運距較遠的鄉鎮，仍將繼續以掩埋為其主要的處理方式。此外，在位於各地的數 百座老舊掩埋場，雖陸續封場，但其長期穩定性仍然是必須關切的問題。
截至民國 93 年六月止，台灣地區營運中的廢棄物掩埋場總計有 184 場，台灣山坡地掩埋場約 七十餘場。圖圖圖圖 1-1 中依邊坡地形填築廢棄物之掩埋場，此類掩埋場於坡腳處興建加勁擋土牆 或 RC 擋土牆後，言邊坡往上填埋廢棄物，為常見之山坡地掩埋場形式之一。圖圖圖圖 1-2 為谷地 形掩埋場，亦為常見之山坡地掩埋場形式之一。此類掩埋場係利用谷地地形，雖能提供可觀 的掩埋容積，但因往往是掩埋場阻斷了野溪的流路，集水區的水仍往掩埋場集中，造成對於 掩埋場穩定的不利因素。圖圖圖圖 1-3 與圖圖圖圖 1-4 則為山坡地與平地均常見的掩埋場，這些掩埋場利 用 RC 擋土牆或加勁擋土牆作為阻隔構造，往內與往上填築廢棄物。其完成之掩埋面坡度也 經常相當陡峭。
(a) 掩埋場破壞前狀況
(b) 掩埋場破壞後邊坡重新修整完畢 圖圖
圖圖 1-1 台灣某沿山坡坡面填築之掩埋場台灣某沿山坡坡面填築之掩埋場台灣某沿山坡坡面填築之掩埋場台灣某沿山坡坡面填築之掩埋場
[廢棄物填築總高度約廢棄物填築總高度約廢棄物填築總高度約廢棄物填築總高度約 40 m (箭頭所指為廢棄物箭頭所指為廢棄物箭頭所指為廢棄物)，箭頭所指為廢棄物 ，，，坡底之坡底之坡底之坡底之 RC 擋土牆高約擋土牆高約擋土牆高約擋土牆高約 3 m]
2
圖 圖
圖圖 1-2 以加勁擋土牆阻斷山谷興建之掩埋場以加勁擋土牆阻斷山谷興建之掩埋場以加勁擋土牆阻斷山谷興建之掩埋場（以加勁擋土牆阻斷山谷興建之掩埋場（（（圖中箭頭所指處為加勁擋土牆圖中箭頭所指處為加勁擋土牆圖中箭頭所指處為加勁擋土牆圖中箭頭所指處為加勁擋土牆））））
圖圖
圖圖 1-3 以鋼筋混凝土擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場以鋼筋混凝土擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場以鋼筋混凝土擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場 以鋼筋混凝土擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場
（（
（（圖中箭頭所指處為圖中箭頭所指處為圖中箭頭所指處為圖中箭頭所指處為 RC 擋土牆擋土牆擋土牆擋土牆））））
圖圖
圖圖 1-4 以加勁擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場以加勁擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場以加勁擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場以加勁擋土牆作為圍阻體之地上型掩埋場
（（（
（圖中箭頭所指處為加勁擋土牆圖中箭頭所指處為加勁擋土牆圖中箭頭所指處為加勁擋土牆）圖中箭頭所指處為加勁擋土牆）））
國內掩埋場復育工程的設計經過較嚴謹的邊坡穩定分析者，僅有台北市的內湖垃圾山及福德 坑掩埋場、高雄市西青埔掩埋場等位於都會區內且規模較大者(游中揚游中揚游中揚游中揚，，，，1998)。其他鄉鎮市 的掩埋場則較少有經過適當的邊坡穩定分析來決定其最終斷面或增加邊坡穩定性的工程設 計。
在台北市內湖垃圾山及福德坑掩埋場所採用之安全係數，區分為地震時須大於 1.1，平時須大
3
於 1.5（（（（陳榮河陳榮河陳榮河陳榮河，，，，1990））））。美國環保署(USEPA)對掩埋場安全係數之標準均須考慮地震力，但 依掩埋場崩塌後對生命安全或環境是否產生重大危害程度有不同之標準(USEPA, 1994)。此外，
分析時所採用土壤或垃圾特性等參數之可靠度低者，其標準亦須提高。內湖垃圾山分析之結 果顯示，平時最低之安全係數為 1.46，但地震時穿越垃圾層及底部較軟弱地層(粘土及沉泥) 之深層滑動面，其安全係數只有 0.99，地震時安全勘慮。有鑑於此，當內湖垃圾山辦理復育 工作時，沿垃圾山坡趾處每隔數公尺打設一支 PC 抗滑樁，其深度穿越潛在之滑動面。另福 德坑掩埋場因屬經事先規劃設計，再使用之場址，其設計值顯示垃圾層平時最低之安全係數 為 1.68，地震時為 1.21。
環保署近年來陸續補助各級政府主管的掩埋場進行復育工作，至 91 年度為止已達 132 場以上。
此外，歷年來也曾經舉辦過研討會與宣導會，針對掩埋場的復育工程規劃與設計進行說明（（（（行行行行 政院環保署
政院環保署 政院環保署
政院環保署，，，，2003）））），以提升各地方主管機關與工程顧問機構的專業能力，但由於此為長期的 工作，短期內並不易發揮成效。
因此，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. 掩埋場在平地應不高於 50 公尺，在丘陵則可酌量提高。當掩埋場高度愈高，其坡度 則應求其平緩。
2. 掩埋場外緣坡度基本上應不小於 1:3。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，坡度可酌增陡峻，當坡面愈趨於下方時，坡度則勢須放緩。
4. 掩埋場高度每增加 8~10 公尺時，則須加設最少為 4 公尺寬的平台階面一座。階面內 側須有排水溝設置。
然而，上述這些建議僅屬於訪查人員根據現場狀況的初步建議，並未經過邊坡穩定分析的檢 核，且對於山坡地掩埋場的適用性更需要加以檢討。
位於馬拉尼最聲名狼藉的地方為柏亞塔斯(Payatas)掩埋場，1988 年時廢棄物總量只有目前的 十分之一，四周也只住了一千人左右。隨著愈來愈多菲律賓貧窮省分的居民移入馬尼拉，被 稱為「應許之地」的該掩埋場附近就變成市區少數幾個低房價地區之一。雖然多數人不願意 住在這個馬尼拉最大的垃圾山附近；但事實上卻有人無畏於如此不良的居住環境，不顧一切 地住進來，並且不以為恥。他們後來多成為拾荒者，完全仰賴垃圾維生。垃圾場的體積和「應 許之地」的人口與日俱增。到了公元兩千年，相當於三個足球場大的垃圾場，高度已經超過 五十公尺。
在 2000 年歷經了幾場豪雨之後，7 月 10 日清晨，廢棄物邊坡如雪崩般滑動，許多貧民的鐵 皮屋被壓垮、壓在數米高的廢棄物底下。這次災難總計有 230 人死亡、800 餘人失蹤。雖然 國內有不少掩埋場的穩定性堪虞，但因為掩埋場周遭無居民緊鄰居住，所以尚不至於發生這
4
種大規模的慘劇。
圖圖圖
圖 1-5 菲律賓馬尼拉菲律賓馬尼拉菲律賓馬尼拉菲律賓馬尼拉 Payatas 掩埋場崩塌狀況掩埋場崩塌狀況掩埋場崩塌狀況掩埋場崩塌狀況
（（（
（箭頭處為被壓垮的鐵皮屋箭頭處為被壓垮的鐵皮屋箭頭處為被壓垮的鐵皮屋）箭頭處為被壓垮的鐵皮屋）） ）
1.2 研 研 研 研究目的 究目的 究目的 究目的
本計畫的目的為針對國內的掩埋場：
1. 求得台灣一般廢棄物與焚化灰渣的剪力強度參數與其他工程性質參數
2. 探討控制山坡地掩埋場穩定性設計的因子：掩埋面坡高、掩埋面邊坡角度、掩埋場 底部邊坡角度、廢棄物剪力強度、地工合成材料界面剪力強度、孔隙水壓
3. 探討山坡掩埋場設計的最佳分析方法與各種分析方法適用的條件與限制 4. 利用數值分析探討創新掩埋場掩埋剖面的可行性
1.3 預期完成之工作項目 預期完成之工作項目 預期完成之工作項目 預期完成之工作項目
本研究預期完成之工作項目包括：
1. 掩埋場廢棄物與焚化爐灰渣性質基本性質與剪力強度性質調查 2. 焚化灰渣與地工止水膜界面剪力強度
3. 掩埋場剖面測量與 2D 邊坡穩定分析(Geoslope/w, FLAC/Slope)約 200 個斷面 4. 掩埋場剖面測量與 3D 邊坡穩定分析
5. 掩埋場變形分析(FLAC)以及變形量與安全係數之比較評估。
5
二 二 二
二、 、 、文獻回顧 、 文獻回顧 文獻回顧 文獻回顧
2.1 掩埋場 掩埋場 掩埋場 掩埋場邊坡穩定 邊坡穩定 邊坡穩定 邊坡穩定
2.1.1 掩埋場邊坡穩定概念掩埋場邊坡穩定概念掩埋場邊坡穩定概念 掩埋場邊坡穩定概念
廢棄物表面會因為邊坡不穩定而導致破壞，垃圾整體會發生滑動。過去就曾發生掩埋場破壞 導致垃圾整體滑動現象(Byrne et a1.，，，1992)，因此必須考慮短期和長期的垃圾整體穩定性問， 題(Howland and Ladva，，，，1992)。
掩埋場側邊坡的穩定，本質上即為一大地工程邊坡穩定問題，但因掩埋場的構造中因為有地 工合成材料構成的弱面。如圖圖圖圖 2-1 與圖圖圖圖 2-2 顯示，在掩埋場底部的阻水系統與最終覆蓋系統 中，均必須使用許多地工合成材料(Geosynthetics)以發揮其功能；但這些材料之間大多剪力強 度較低，因此亦產生滑動。此外，因廢棄物的剪力性質難以掌握，所以分析起來更為複雜。
圖圖
圖圖 2-1 一般廢棄物掩埋場底部阻水系統一般廢棄物掩埋場底部阻水系統一般廢棄物掩埋場底部阻水系統一般廢棄物掩埋場底部阻水系統(Bottom Lining System)構造示意圖構造示意圖構造示意圖構造示意圖
圖圖
圖圖 2-2 一般廢棄物掩埋場最終覆蓋系統構造示意圖一般廢棄物掩埋場最終覆蓋系統構造示意圖一般廢棄物掩埋場最終覆蓋系統構造示意圖一般廢棄物掩埋場最終覆蓋系統構造示意圖 廢棄物
黏土阻水層(GCL) 不透水布(GCL) 集排水層 地工織物分隔層
覆土
現地土壤
地工格網 地工織物濾層
廢棄物
黏土阻水層(GCL) 不透水布
集排水層 覆土
地工織物分隔層 集排氣層 表土植生
6
根據我國一般廢棄物回收清除處理辦法（環保署，2002）第三十條第二款規定，掩埋場終止 使用時，應覆蓋厚度五十公分以上之砂質、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，平坦面坡度為百分之一以上，斜面坡度 為百分之三十以下，並應綠化植被。然而，因為國內掩埋場多半超量掩埋或因為於山坡地，
因此多未能符合上述坡度低於百分之三十（約為 17.5°）的要求。
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，
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，