3.最小讀數︰1公厘及1"(經緯儀)。
歸納上述榮華壩定期監測項目及頻率如下表3.7.1 表3.7.1榮華壩定期監測項目及數量【24】
工程結構
物/設施
監測設備 數量 資料收集/ 量測頻率 監測目的 備註
#2 號崩坍
地
傾斜儀 4 支 每月一次
偵 測 邊 坡 位 移 量 及 滑 動 面 位 置
84 年 12 月裝設及 94 年 11 月增補設 3 支
位移沉陷點 7 點 每月一次 偵 測 邊 坡 位 移 量
壩體應變計*
4 組
3.8榮華壩警戒值
警戒值訂定之目的在利用理論推估各儀器之歷年監測資料及參考 國內外相關文獻,以邊坡穩定及壩體行為定性評析(穩定性、相關 性、ㄧ致性、突變性、對稱性)及定量評析(理論分析法、統計分 析法、經驗法)研判,制訂各種監測儀器之警戒值上、下限,藉此 能以較便捷之方式對儀器功能或結構物行為做一初步之研判【25】。 而當儀器之監測值超出警戒值上、下限時,並不一定代表結構物發 生危險,而可能係儀器發生故障或結構物物性局部異於尋常之現 象,需立即採取必要之校核行動,包括現地之檢查、加密量測,並 做進一步之評估當監測值超出警戒值時,除非有特殊原因,通常係 表示儀器功能或構造物可能有異於常態之現象,但尚未達危險狀態。
一、警戒值訂定
(一)#2 號崩坍地邊坡傾斜儀(管)觀測警戒值
(a)A1 傾斜管累積變位歷時曲線圖
(b)A2 傾斜管累積變位歷時曲線圖
(c)A3 傾斜管累積變位歷時曲線圖
圖 3.8.1 傾斜儀(管)歷時曲線警戒斜率圖【26】
(二)壩體擺線儀警戒值
榮華壩擺線儀先前因故障待修,修復後還經過一段校正期,所以目 前觀測資料相當有限,因此本次安全評估根據類似新建水庫初期蓄 水訂定警戒值的作法,以理論分析方式(有限元素模型)進行警戒值 的推估,由於拱壩之變形與溫度及水位有相當密切的關係,在不同 水庫水位(淤積高程已達 El. 408 m ,正常最高水位為 El. 413 m , 水位之變動範圍為 El. 408~413 m)情況下,考慮最高溫度 32.65 ℃ 及最低溫度 8.65℃,求得壩體各測讀站處之變位,並配合量測值進
行校正調整建立上、下限型式之警戒範圍。
(a)擺線儀 PL4 警戒界
(b)擺線儀 PL2 警戒界線圖
(c)擺線儀 PL3 警戒界線圖
圖 3.8.2 擺線儀警戒界線圖【26】
(三)壩體應變監測警戒值
榮華壩應變計埋設於壩體內,年久之後靈敏度並不理想,且觀測值
常須藉由各項轉換、修正過程,方能求得實際對應於結構應力之應 變量。雖然由混凝土彈性模數及強度資料可換算出壓縮警戒值約 為:-300 (×10-6)、拉伸警戒為:70 (×10-6),但由於目前未進行 無應力應變計之量測,亦無應變值轉換係數,因此無法求得壩體之 實際應變,只能針對其讀值變化的趨勢做為研判之主要基準,提供 壩體局部變形資訊。
(四)滲漏量水警戒值
由於廊道內滲漏水理論分析較複雜,目前尚未有此文獻。參考德基 壩之初期之滲漏水安全準據規定,壩基廊道為 0.5 Lugeon ,此係 受隔幕灌漿完成後其漏水量需低於 3Lugeon 之要求。榮華壩因目前 滲漏量資料甚少,初步仍依隔幕灌漿漏水量規定及水庫淤積情況,
計算廊道漏水量警戒值。計算結果當水庫水位於 EL.413m ,漏水量 採 2Lugeon 時,其壩基廊道滲水量約為 4 ltr/min ,依此計算值當 初步警戒值【26】。
(五)地震儀監測警戒值
榮華壩壩頂之警戒型地震儀監測之 PGA 值大於 25 gal (相當於四 級以上之地震)時,水庫管理人員即應進行震後立即檢查。若大壩 下游面有因震損而呈現潰壩之徵兆,或上游區有因邊坡滑落庫區,
均應立即進行潰壩或即將發生潰壩之處理措施。且有潰壩之潛在危 機時:
1.快速檢視大壩與壩座之異常狀況。
2.評估潰壩之潛在危機。
3.若潰壩即將發生,則必須設法對下游居民發布警報。
(六)壩頂經緯儀觀測警戒值
經緯儀系統之前因故障送修,有一段時間未進行觀測,目前觀測資
料不多,無法有效進行資料迴歸分析,因此比照擺線移同樣利用理 論的方式建立警戒值,分析模型及考慮因素同擺線儀之分析,利用 各個不同水位、最高溫(32.65℃)及最低溫(8.65℃)下,壩頂反射稜 鏡(CS1 及 CS2)處之變位(X、Y 及 Z 向),配合量測值進行校正,建 立對應之警戒上、下限,如圖 3.8.3 及圖 3.8.4 所示,並訂出上、
下限曲線之近似方程式做為參考之用【26】。
(a)X 向
(b)Y 向
(c)Z 向
圖 3.8.3 壩頂經緯儀 CS1 之三向變位警戒界限與量測值圖【26】
(a)X 向
(b)Y 向
(c)Z 向
圖 3.8.4 壩頂經緯儀 CS2 之三向變位警戒界限與量測值圖【26】
榮華壩於 92 年 12 月訂定初步警戒值如表 3.8.1,由於影響大壩或 邊坡之外界因素相當多,因此警戒值仍需持續觀測爾後資枓、地質 參數資料及環境之變異性加以調整。
表3.8.1 華壩監測儀器警戒值建議一覽表【26】
監 測 項 目 監 測 儀 器 警 戒 值 應 變 方 式
1.邊坡之滑 動 沉陷位移觀 測點、傾斜管
30 天變位達 5mm 以上或 15 天變位達 3mm 以上或 10 天之變位達 2mm 以上。
總變位量達 15cm 以上。
加強現地檢視、加密 觀測、現地裂縫之描 繪,配合地下水位、
季節及降雨量檢討 邊坡穩定性。
2.壩基廊道滲
水量 量水堰 4 ltr/min 以上
加強現地檢視、加密 觀測、注意滲漏水質 之變化
3.壩座排水廊
道滲水量 量水堰 依據滲漏量歷時變化關 係圖及滲水混濁含細料
配合降雨研判排水 孔是否堵塞,清洗及 加鑽排水孔。
4..地震 地震儀 PGA≧25 gal 相當於 4 級 地震
加強現地檢視及其 他監測儀器評估
二、監測值逾越警戒值之處理原則
由於觀測工作為持續不斷之工作,因此資料相當龐大,通常須 將觀測資料以適當比例依時間繪成曲線,並將影響該觀測資料之因 與果之曲線繪在一起以利比較研判。曲線中可顯示長短期之趨勢或 異常之突變,乃可據這些曲線之變化趨勢,與過去觀測資料及根據 結構學、力學理論及自然現象之預期趨勢相比較,並加以評估,如 果發現之趨勢偏離預期之正軌時,表示可能有問題,應加以校核及 改善,如屬單一之異常讀值,則可能屬人為或儀器偏差,如為重大 異常讀值,則可能屬儀器或系統之故障或結構物發生問題。當儀器 於日常氣溫及材料特性無明顯改變時,儀器監測值逾越本報告之警 戒值時,可能發生的原因為:
(一)儀器本身之功能異常。
(二)大壩結構或壩座或邊坡安定異常。
榮華壩目前皆屬於營運中之結構物,於平常營運期間,從以往之觀 測營運紀錄,皆屬於穩定狀態。異常狀況大多出現於豪雨、地震或人為 因素情況發生。因此當發現某一儀器之監測值逾越警戒值時,應特別注 意氣候、環境之變化,並針對觀測曲線之變化趨勢配合前述之定性及定 量評估方法加以比較,初期以採加密量測及注意現地之檢查及整體監測 資料之評估,以便確認原因所在並研擬改善措施方案,避免影響正確判 讀【25】。其監測值逾越警戒值處理流程詳如圖3.8.5所示。
三、行動值之建立
行動值係指構造物容許之最大極限值,當監測值超過行動值時,表 示構造物已處於緊急之狀態,須立即採取緊急應變之各項措施,因榮華 壩於建造初時,所設監測儀器因年久失修或文件付闕致部分監測數據原 始初值已無可考,有待從新檢核設立,並同時建立妥適行動值,在未設 立前仍以如圖3.8.5 監測值逾越警戒值處理流程辦理。
監測值逾越預警值
校核當時有否地 震、高水位、巨 大降雨量發生
根據觀測曲線之變 化及走勢與預期者 比較有否異常 校核該儀器功
能有否異常
有
否
正
常
常
否
維修儀器
校核其他相關儀 器之觀測值或曲 線有否異常
否
檢視該儀器附近 周圍之結構及環 境狀況局部有否 異常
否
校核相關儀器之 功能有否異常
維修儀器
全 面 檢 視 大 壩、基礎及環 境狀況有否異
否
否
該儀器之觀測結果存疑並追蹤
異常資料顯示潛在問題
否
複核評估潛在問題
提報上級單位
研擬改善措施方案
該儀器之觀測結果存疑並追蹤
圖3.8.5 監測值逾越警戒值處理流程【26】