人工林作業道設計及施工原則

Download (0)

全文

(1)

一、 前言

臺灣森林之經營管理,係在永續的基本 原則下,積極培育森林資源,注重國土保安,

以發揮森林之公益功能及經濟效益。故全面禁 伐天然林,積極進行有計畫造林,加強造林撫 育,改進林業技術及發展森林事業等工作,符 合現今森林永續發展的目標。而為了達成上述 的目標,「林道」與「作業道」,可以降低林 業經營成本,均為森林經營管理所不可或缺之 設施。

林道之開設,林務局早已訂有「林道設 計規範」,依林道之規模及使用需求,分為甲、

乙、丙種三級,可供設計者遵循;然而林地內 之作業道,類似農地之園內道,其規模較小,

因不屬於「道路」開設等級,因此,一直無相 關規範可以使用。林務局為使各林區管理處瞭 解作業道要如何開設,才能兼顧林地水土保持 及林業省工經營之目標,特訂定「人工林作業 道設計及施工原則」,並於 103 年 12 月 1 日 函頒各林區管理處參據辦理,其名稱冠上人工 林,主要在人工林相較於天然林而言,更有必 要闢設作業道,進行造林撫育工作,以節省經 營成本。

「人工林作業道設計及施工原則」包括 作業道之定義、基本原則、設計規範、注意事 項及參考圖例等內容,依其定義,「人工林作 業道」係以營造健康的森林為目的,專供林業 機械車輛運行,為降低林木經營成本而開設。

人工林作業道因位於林地,受限於地形,在寬 度、縱坡及最小轉彎半徑等條件,均難以達到 林道設計規範之最低要求,因此並無法如同一 般道路系統訂定完整的規範,而是在掌握其基 本原則,遵守基本設計規範下,依其注意事項 審慎辦理,並以開闢穩定且不易損壞之作業道 為目標。

人工林作業道設計及施工原則

文/圖■劉忠憲■林務局集水區治理組簡任技正

▲ 森林具有公益及經濟效益

(2)

▲ 作業道為林業經營管理所需之設施

二、 作業道基本原則

作業道之開設,應先瞭解開設目的與所受 到之環境限制,才不會因觀念偏差,對其有所 誤解,導致不知該如何執行,所以在「人工林 作業道設計及施工原則」中,訂有兩項基本原 則,茲分別說明如下:

( 一) 作業道有別於道路系統,並未考慮 車行速度之安全規格,主要係配合林業機械車 輛之運行,朝向開設及維護成本低,且不易損 壞的設施加以規劃設置:

作業道專供林業機械車輛運行使用,主 要目的在降低林木經營成本,因此與平常使用 之道路需求及規格有所不同。行駛作業道之車 輛,係為進行林業經營作業,車行方式及速度 需配合路況調整,方能順利進行,無安全顧 慮。類似辦理工程之挖土機、卡車、混凝土車 等機具行駛於施工便道,並不需要設置一條舒 適且快速的道路。此外,由於林地多位處中高 海拔或偏遠山區,材料運送困難且施工不易,

作業道應儘量減少開設及維護成本,因此作業 道必需耐用、不易損壞及容易維護,否則就很 難達到降低林木經營成本之目標。

( 二) 作業道應選擇於穩定的地點開設,

考量造林地現場地質、地形等條件及使用林業 機械車輛種類,採最小限度的挖土、填土,力 求挖填平衡,並儘可能利用現地自然資材完成:

林地受到自然環境的限制,並不是每個 地點都適合開闢作業道,必須考量林地現場地 質、地形條件,選擇於穩定的地點開設。由於 設置作業道之路幅及路型,必須進行開挖與回 填,而採行最小限度的挖填,以減少破壞原有 邊坡的樣態,則為確保作業道穩固的最佳選 擇,亦為作業道選線的最高原則。同時,挖填 平衡之設計,可避免產生剩餘土石方,因為在 林地,很難覓得合適安全的棄土場所。另由於 林地材料運送困難,因此必須儘可能利用現地 自然資材,就近取材,才能降低成本,並符合 維護森林生態及節能減碳之政策。

▲ 作業道應著重於開設維護成本低且不易損壞

▲ 作業道無法滿足車行速度之安全規格

(3)

四、 作業道設計及施工注意事 項

與前面提到之設計規範不同,注意事項係 原則性列出作業道設計、施工及維護管理應考 量之事項,實際執行時仍須因地制宜,適性適 地進行規劃設計與施工,遵守設計規範並達成 基本原則為目標。有關作業道之選線、材料、

路面、排水、邊坡、施工及維護管理等事項,

均已納入「人工林作業道設計及施工原則」,

提供施設時參考,茲將其考量之重點說明如 下:

( 一 ) 妥適規劃路網,配合林業需求,

提升作業效率。

三、 作業道設計規範

在施設作業道時,必須符合設計規範之要 求,才能開設符合規格的作業道。但是林地現 場地質地形條件、林木作業方式及所使用林業 機械車輛等狀況不一,要訂定統一的規範實屬 不易。林務局為使各林區管理處在執行作業道 開設時有所遵循,經參考日本經驗及農地園內 道之設計規範,於頒訂之「人工林作業道設計 及施工原則」,將作業道之最大寬度、平曲線 最小半徑及最大縱坡規定如下:

( 一) 最大寬度:以 2.5 公尺為原則,倘地質 及地形條件良好,則可放寬至 3 公尺。

( 二)平曲線最小半徑:以 6.5 公尺為原則。

( 三)最大縱坡:以 30% 為限,其在 20~30%

坡段長度不得超過 30 公尺為原則。

以設計規範限制作業道之最大寬度以 2.5 公尺為原則,主要在防止坡面開挖破壞,造成 原來地形改變過大,無法利用現地自然資材達 成保護,不符合作業道開設之基本原則。而平 曲線最小半徑以 6.5 公尺為原則,則是考量讓 2 噸的卡車可以順利轉彎,較大型車輛在人員 指揮下,則能以緩速多次調整,通過迴頭彎。

最小半徑無法放大的原因,也是要避免為了滿 足設計規範,造成坡面大挖大填,影響林地水 土保持。至於最大縱坡以 30% 為限,則是避 免作業道縱坡太陡,不利林業車輛通行及影響 作業道排水安全。

為了林地作業需要,倘地質及地形條件良 好,可將作業道寬度放寬至 3 公尺,以利林木 作業及機具通行;惟倘非必要,建議仍應堅守 最大寬度小於 2.5 公尺之標準,才能確保作業

道不易損壞的目標。此外,因林地現場條件、

伐採作業方式、所使用林業機械車輛及搬出木 材的長度等狀況,倘無法依上述規範施設時,

則應評估開設作業道對林地水土保持的影響,

並考量通行安全,依林道相關規定辦理,也就 是說必須以道路等級之相關程序來規劃設計 與施工。

▲ 作業道應堅守寬度在2.5公尺以下

(4)

利用等高線地形圖與航照圖等圖資,考量 林業經營需求,可先於電腦或圖上作業,初步 規劃出作業道路線,尤其現今地理資訊系統發 展快速,使得這項工作更加準確及便利。有了 初步規劃的路線後再至現地踏勘,就可以很快 地決定出可行的路線。

除單一線型的作業道外,採用路網可以 提升作業效率,作業道路網包括幹線及支線,

幹線是主要的搬出路徑,為能取得到鄰近林道 或土場之最短距離,通常在安定的稜線部分描 繪出 S 形,並配置迴頭彎。支線則為主要的集 材路徑,可從幹線迴頭彎的外側依等高線來配 置。

作業道幹線與支線之配置,須考量伐採 等施業計畫之區域,路線形狀是否相互連結、

是否為有效率的線形、預定的林業機械車輛之 運行是否會有障礙。但於較不安定的地質及地 形,則應審慎評估路網是否有危險性,必要時 應縮小路網的規模及降低作業效率,以確保作 業道可以穩定,沒有安全顧慮。

( 二 ) 審慎選擇路線,符合設計規範,

強調挖填平衡。

選擇作業道中心線時,可沿坡面之等高 線方向,配合所需要之路幅及路型,儘可能降 低挖填坡面之高度,選擇無須設置路側保護工 之路線為佳。考量作業道之縱斷坡度時,也必 須考量挖填高度、減少挖填土方量,並確保符 合設計規範之坡度。為了車輛能安全行駛,應 注意不要讓固定的縱坡持續太長,途中可製作 反向坡,陡坡的前後則須適度設置緩坡區間,

尤其應特別注意車輛下坡行駛是否安全。

作業道從坡面的下端到上端相通的主幹 線,在轉彎處常設迴頭彎,迴頭彎通常也是支 線之起點。選取迴頭彎的位置至為重要,稜線 或凸型地形之坡面,因坡度較小及地質較一般 坡面穩定,且地表逕流不易集中,通常為迴頭 彎設置之適當地點。迴頭彎應設置 5% 左右傾 斜的外低路體,可有效發揮排水功能,最小轉 彎半徑係以 2 噸卡車能輕易迴轉的半徑 6.5 公 尺來設計,坡度控制在 20% 以下。此外,作 業道應注意路線終點車輛能否迴轉,沿線是否

▲ 作業道幹線與支線配置圖

▲ 作業道路網示意圖

(5)

( 三 ) 堅持就地取材,善用自然資材,

符合節能減碳。

由於林地多位處中高海拔或偏遠山區,材 料運送困難且施工條件不佳,如能就地取材,

善用自然資材,則可確保生態環境之最低破 壞,亦符合節能減碳之政策目標。

需要加寬及施設避車道。

作業道開設為現地主義,實際施工時,

若發現有崩塌之可能性,必須立即修正路線形 狀,並在符合設計規範下,儘可能達成挖填平 衡,減少剩餘土石方量,以避免土石方棄置處 理發生問題。

作業道開設應儘量利用障礙木及石礫等 現地自然的資材,加強邊坡保護及路體穩定,

以降低開設成本。另開挖時所掘取的小徑木根 株,亦可作為填土區域的補強材料;闊葉樹的 根株可萌芽更新,對填土坡面之強化及邊坡植 生復育皆有幫助;伐採枝條鋪壓在路面上,則 可防止沖蝕,對林業機械車輛行走,亦具有穩 定的效果。

( 四 ) 路面無需封底,但需不易損壞,

維護整修容易。

為增加地表逕流入滲,防止逕流集中,

並維持自然生態環境,作業道原則上不施做混 凝土或瀝青混凝土路面,必要時得舖設碎石級 配。因此,路基的強度不穩定時,可在土中放 入石礫,或將原木放入土中掩埋,藉以增加路 面強度。為防止路面沖蝕,可將枝條舖壓在路 面上,亦有助於林業機械之運行。路體要能堅 固,路肩也必須加強處理,木製構造物為快速 有效之工法,對路肩部分的強化相當有幫助。

作業道路面形成後,可使用履帶機械車 輛進行輾壓,履帶輾壓不到的地方,可以挖土 機鏟斗處理。

▲ 作業道迴頭彎施做示意圖

▲ 作道路迴頭彎施做完成情形

▲ 作業道路面處理示意圖

(6)

( 五 ) 加強排水安全,防止沖蝕崩塌,

維持路體穩定。

排水處理為作業道開設成敗之關鍵,通常 作業道配合自然地形之波浪狀線型,可以讓整 條路線在數公尺到數十公尺之間隔區內,利用 地形的變化,就地分散排水。無常流水之小谷 地,因容易聚集水流,須抬高路面。有常流水 之水際處及稜線處,也須將路面稍微抬高,以 利排水。縱斷坡度較陡時,路面水流的流速會 增加,容易發生淘刷沖蝕,縱橫向排水均須謹 慎處理,做好適當的排水對策。稜線處有湧水 或常有逕流水時,可設計外斜路面,讓斜坡前 後之排水安全流出。

利用障礙木及石礫等簡易的材料,例如在 路面埋入原木,設置橫向排水,埋入方向不與 作業道垂直,而採 30 度左右斜向,讓水流容 易流向下邊坡,在水流末端,堆放現地伐取的 根株或碎石,以防止淘刷產生。谷地之排水,

不使用鋼筋混凝土涵管,而是利用原木及石礫 施做過水路面。作業道之排水處理,將障礙木 及石礫做最大利用,即使破損,也容易利用現 地材料重做。

( 六 ) 減少邊坡開挖,避免大挖大填,

利用木構工法。

坡面坡度愈大,挖填土量會愈多,不僅 土方量會增加,而且必須做填土路面及路肩的 保護。因此,從成本面及保全面考量,儘可能 在較緩坡面開設作業道,使開設的效率提高,

成本降低。

作業道之邊坡不設置混凝土構造物,而 是以現地障礙木之原木及挖除根系等自然資 材加強處理。考慮伐開幅度及掘削土石量的抑 制,上邊坡開挖坡面高度,原則應控制在 1.4 公尺以下,並以降雨不會直接打到開挖坡面

▲ 作業道路面利用原木加強處理情形

▲ 作業道利用簡易材料或原木施做橫向排水

▲ 作業道橫向排水下邊坡鋪排塊石

(7)

的直切方式為原則,但谷地流路有堆積土的地 方,則只能在 0.7 公尺以下。若碰到邊坡坡度 33 度以上,或垂直開挖高度大於 1.4 公尺,

或軟弱土質處時,則需使用原木擋土工法,亦 即利用疏伐下來或開路伐開之原木對上邊坡進 行保護。另可保留開挖上邊坡之穩定立木,藉 由根系緊縛力來安定坡面。

下邊坡填土區域的基礎部分,加以掘削 及鋪平,可防止填土滑落。填土基礎部分以下 的坡面,也須考量坡度及土質,抑止填土崩壞 的發生。填土區域基礎部分影響之障礙木,可 從地表起 30 公分左右高度處伐採。障礙木伐 倒時產生的樹幹及枝條,可以放置在填土基礎 部分的下側,以防止土壤流失;開設時所掘取 的小徑木根株,可供為填土部分的補強材料。

伐採根株設置於填土處,可提高填土的高度,

設置於填土基礎部分時,可強化基礎,闊葉樹 的小伐根株也可萌芽更新,對填土的強化及植 生復育皆有幫助。若碰到邊坡坡度 39 度以上,

則需使用原木擋土工法,對下邊坡進行保護。

開挖及填土坡面恢復植生綠化,有助於坡 面穩定。完成之作業道經過一段時間將會自然 復育到有植生的狀態,以植生來強化邊坡的穩 定,形成安定的路網。

( 七 ) 確實設計施工,依現況做調整,

確保最小破壞。

作業道開設為現地主義,作業道施工使 用之小型土木工程機械,可以挖掘的岩石粒徑 較小,遇較大的岩塊應儘可能迴避,障礙木邊 做邊伐開,避免因路線變更而造成先前之伐木 浪費,並以最低限伐開為原則。

填土與原坡面的接合部份,除須將有機 物與表土除去外,應注意填土與地面的密著良 好。障礙木的根基部伐除木頭不能棄置於林 內,路體開設時,可作為路面擋土材料加以活 用,以防止粗大廢棄物產生。開設作業道之具 體作法為半挖半填,做到鄰接地挖土、填土量

▲ 作業道下邊坡原木擋土工法

▲ 作業道原木擋土工法示意圖

▲ 作業道上邊坡原木擋土工法

(8)

的平衡,希望儘量減少土石搬運及棄土產生。

施工須極力避開雨季,降雨時及降雨剛 過皆不宜進行開設作業。填土材料以利用所挖 取土壤為主,原則上填土每一層為 30 公分左 右,充分碾壓後再往上堆填,確實完成緊固壓 實。表土部分因有很多有機質及種子,土石掘 削時,儘可能將表土部分與其他土石分開,並 用於路面外側之表層填土,藉以期待填土坡面 儘速恢復植生。

原木擋土工法施工時,基礎部的形成,先 碾壓、設置橫木,並以錨釘固定,將掘削土壤 回填,再設置縱向原木,間隔為 1 公尺左右,

進行回填。可將期待會萌芽的小型伐採根株,

放置於填土側,進而再設置第 2 層橫木,以 錨釘固定,到預定計畫高度前,一再反覆的施 工。原木組合時,可以在兩根原木相接處做個 切口,較容易組裝。為路肩部分的補強及抑制 路盤移動,可從路盤起稍微高出一些的位置設 置橫木。

( 八 ) 加強維護管理,辦理巡查檢修,

回復植生復育。

作業道開設完成後,應定期及不定期進 行巡檢,並做必要維護及修整工作,避免發生 損壞,以充分發揮作業道的功能。檢查排水是 否已適切的處理,可於降雨後立即巡視,以確 認排水對策有無不妥當之處。林業機械車輛使 用造成路面輪跡,會使雨水蓄留,成為通行的 障礙,必須實施必要的修補。

為林業作業機械車輛設計之作業道,不 適一般車輛通行,故應禁止其他車輛進入作業 道,以防止事故發生。於造林或伐木作業完成 後,所施行之作業道應即封閉,並完成植生復 育。

( 九 ) 其他注意事項

林務局對於承租林地作業道之申請,訂 有「租地造林作業道設置規範及審核注意事 項」,俾供遵循,其中包括應符合森林法第 9 條第 2 項「地質穩定、無礙國土保安及林業

▲ 作業道施工應視現地條件隨時調整

▲ 作業道施工應以最低限度伐開為原則

(9)

經營」規定,且對林政、保林無影響。同時作 業道應依水土保持法之規定,依開設規模擬具 水土保持計畫或簡易水土保持申報書,送請水 土保持主管機關審查核可。因此,開設作業道 前,仍應依相關法令規定辦理,完備程序後,

始得進場施設。

五、 結語

作業道雖對林業經營管理有很大的助益,

但是一般民眾普遍存在山區開路不利水土保持 的既定印象,所以臺灣人工林很少開闢作業 道。事實上,作業道雖為降低林木經營成本而 開設,但是仍以營造健康的森林為目標,作業 道開設的前提應無礙林地水土保持,如果開設 作業道反而造成崩塌、土壤流失等問題,不只 無法節省林業經營成本,也無法營造健康森 林,這就失去施設作業道的目的,此一觀點,

在訂定作業道的基本原則中,即有明確宣示。

因此,要求開設時遵守作業道之設計規範,並 依循注意事項辦理,即在確保林地水土保持安 全無虞。從日本的經驗也可以得到驗證,只要 確實遵守設計及施工原則,要開設成本低且不 易損壞的作業道,並非難事。

林務局為推動人工林作業道,考量日本 地形環境與臺灣相似,其所使用作業道技術,

應可利用於臺灣林業經營,遂於 102 年 12 月 2-5 日辦理「造林地作業道實務訓練」,邀請 對於作業道實務具有相當經驗之清光林業株式 會社會長岡橋清元先生擔任講師,對各林區管 理處相關人員進行講習,並實地於南投林區管 理處人倫工作站附近之柳杉人工林進行作業道

▲ 作業道實務操作訓練現場解說情形

▲ 作業道實務操作教育訓練現場操作情形

實務操作,讓參與人員瞭解作業道開設方式。

日本藉由作業道與林業機械的輔助下,使得 人工林疏伐作業更為省工,已有成功的經驗與 實績。利用作業道進行疏伐工作,雖能有效提 高效率,降低疏伐材生產的成本,但臺灣林 地地形複雜且缺乏日本使用之小型林業機械,

因此建議可先建立標準作業流程,藉由設置小 型樣區,實際操作累積經驗,並監測林地環境 改變,以瞭解開設作業道後對於林地環境之影 響,再逐步推展實施人工林作業道之開設。

數據

Updating...

參考文獻

相關主題 :