中華大學

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中華大學碩士論文

水庫淤泥應用於流填料之探討

系所別：土木與工程資訊學系碩士班學號姓名：M09404028 葉樺姿指導教授：吳淵洵博士

中華民國九十六年七月

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摘要

由於台灣地區環境因素不良，地質地形條件惡劣，復因水庫集水區水土保持失衡，致使多數水庫淤積日益嚴重，對水庫壽命產生極為嚴重之影響亟待整治。國內砂石資源缺乏材質不佳且工程單位對回填工程之施工品質控制不良，對公共安全不良產生嚴重之威脅，使用流填料(flowable fill)回填可有效改善此種缺點。

為使水庫淤泥有效利用，本研究針對水庫淤泥取代流填料傳統骨材之可行性進行研究與探討。執行淤泥流填料配比試驗，觀察其工程性質。試驗項目包含水庫淤泥之基本物理性質及淤泥流填料之單位重、流度、強度，以及透水性、壓縮性、濕陷性等。最後再針對試驗結果執行統計分析，討論其工程性質與配比之變化趨勢。

試驗結果顯示，水庫淤泥為低塑性黏土，以其拌製流填料，於適當配比時，其於實驗室觀測所得之流度、強度、滲透性與壓縮性等工程性質均符合實務應用之需求。依據試驗結果，淤泥流填料之配比建議水固比為 0.7、灰水比為 0.6 及水固比為 0.8、灰水比為 0.5。各控制參數與強度之統計分析，亦表現顯著之線性關係，其中以齡期之影響最為顯著。本研究初步證實水庫淤泥應用於流填料之可行性甚高，由此不但可以保障回填工程之品質、解決台灣天然砂石資源不足之窘境，

亦可解決水庫淤泥之問題，值得工程界參考。

關鍵字：水庫淤泥、回填工程、流填料

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誌謝

兩年的研究生活隨著論文完成，即將告一個段落，這大概也是學生在學校最後的求學階段了。在此，首先要感謝授業恩師吳淵洵博士，感謝恩師於立身處事及治學態度上之教誨與指導，使學生之學識涵養獲致提升。對於論文撰寫，更是不厭其煩地逐字斧正、批閱，使得本論文可以順利完成，在此對於恩師致上由衷之感謝與謝意。

論文口試期間，感謝楊朝平教授及單信瑜博士，對於論文之詳加指正並提供寶貴建議，使本論文共完整充實，學生感恩在心。在研究所求學期間承蒙楊朝平教授、李煜舲博士及呂志宗博士給予學識基礎基礎之建立，在此一併致上最高之謝意。

求學期間感謝學長姐怡伶、彥佃、姿、胤傑、逸泓、柏領、克泰、禎瑩、凱文在學業上的鼓勵與指導；同學振宏、玟玲、英達、偉彥、文成、寬益、逸瑜、俊傑、家宇相互砥礪與支持；學弟峰嘉、柏瑋、韋志對於試驗上的協助，尤以怡伶、振宏、偉彥三人參與最多，

對於這些課業上的貴人在此一併致以最高謝意。

另外要特別感謝可愛的家人們，真的很謝謝你們，我才能順利完成這階段學業。

最後謹以本論文獻予在求學過程中無條件支持與協助的老爸與老媽及阿姨們，謝謝您們的養育之恩及人生路途的教導，也謝謝所有關愛我的人，因為有你們的支持，使我在求學路上無後顧之憂，論文完成的喜悅，將與你們分享。

葉樺姿謹識

中華民國九十六年七月于新竹

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表索引

表 2-1 台灣主要水庫淤積特性...28

表 2-2 美國地區水庫容量超過 27 億萬立方公尺之水庫...29

表 2-3 全世界前十個水庫最多的國家...29

表 2-4 全世界前十大蓄水量水庫基本資料...30

表 2-5 石門水庫淤積狀態表...31

表 2-6 水庫淤泥物理特性...32

表 2-7 水庫淤泥化學特性...33

表 2-8 臺灣地區土壤重金屬含量標準與等級區分表...34

表 2-9 國內外淤泥文獻彙整...35

表 2-10 美國各州政府流填料規範建議配比...36

表 2-11 台北市政府養護工程處流填料材料規範...36

表 2-12 開挖土石拌製流填料之配比設計...37

表 2-13 公共工程綱要流填料之性質要求...37

表 2-14 各種土壤之滲透性係數...38

表 2-15 CLSM 與傳統碎石級配回填工法之比較...38

表 2-16 CLSM 與傳統碎石級配回填工程法施工單價之比較...39

表 3-1 普通水泥之化學成份及物理性質...54

表 4-1 水庫淤泥之基本物理性質...71

表 4-2 淤泥流填料之單軸強度試驗配比...71

表 4-3 淤泥流填料之設計配比用量...71

表 4-4 輸入/移除之變數...72

表 4-5 模式摘要...72

表 4-6 變異數分析...72

表 4-7 統計分析結果...72

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圖索引

圖 1.1 水庫淤泥應用於流填料之效益 ...4

圖 1.2 研究項目與流程 ...5

圖 2.1 十三處沉澱池平面位置示意圖 ...40

圖 2.2 石門水庫淤泥粒徑分佈曲線 ...41

圖 2.3 水庫清淤要素結合淤泥處理方式之流程...42

圖 2.4 CLSM 回填材料生產、澆置之施工流程 ...43

圖 2.5 CLSM 品質需求關係 ...44

圖 3.1 試驗規劃流程圖 ...55

圖 3.2 淤泥流填料之試驗流程 ...56

圖 4.1 水庫淤泥之粒徑分佈 ...73

圖 4.2 淤泥流填料之流度值與各控制參數之關係...73

圖 4.3 淤泥流填料之單軸壓縮強度與養護條件之關係 (W/S＝0.8) ...74

圖 4.4 淤泥流填料之單軸壓縮強度與水固比之關係 (C/W＝0.2) ...74

圖 4.9 淤泥流填料之單軸壓縮強度與灰水比之關係 (W/S＝0.7) ...77 圖 4.10 淤泥流填料之單軸壓縮強度與灰水比之關係

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(W/S＝0.8) ...77

圖 4.11 淤泥流填料之單軸壓縮強度與灰水比之關係 (W/S＝0.9) ...78

圖 4.12 淤泥流填料之單軸壓縮強度與齡期之關係 (W/S＝0.7) ...78

圖 4.15 水固比與灰水比試驗綜合圖 ...80

圖 4.16 淤泥流填料之設計配比用量 ...80

圖 4.17 淤泥流填料之設計配比與滲透性之關係...81

圖 4.18 淤泥流填料之設計配比與壓密性之關係...81

圖 4.19 淤泥流填料之設計配比與濕陷性之關係 (100kPa)...82

圖 4.22 淤泥流填料之設計配比與濕陷性之綜合關係...83

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照片索引

照片 1.1 石門水庫上游集水區淤積情形 ...6

照片 1.2 回填不實造成之路面沉陷 ...6

照片 2.1 水庫淤泥沉積狀態 ...44

照片 2.2 CLSM 應用於管溝回填之施工過程 ...45

照片 3.2 篩組與電動搖篩機 ...57

照片 3.1 烘乾後之水庫淤泥 ...57

照片 3.3 比重試驗 ...57

照片 3.4 ASTM D 6032 之流度試模 ...57

照片 3.5 淤泥與適當拌合水調勻 ...57

照片 3.6 流度值之測量 ...57

照片 3.7 單軸壓縮強度試驗儀 ...57

照片 3.8(A) 淤泥流填料試體封存養護 ...57

照片 3.8(B) 淤泥流填料試體覆土養護...58

照片 3.8(C) 淤泥流填料試體水中養護...58

照片 3.9 進行單軸壓縮強度試驗 ...58

照片 3.10 六聯式室內滲透試驗 ...58

照片 3.11 試體與模具接觸邊緣 ...58

照片 3.12 加上上蓋進行滲透試驗 ...58

照片 3.13 四聯式壓密試驗儀 ...58

照片 3.14 濕陷試體澆置 ...58

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第一章緒論

1.1 研究背景

台灣環境因素惡劣，地質地形條件不良，復因近年來水庫上游集水區開發失當，水土保持不佳，故每逢颱風、豪雨等天災，均造成嚴重的水土災害問題，導致使水庫嚴重淤積、水庫水質劣化，嚴重危害水庫壽命與民眾生活用水之需求。

由於長期以來，台灣各項工程建設之蓬勃發展，大量使用砂石之結果已造成砂石料源嚴重缺乏，極度仰賴進口，嚴重影響工程品質與成本，因此研發砂石替代材料已成為延續國家建設之關鍵性因素(經濟部礦務局，2002；蔡政欣、張源銘，2006；張育容，2006)。

1.2 研究動機

目前台灣各水庫上游集水區水土保持不佳，表土長年經雨水嚴重沖刷，致使大量的土壤沉積於水庫中(約7600萬m³)，造成水庫的使用壽命折減，如照片1.1所示為石門水庫上游集水區之淤積情形(經濟部水利署，2004)。政府為了永續使用這些水庫，必須執行庫底清除淤泥工程。然而清出的淤泥，又造成環保問題。因此若能將之再利用為工程粒料，將可同時解決淤泥過剩和砂石缺乏的問題，故水庫淤泥之資源化再利用為目前環保工作之重要課題。

就管溝工程而言，回填為施工過程所必須且重要之作業項目，而夯實即為確保回填作業達成最佳化目標之手段。由於天然砂石材料具有施工便捷且夯實快速等優點，應用於回填工程，施工成效良好，故多數施工規範為確保管溝回填之品質，規定將開挖後之剩餘土石方運棄不用，而以天然砂石回填，導致天然砂石匱乏之問題日益嚴重且使

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工程成本大幅提昇。此外，因管溝施工空間狹小，回填夯實作業困難，

即使施以有效夯實，路面仍可能發生大量沉陷 (照片1.2)，不易達成預期施工效果，並造成維護成本增加。

為尋求解決當前管溝回填工程品質不良，以工地實際執行之觀點，使用具有自流性、免夯實、高強度、低沈陷、低滲透等優良工程性質之流填料(flowable fill)，亦稱控制性低強度材料(control low strength material, CLSM)，取代傳統天然砂石級配回填料，可提昇填土品質，改善回填品質不良之弊病，且以水庫淤泥作為流填料之骨材，更可以減少淤泥處理之難題。

1.3 研究目的

鑑於水庫淤泥淤積嚴重，淤泥有效資源化再利用極其重要，而回填工程保障品質工法及砂石替代材料之發展亦刻不容緩。因此本研究以石門水庫淤泥為試驗土樣，使用不同材料之配合比例，探討水庫淤泥流填料之物理及工程性質，希望藉由實驗結果，了解石門水庫淤泥應用於回填工程的可能性。如此，既能解決環保問題，減少天然砂石之耗用，亦可改善都會地區回填工程之施工成效。本研究之效益如圖 1.1所示。水庫淤泥應用於流填料具有多方面之直接效益，不僅有效解決水庫淤積及淤泥處理的相關問題，更可改善回填工程品質與環境生態。

1.4 研究方法與流程圖

本研究之研究項目與流程如圖 1.2 所示。以石門水庫淤泥為研究對象，依據實驗了解淤泥流填料之工程可行性，觀察不同配比淤泥流填料試體其工程性質之變化，探討此種材料作為管溝回填應用之適用性，並提出最佳建議配比。

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1.5 論文架構

本論文分為五章，內容說明如下：

第一章為緒論，闡述研究背景、研究動機、研究目的、研究方法與流程。第二章為文獻回顧，首先探討石門水庫淤泥之基本物理性質、化學性質、工程特性，並針對水庫淤泥資源化利用現況進行資料蒐集與彙整；其次說明流填料之定義、目的與特性；再探討流填料於回填工程之應用。第三章為研究計畫、試驗方法與設備，內容包括試驗方法之說明，試驗設備及試驗項目。第四章為試驗結果分析，針對水庫淤泥流填料之配比設計，探討不同配比其流動性、強度、壓縮性、

濕陷性，以及滲透性之變化。第五章為結論與建議，針對本研究之結果與心得加以總論並提出後續研究之建議。

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圖 1.1 水庫淤泥應用於流填料之效益 回填工程

品質不良

環境與 生態劣化

淤泥流填料水庫淤泥 處理困難

交通事故頻傳路面品質低劣

民生用水短缺水庫壽命減少

砂石資源不足淤泥棄置困難

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圖 1.2 研究項目與流程研究動機與目的研究動機與目的

文獻回顧與資料蒐集

試驗材料與儀器準備

水庫淤泥

基本物理性質試驗水庫淤泥流填料工程性質試驗

粒徑分析試驗

單位重試驗

比重試驗

流動性試驗

滲透性

壓縮性

濕陷性

單軸壓縮強度

試驗數據統計分析成果分析與討論

結論與建議

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照片 1.1 石門水庫上游集水區淤積情形(經濟部水利署，2004)

照片 1.2 回填不實造成之路面沉陷(見吳淵洵攝)

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第二章文獻回顧

2.1 水庫淤泥淤積情形

經濟部水利署（2005）顯示，台灣地區共有 108 座水庫、埤池，

期中主要水庫有 40 座，如表 2-1 所示，其總容量約為 27.61 億立方公尺，最大的曾文水庫總容量為 7.12 億立方公尺。以美國而言，至少有 12 座水庫的容量超過 27 億立方公尺，如表 2-2 所示，這 12 座水庫的容量約為台灣所有水庫總容量之 60 倍。世界各地各主要國家的水庫數量及前十大蓄水量水庫基本資料如表 2-3 及表 2-4 所示，因此台灣的水庫數量不多，容量亦小，所調配的水量雖僅為河流總逕流量之 10%，但卻為台灣水資源開發之重要措施，為台灣地區提供灌溉、

家庭用水、工業用水、發電、防洪與遊憩等功能，以往對促進台灣經濟之開發有極大之貢獻，未來對台灣經濟之持續成長則仍具有關鍵作用。

台灣全部水庫平均每年總淤積量高達 1,211 萬立方公尺，相當於原始總容積之 0.44%(經濟部水利署，2005)。因水庫淤泥數量龐大，

故淤泥有效再利用應以大量性、多元性、持續性及經濟性之目標作為資源永續在利用之依據。

2.2 水庫淤泥基本性質

雖然水庫淤泥的生成機制大致相同，但是由於水庫集水區的地質環境、沉積情形及礦物組成皆不相同，造成水庫淤泥的粒徑分佈、化學成分及礦物相都有不一樣之處。

2.2.1 水庫淤泥的形成

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水庫淤泥是由於地殼變動和自然環境的風化作用，土壤及岩石顆粒經移動、沉澱、固化的過程，再經由雨水的軟化、沖刷，形成泥流進集水區的河流或水庫內，沉澱即成為淤泥，主要成分為黏土及其他矽酸鹽類(經濟部水利署北區水資源署，2004)。

石門水庫於民國五十二年五月開始蓄水以來，其間歷經多次颱風暴雨侵襲，以及其他自然人為因素之影響，造成水庫集水區內山坡地嚴重沖刷與崩塌，以致洪水夾帶大量泥沙流入水庫，如表 2-5 所示。

而石門水庫之清淤工程，至今已清出十三處沉澱池如圖 2.1 與照片 2.1 所示 (堅尼士工程顧問公司，2007)。

2.2.2 物理特性

台灣水庫淤泥組成成份大部分均為粉土及黏土，如表 2-6 所示，

僅有部分水庫之淤泥土壤組成含有較粗顆粒之礫石。此外，水庫淤泥依統一土壤分類法可區分為低塑性黏土(CL)、低塑性粉土(ML)、高塑性黏土(CH)及粉土質砂(SM) (黃忠信等人，2004)。

2.2.3 化學特性

黃忠信等人(2004)由相關試驗測定得知，台灣水庫淤泥之化學特性可如表 2-7 所示，約有下列三項：

(1) 化學成份：根據藥品定量分析法得知，水庫淤泥主要化學成份以 SiO2、Al₂O3及 Fe₂O3為主。

(2) 營養及鹽類成份：從表 2-7 可得水庫淤泥之 pH 值、有機質 C 含量、氮含量及磷含量，由各項含量值可判斷其是否可應用於農業肥料之生產。

(3) 重金屬成份：重金屬含量多寡可做為水庫淤泥棄置時之處理及判別環境污染之指標，表 2-8 為台灣地區土壤重金屬含量標準與等

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級區分。由表 2-7 及 2-8 可得知，各水庫淤泥之重金屬含量均低於土壤重金屬之含量標準。因此，浚渫之水庫淤泥無重金屬污染之問題。

本研究試驗所採用之淤泥，採自石門水庫。淤泥含水量相當高，

且因高水量而產生體積膨脹。近地表淤泥之細料含量甚至高達 72％

～89％。而由石門水庫淤泥基本物理特性分析得知，其自然含水量約在 46％，孔隙比則介於 1.0～1.5 間。此外，石門水庫淤泥採樣後進行篩分析試驗，結果繪製而成的粒徑分佈曲線如圖 2.2 所示，顯示石門水庫淤泥之粒徑分佈主要集中於黏土與粉土。由表 2-6 及 2-7 中顯示，石門水庫成份確實以細質地粉土(37.6%)與黏土(60.3%)為主，其化學成份以 SiO2含量最高約佔 59.66%，Al2O3及 Fe2O3則次之分別為 18.33%及 6.14%，另外尚含有其他少量礦物成份(黃忠信等人，2004)。

2.3 水庫淤泥資源化

一般水庫淤泥均屬不含有害物質之無機淤泥，淤泥於浚渫後可經管線、水運、或陸運方式運送至中間處理地點，經脫水處理後，依其所需，以不同方式進行最終處置。台灣水庫平均每年淤砂量超過 1,000 萬立方公尺，其淤泥總量極可觀，故水庫淤泥資源化工作若要落實推動，必須使資源化技術或製程能符合「減量化」、「低環境影響」及「經濟可行」之原則(經濟部水利署，2004)。

2.3.1 水庫淤泥處置方式

為長期維護水庫容量，水庫清淤計畫之重要課題是研訂長期且有大量需求之水庫浚泥資源化利用計畫。水庫淤泥資源化利用之流程可分成「水庫浚渫工程」、「淤泥中間處理」及「淤泥資源化利用」三個

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階段，處理流程如圖 2.3 所示(經濟部水利署，2004)。

依據圖 2.3 所示，目前水庫淤泥處置可行方法之流程有下列步驟 (吳素禎、陳移章，1999)：

1. 浚渫工程：水庫清淤的方法可區分為兩種—

(1) 機械清淤(mechanical desilting)：係利用機械設備清除水庫內淤積砂，又可區分為水力浚渫(hydraulic dredging)、機械浚渫 (mechanical dredging)、機械開挖(mechanical excavation)等數種。

(2) 水力清淤(hydraulic desilting)：係利用水工結構物及其適當之操作，藉水力使已沉積或進入水庫之泥砂排入下游河道，其又可區分為空庫排砂 (drawdown flushing) 、異重流排砂 (density current discharging)、蓄清排渾(flood discharging)等數種。

2. 運送：淤泥於浚渫之後，可經管線、水運或陸運方式，送至中間處理地點。淤泥之運送方式，依各水庫之地理位置、處置地點而異。

3. 中間處理：水庫淤泥浚渫中間處理方式與選用之浚渫方式有關。

一般之中間處理方法為予以脫水固化以便利輸送到堆置場，或提高其強度以做為建築材料。

(1) 脫水：水庫淤泥之脫水處理，並非僅止於單一步驟，若要求較佳之脫水效果，則可以結合多重處理過程。

(2) 固化：中間處理之另一部份為「固化」作業，此為水庫淤泥處理流程中之關鍵步驟。固化作業之有無，以及固化作業執行之程度，均將影響淤泥處理之走向，亦將決定淤泥處理之品質，

故其對整體處理過程有決定性之影響。

經固化處理後之淤泥，可視為工程材料而加以應用，依添加之固化劑比例高低，固化處理後淤泥之強度亦有高低不同之差異，較低強度之固化物可作為基礎回填土、而高強度固化物則可

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用來鑄成消波塊、人工漁礁等。

4. 最終處理：水庫淤泥經中間處理後，其最終處理可概分為土壤改良、再利用、棄置(分為海洋投棄及陸地投棄，陸地投棄即掩埋)等方法；若不經由中間處理之步驟，則其最終處理可回歸河道。

2.3.2 台灣地區水庫淤泥利用現況

根據經濟部水利署(2004)研究得知，台灣水庫浚渫淤泥之利用現況，大致可分為「填地」、「建築骨材」、「回歸下游河道」及「固化」

等四種方式。

1. 填地

(1) 白河水庫以水力浚渫及陸面機械開挖方式所清除之淤泥均堆置大壩下游兩側之堆置場。

(2) 大埔水庫於民國 82、83 及 85 年以機械開挖之淤泥，利用卡車運送至壩址上游約 7 公里處以填高農地。

(3) 明德水庫於民國 82、83 及 85 年以機械開挖所清除之淤泥，運送至集水區外鄰近之山溝掩埋。

(4) 德元埤水庫於民國 80、81 及 83 年之浚渫淤泥分別堆置於水庫周圍之低窪地、水利會土地及水庫分歧流上游之低窪地。

(5) 虎頭埤水庫亦於枯水期進行清淤，其淤泥以掩埋方式處理之。

(6) 阿公店水庫於民國 88 年係利用機械開挖方式實施水庫浚渫，

預計自民國 95 年止清淤 1,120 萬 m³，其中 180 萬 m³尺及 600 萬 m³ 之土方分別運至高雄大學填築校地及高雄永安開發計畫案。

2. 建築骨材

(1) 石岡壩之淤泥顆粒較粗，具再利用之價值。石岡壩之清淤於民國 73 年以公開招標方式，委託民間包商辦理浚渫，至民國 82

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年 6 月止共辦理三期，每期三年，依合約規定每浚渫 1 立方公尺，包商須交給管理委員會 4 元，包商則將浚渫之淤泥經處理後作為骨材出售。合約期限之 9 年間，平均每年浚渫 172,665 m³。 (2) 石門水庫中上游段庫區，於民國 72 年因淡水河全面禁止採砂

石後，有 7 家曾經申請無償抽除淤泥之公司大量採取淤泥。這些公司合計每年平均抽除淤泥 385 萬立方公尺，民國 78 年間水庫淤積量降低 42.1 萬 m³。抽除之淤泥經處理後，做為骨材之用。

3. 回歸下游河道

尖山埤水庫自民國 56 年開始施行空庫排砂，至民國 74 年止已排除約 100 萬 m³之淤泥。尖山埤大壩構築於急水溪之流龜重溪上游之無名溪上，水庫排除之淤泥則排入龜重溪，此水庫淤泥回歸下游河道係為典型之例子。

4. 固化

阿公店水庫管理委員會以三種不同之水庫淤泥，分別採用 SST、

多機能硬化劑、CTG、田口等固化劑做不同成份及強度之固化試驗，

且依其固化劑之含量及單價，估計不同強度之成本，可顯示出淤泥固化之成本是強度而異，約在 1,500 元/m³～9,000 元/m³之間，較一般混凝土價格為高。

綜言之，浚渫工程在利用處理之應用需考慮其處理成本、市場需求及使用之意願。

2.3.3 相關水庫淤泥資源化之研究

浚渫之水庫淤泥，視不同的化學成份與物理特性，而衍生不同的處理方式：回歸河道、淤泥棄置(海洋投棄與陸地投棄)及資源再利用等。唯前兩者不具經濟效益，且處理不當，易造成環境危害等生態問題。因此，水庫淤泥資源再利用之處理方式是目前最重要之發展目標。

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近年來，國內淤泥之相關運用亦為學者加以研究之方向，主要為下列幾個方向：

1. 輕質骨材(LWA)、輕質混凝土及輕質磚之製作

(1) 周贊祐(2004)利用水庫淤泥為基本材料，添加不同之添加劑，在不同溫度下使其燒結發泡，且以各種不同儀器探討其燒結與發泡反應。針對其研究結果指出，水庫淤泥有燒製成輕質骨材之潛力，

針對試驗中之六座水庫，石門及烏山頭水庫可直接造粒燒製成輕質骨材最具經濟效益。

(2) 張孟弘(2003)利用石門水庫淤泥燒製做為濾料，發現水庫淤泥之化學組成與一般黏土礦物相似，且無重金屬污染與毒性溶出之虞。其針對水庫淤泥燒製特性分析與過濾效果得知，燒結濾料具有取代濾砂之潛力，於燒製時間 10 分鐘，且燒製溫度 1,125℃之非破碎與破碎試體，為最適合之燒結濾料。

(3) 李名浩(2003)利用石門水庫淤泥為材料配合湧源工程股份有限公司所設計之的二段式旋窯進行輕質骨材燒製，己成功燒製出顆粒粒徑 11mm，乾單位重介於 600kg/m³~800kg/m³之間的淤泥輕質骨材，另外將燒製完成的淤泥輕質骨材，進行物理及力學性質實驗，

並拌製成淤泥輕質骨材混凝土進行其工程性質之研究，另與相同的配比下之膨脹頁岩輕質骨材混凝土做抗壓強度的比較。研究結果顯示，以水庫淤泥燒製成的輕質骨材具有甚佳的物理及力學性質，且以其拌製之混凝土抗壓強度方面，亦比膨脹頁岩輕質骨材混凝土為佳。

(4) 范國晃(2001) 利用石門水庫浚渫所得之淤泥，藉由燒結方式可成功燒製淤泥輕質骨材。其發現燒結溫以1,200℃所燒製之骨材最為適宜，且可得較具工程性質之顆粒單位重(1800kg/m³)與顆粒強

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度。而輕質混凝土之乾單位重可降至1,700 kg/m³左右，水泥含量越高，單位重越大，在28天之抗壓強度可達20 MPa 與40 MPa以上，顯示輕質骨材之性質良好；運用於輕質磚其單位重低，且28 天抗壓強度可達5 MPa。

(5) 張家碩(2005)利用曾文水庫淤泥燒製輕質骨材，發現水庫淤泥於 1250℃以上燒結確實可得到質輕且披覆玻璃質的輕質骨材；且燒結溫度於 1250℃並持續 120 分鐘可得其 _d為 1,960 kg/m³的輕質骨材。

2. 結合地工織物之利用

(1) 鍾驊(2004)利用由側壁、底部及整體滲出試驗，了解不同材質織布的孔徑、沉泥粒徑、充填泥漿濃度及充填次數對滲出液濃度與流量歷時變化之量化關係。找出滲出液濃度符合環保要求並能將內部沉泥快速脫水的方法。要有效率將淤泥脫水且能符合環保要求則可使用 PET 多絲（multifilament）織布，並配合充填泥漿之濃度、粒徑及滲出濃度上限選用適當之孔徑。

(2) 羅盛瀛(2006)針對四種織布，利用白河水庫淤泥進行其滲透實 驗，發現所有試驗其流量(q)隨著時間經過而變小，且 filter cake 的厚度與最終系統透水率呈現非線性之反比，因此證明除了厚度之外，孔隙比亦為控制系統透水率之因子。

(3) 彰化濱彰工業區鹿港西 1 區，利用水力填砂之方法以地工砂袋做為圍護堤岸。

3. 海拋及人工漁礁之製作

吳素禎、陳移章 (1999)發現水庫淤泥於條件良好下，不必再做其

(25)

人工漁礁、河川堤岸護坡等利用。例如，國內台電公司以淤泥為主要材料，添加石灰、廢墊石渣以及少量水泥為固化劑，製作成煤灰人工漁礁共 160 個，於民國 73 年 6 月投放高雄縣興達港內。

4. CLSM 材料之應用

楊全成、陳士琦、林筱婷(2005)利用澄清湖水庫淤泥添加 30％之水泥用量，及水玻璃用量為水泥用量 30％之配比澆置，發現其齡期強度之發展隨時間增加而增加；結果發現符合控制性低強度材料(CLSM)早期強度(3~5hr 需 300～700 kPa)及晚期強度(28 天

<2100 kPa)。

5. 其他應用

(1) 築壩心層材料研究

葉俊明（2004）利用南化水庫上游原狀土壤與曾文水庫壩址處之淤泥，分別進行室內試驗與數值模擬分析此二種土樣是否能符合要求。經室內試驗結果顯示南化水庫上游原狀土壤與曾文水庫壩址處之淤泥，在篩除礫石(#4 篩以上粒徑)後之土壤分類均為低塑性黏土 (CL)，其塑性指數分別為 9 及 19、滲透係數分別為 1.64 × 10^-7cm/sec 及 1.33 × 10^-7cm/sec、剪力強度參數分別為 c＝42kPa， ＝24 及 c＝

28kPa，＝22 等，以上均符合土石壩築壩心層材料之品質要求。而經數值模擬結果顯示心層材料之剪力強度確實符合試驗之值，且可與美濃水庫原規劃借土區之心層材料於同一條件下，以維持美濃水庫壩體之安定性。此研究初步評估認為南化水庫靠近壩址處之淤泥，適合作為新建土石壩之築壩心層材料。

(2) 壓密固結研究

魏子翔(2004)利用石門淤泥、麥寮砂及渥太華砂土樣進行基本物

(26)

理性質試驗及 SEM 試驗，再以不同配比之石門淤泥-砂土，分別於蒸餾水及海水中，進行單向度壓密試驗，來研究複合土壤之壓密性質及淤泥再利用的方式。針對其試驗結果可知，(1) 複合土壤之孔隙比隨淤泥含量增加而增加；(2)複合土壤之壓密係數皆隨著壓密應力之增加而增加，隨著淤泥含量之增加而降低；(3)複合土壤之滲透係數隨孔隙比減少而降低，隨淤泥含量的增加而降低。

國外淤泥有效利用於下列幾個方向：

1. 淤泥結合地工織物(經濟部水利署，2004) (1) 護岸—地工砂管應用於美國費城海岸

美國 New Jersey 州之 Atlantic 市之部分海灘在 1993～1994 年間共蝕退 100 ft (30 公尺)寬，沿岸之沙丘相應被海浪所侵蝕。沙丘後沿岸住宅、商店、旅館及賭場皆受到威脅。因此，Atlantic 市於 1995 年 3 月利用地工砂管來修建沿岸人工沙丘以承受海浪之衝擊，抑制海岸繼續侵蝕。

(2) 突堤—以地工砂管/砂袋做為突堤之建材

美國 North Carolina 州 Bald Head Island 於 1995 年以地工砂管修建 16 座突堤以抑止海岸侵蝕及促進淤灘作用。突堤完工後，由於淤灘作用海灘寬度變大，使得於 1998 年颶風 Francis 過境時也為形成海岸侵蝕，此顯示地工砂管突堤發揮其抗蝕淤灘之作用。

(3) 離岸堤—以地工砂管/砂袋做為離岸堤之建材

墨西哥之 Bahia Principe 於 2001 年利用地工砂管修建離岸堤以形成人工淺礁，並抑止海岸侵蝕及增加海灘寬度。

2. 淤泥結合污染物

Elkins and Thompson(1997)將淤泥與重金屬結合之複合物應用於

(27)

陶器製作，過程以鍵結、化學、結合和吸附(Coordinate、Chemical、

Bonding and Adsorption, CCBA)之技術完成。其發現以 CCBA 技術可以有效控制土壤中之重金屬與有機毒物，使土壤中之重金屬轉換成無過濾之矽酸鹽金屬且消損有機毒物之熱量。因此淤泥可有效再利用於陶器之製作。

3. 複合材料燒製固結

Tay et al.(2002)利用廢水處理剩餘之工業淤泥與海洋疏浚後之剩餘黏土加上水泥混合，結合為複合材料；再利用燒結方式使其固結。

發現加了海洋黏土的複合材料會降低本身之比重且使其強度折減，根據試驗結果所得複合材料之強度範圍為 31.0～38.5 MPa；從中得知添加海洋黏土會改善整個複合材料的塑性強度使整個骨材操作與運作更簡便。結合淤泥與黏土燒結之骨材依單軸強度試驗結果可得其強度範圍為 20～40 MPa，已屬結構物材料之一種，由此可知燒結骨材之強度約等於一般的花崗岩強度。

國內外有眾多以淤泥做為建材之相關案例，皆彙整於表 2-9。

2.4 流填料 (CLSM)

依據美國混凝土協會(ACI)之定義，流填料為一種具備自我填充，可替代優良級配之新興材料，其名稱相當廣泛，例如可流動性回填料、不可收縮性之可控制低密度回填料、可流動性漿體、泥土水泥質泥漿、K-Krete 等，皆為 CLSM 之類型。其施工流程，由開挖至拌合完成運至工地澆置之流程，如圖 2.4 所示(湯家智等人，2005)。

2.4.1 流填料之發展與沿革

根據吳淵洵、陳盟文(2004)之整理，國外流填料發展早自 1960

(28)

年代開始即有水泥土漿應用之記載直至 1970 年代，於此期間 CLSM 之發展名為 K-crete 之專利發展，但未獲得普遍之推廣。於 1984 年，

美國混凝土協會(ACI)成立 229 委員會，正式定義 CLSM 為 28 天強度低於 8.28MPa(1200psi)之流動性材料，並予以其系統化的推廣使用。

在美國，ACI 與美國材料試驗學會(ASTM)對於 CLSM 之工程性質與應用案例，以及現階段 CLSM 品質管制參考之規範均曾加以整理之。近年來，美國各州政府許多公共工程單位亦皆已明訂必須使用 CLSM 於管溝回填工程。日本則於 1997 年由建設省土木研究所編訂

「流動化處理土利用技術」，對 CLSM 之工學特性、設計方法、施工操作以及適用範圍予以探討。

在國內，中華大學自 1993 年開始即進行一系列以飛灰及開挖土石、水泥及垃圾底渣為組成材料之 CLSM 相關研究(吳淵洵、陳盟文，

2004)。臺灣電力公司亦曾於 1993 年對 CLSM 略作探討(吳淵洵、陳盟文，2004)。營建研究院則於 1998 年開始以混凝土砂石骨材拌製 CLSM 使用於管溝回填，並獲經濟部補助輔導廠商生產。1999 年於台北市於不同交通流量路段進行試辦，結果成效良好(柴希文、謝佩昌，1999；潘昌林、鄭瑞濱，2000)。台北市養工處並於 2000 年，制訂規範函文申令自 2001 年起台北市全面使用該材料於管溝開挖回填工程(李維峰等人，2002)。此外經濟部南區水資源局於南化水庫，- 高平溪攔河堰之導水管工程、公路局於台三線之擋土牆回填工程以及台九線之路基改善工程等均曾使用開挖土石拌製 CLSM 回填，自此 CLSM 於國內之應用漸趨廣泛(李維峰等人，2002)。湯家智等人(2005) 指出 CLSM 於軍事上除應用為道路搶修、機場跑到與彈坑搶修工程外，已被更廣泛應用於軍事防護工程或掩體之回填覆土層之設計上，

使得提昇國內工程技術且增進國家安全之要點。

(29)

2.4.2 流填料之規範

由於流填料之研發是由ACI主導，故無論國內外，目前多數應用案例其設計或探討均以類似混凝土設計之觀點執行(吳淵洵、陳盟文，2004)。例如美國各州有關流填料之規範均以強度為重點，28天齡期強度介於200 kPa至7,500 kPa之間，並列入如表2-10之建議配比作為承包廠商施工之參考。ACI則建議抗壓強度不宜超過2,000 kPa，以考量未來以人工或機具再開挖之可能性(Riggs and Keck, 1998，見吳淵洵、陳盟文，2004)。

台北市養工處之規範亦參考國外案例列入類似之規定，其使用混凝土砂石骨材拌製之CLSM，強度要求為28天齡期者不得大於9,000 kPa，12小時齡期者則不得低於700kPa。建議參考配比如表2-11所示(臺灣營建研究院，2003)。

經濟部南區水資源局於南化水庫-高屏溪攔河堰之導水管工程，使用開挖土石拌製流填料，其規範亦參考國外案例，28天齡期強度之要求則為2,000 kPa～7,000 kPa，其建議參考配比如表2-12所示(李維峰等人，2002)。

依據公共工程綱要施工規範第 03377 章，流填料之 28 天齡期強度為 9,000 kPa 以下，但使用單位可依再開挖與否自行訂定之，而流填料之基本性質規定如表 2-13 所示(公共工程委員會，2005)。

2.4.3 流填料之基本工程特性

根據柴希文、謝佩昌(2000)之整理，CLSM 為一具有自硬性之可膠結材料，主要用途為取代傳統夯實填方材料。CLSM 具自流性、不需夯實，適用於狹小空間或機具無法進入之施工場所，用以替代土石回填料。所示其工程特性包括下列各項，CLSM 之品質需求關係如圖

(30)

2.5：

1.高流動

CLSM因具有良好之流動性，可填充開挖後之空隙並可解決狹窄管溝因夯實機械無法充分使用之作業，且在塑性狀態時又能具有與混凝土相同的性質，因此使得CLSM 成為替代傳統回填材料之最佳選擇。CLSM之流動性可視工程目的之需要，適度的調整。目前量測流動性試驗方法，包括混凝土標準坍度錐試驗(ASTM C143)測試坍度、

坍流度亦或使用修正流度試驗法(ASTM D 6103 -97)來進行現場 CLSM之工作性試驗。

2.低強度

根據美國Tulsa市規定，為求易於再開挖CLSM應為28天齡期抗壓強度1,000 kPa ~9,000 kPa之材料。而目前國外在使用之CLSM，其抗壓強度大部份則不超過2,100 kPa。最主要的原因必須考慮將來以人工或機具方式開挖的可行性。CLSM試體抗壓試驗依ASTM D 4832-95 執行，該規範除建議CLSM的抗壓強度值試驗，宜使用直徑150mm、

高度300mm之圓柱試體進行外，亦說明由於CLSM的抗壓強度低，所以試驗儀器的精度尤應注意。此外，在進行CLSM材料的抗壓試驗時，其載重速率應小於0.008 MPa/sec。

3.可用回收材料

CLSM 拌製可使用現地剩餘土石方作為拌合材料，可減少砂石開採及棄土所衍生之環保與生態問題亦可降低材料成本開銷，符合環保與經濟性之優點。

2.4.3.1 流填料之流動性

(31)

CLSM 之流動性係由水固比決定。水固比之定義為流填料中水與固體之重量比。邱啟東(2001)發現黏土之流動與含水量隨比例之增加有降低之現象。陳雨音(2002)指出，高水固比能使流填料具較佳之工作性，卻易造成顆粒離析、泌水率增加，以及強度降低等問題；低水固比則會降低工作性與輸送性。

2.4.3.2 單軸壓縮強度

依據李銘哲(2000)之研究，流填料之單軸壓縮強度可隨著灰水比之增加、水固比之降低而增加。而齡期對強度亦有正面之影響。對於以開挖土石拌製之CLSM，其建議之灰水比範圍為0.3～0.5、水固比為0.4～0.6。所得28天強度介於500 kPa～2,000 kPa之間，如圖2.5所示。

黃俊豪(2001)探討以開挖土石拌製之早強型流填料之配比，發現以一般水泥添加矽酸鈉或以台泥污泥固化劑添加氯化鈣可達早強性之要求(1～4 小時即具有 98 kPa 以上強度)，惟後期強度遠高於預期之強度(28 天強度達 5,800 kPa)，不利於二次開挖。陳雨音(2002)之研究亦發生後期強度過高之現象。

2.4.3.3 滲透性

CLSM 凝結固化後其組成結構較土壤緊密，CLSM 之滲透性值隨之降低。故 CLSM 應用於回填工程時，需注意 CLSM 之適用性，表 2-14 為各種土壤之滲透係數。

根據李銘哲(2000)之探討，齡期 1 天之砂土 CLSM 試體，其平均 滲透性(k)約為 4.97×10^-7cm/sec，而黏土 CLSM 則約為 1.66×10^-8 cm/sec，均較一般夯實土壤之代表值為低，顯示 CLSM 屬於不透水 (impervious)材料，因此以其作為污染潛能場址之回填，例如加油站地下儲油槽，可具體發揮圍阻污染擴大分佈之功效。

(32)

2.4.5 台灣道路工程現況

根據廖吳章(2000)之整理，都市道路一經開挖即形成弱面，雖予鋪築路面，但卻無實地壓實，易導致不均勻沉陷，對路面之傷害程度相當大，尤其是在下雨過後，管溝部分經常下陷，道路佈滿坑洞，處處陷阱，交通事故發生頻繁。因此在道路品質難以維護下產生以下問題。

一、道路挖掘施工浮濫

1. 缺乏強而有力之整合與政策制度之引導 2. 本位主義作祟

3. 都市發展甚為快速

二、道路挖掘修補品質低劣 1. 路面龜裂或路基沉陷

道路挖掘後，回填材料不佳或壓實不足，導致路面龜裂或路基沉陷，尤其在開挖寬度 1.25m 之道路尤為嚴重，常因回填材料於短時間內沉陷引起裂縫，或受雨水侵入降低道路強度，並漸擴大為結構性破壞。

2. 路面不平坦

切割路面導致路面結構及觀瞻破壞，恢復後路面與原路面不齊平，形成路面不平坦，導致行車不舒服。

3. 路面掏空

新設或維修管線時，通常無法適切的就其切割區開挖，在切割線外之路面常有掏空情況之發生，而此一現象會常因車輛輾壓造成路面之破壞。

4. 路面壽命減短

一般在挖掘道路回填作業中，對新舊瀝青混凝土之施工作業，只

(33)

能稱為暫時性修補，其裂縫之處往往成為雨水入侵之捷徑，使路面結構強度降低，至使用壽命減短。根據美國布林頓市(City of Burlington, Vermont)，採用美國陸軍工程評量之路況指標 PCI(Pavement Condition Index)之測定研究指出未經開挖之街道其服務年限約 18.5 年，而經開挖回填後，其壽命僅剩 10.9 年。

5. 養護品質不佳

由於市區道路交通量大，道路挖掘常顧及交通需求需能及時恢復，養護時間短，草草施工及收工，導致養護品質不佳。

6. 施工品質不一

道路造成之損壞，通常因管理及施工品質不一所造成，一般管線挖掘後之修護方式有自行及代為修護兩種，但因各施工單位之修護標準不同，造成施工品質不一，再加上未申請而擅自挖掘者等，皆是管理上之疏失。

7. 路面凸起(Upheaval)

由於管溝回填壓實不易，修護人員為避免爾後管溝下陷，因此在回補瀝青混凝土時預留下陷高度，回填初期車輛行駛其會產生激烈跳躍，若該等路面回填時較為確實，則該凸出部分無法下降，其缺失將永難消弭。

8. 路面坑洞(Pot Holes)

由於管溝所回填之瀝青混凝土品質不良或溫度太低等壓實度不足現象，或因瀝青混凝土厚度不足，開放通車後易因承載力不足而產生路面坑洞。

9. 反射裂縫

反射裂縫主要發生於管線支承強度不足，當重車通行時，由於管道強度不足產生彈性變形，造成路面成現代狀之龜裂現象，此現象一

(34)

般發生於快車道下設有大型事業管線（例自來水幹管等）者。

2.4.6 流填料於回填工程之應用 一、管溝回填工程

潘昌林、鄭瑞濱(2000)指出，國內工程單位對管線工程之施工品質並未重視，僅要求管線之功能性，至於開挖施工中對交通之衝擊、

環境之污染、噪音之製造等較力有未逮，尤其施工回填後常發生沉陷與孔洞，回填後之路面更是無法保證其平整度。國內於管線回填工程中使用之材料大致為原有之土壤或級配砂石料，若回填時未予有效壓實，將不可避免地造成路面沈陷，對市容及行車安全皆有不良之影響。

應用CLSM於管溝回填可解決管線挖掘埋設後，人工夯實不足引致之道路路面下陷、龜裂以及路面剝落等缺失，並減少了人工夯實成本。此經濟、簡易且有效的工料及工法，除減少優良砂石級配的使用外，配比可使用廢鑄砂、再生骨材、飛灰、爐碴的特性，更使之具廢棄物再生利用的特色而兼具環保功效。且此管溝回填材料的制式化，

減化回填夯實工作與監督，對於施工單位之自主品管與監造單位之工程驗收，皆具甚大助益。

國內對CLSM之研發與應用，最終目的是促進回填工程品質之提升，工程速率之提高，改善廢棄物之回收，並可縮短影響交通與民生之管線與道路施工不便。

曹有財(2002)指出管溝挖填與路面修護施工過程中，以回填夯實與路面的平整度關係最為密切。受到管線的埋設工作時段與施工確實度因素之影響，導致市區道路品質不佳，道路坑洞頻生的現象。照片 2.2為CLSM於台北市之管溝回填應用案例，證實以CLSM回填的管溝，其路面之平整度優於以傳統碎石級配料回填者。以CLSM為管溝的回填料可簡化施工流程及減少施工誤差，當可提昇市區道路品質。

(35)

二、結構回填

李維鋒等人(2002)研究指出，結構回填與管溝回填相較，其一般具有填方數量較大、厚度較深及施工地點較集中等特點。發現現地拌合之土壤CLSM其性質變化如同實驗室之觀察，其流動性主要依水固比之變化而定，水固比越高，流動性越大。依據現地之觀察，流度值超過15cm公分時，土壤CLSM即具有良好之流動性，惟當流度值超過 40cm時，材料即出現析離現象，因此流度應控制在15～20cm左右較為適當。其以CLSM進行擋土牆結構背側之回填，根據試驗結果所有回填表面均會產生沉陷之現象，惟其值依回填方式不同有極大之差異，由結果可得CLSM回填之沉陷值遠小於一般傳統方式回填土壤。

因此可瞭解以CLSM進行擋土牆結構背側之回填，確實具有免夯實、

低沉陷等優異之成效，但亦必須謹慎注意CLSM之品質。

2.4.7 使用流填料與傳統回填工法之比較

潘昌林、鄭瑞濱(2000)比較 CLSM 與傳統回填工法之差異性(表 2-15)。由二者之比較可以瞭解，使用 CLSM 對於施工人力的節省有甚大的助益，業主的檢、試驗規格要求明顯降低許多。CLSM 工法更免除了夯實度的檢驗方式，有利於整體工程品質的掌握。對於施工單位而言，其少了施工中分層夯實、鋪設厚度檢查、夯實度計算等諸多繁瑣工作，其對工程進度的執行，應更能掌握。表 2-16 比較傳統碎石級配回填與 CLSM 回填工法之施工成本。項目包括材料成本、夯實成本，以及檢、試驗費用等。由二者之比較，可以得知 CLSM 工法在使用材料的成本上，高出約兩倍的價格，似乎未具有與傳統工法競爭的優勢。但 CLSM 工法由於其水泥質材料的特性，無承載力不足的問題產生，祛除了壓實度試驗所需之開銷。且其工作性優良、填充性佳的狀況，更免除了傳統工法所需之夯實費用。數者相抵，其整

(36)

體施工成本將較傳統工法有競爭的空間。

2.4.8 相關流填料之研究

針對前人研究 CLSM 歸納如下：

1. 粉質砂土與泥質黏土之流填料

李銘哲(2000)利用新竹香山地區之粉質砂土(SM)與泥質黏土(CL) 為骨材，進行配比試驗其一般型流填料之灰水比為 0.3～0.5，水固比為 0.4～0.6(砂土)及 0.6～0.8(黏土)，其性質符合設計目標(28 天齡期單軸強度 600 kPa~1,000 kPa)。

2. 山級配

黃俊豪(2001)利用頭前溪附近之山級配料作為骨材，進行配比試驗其一般型水泥級配流填料之灰水比為 0.7，水固比為 0.23；污泥固化劑級配流填料之灰水比為 0.4，水固比為 0.25 之配比設計，可符合規範之要求；且其滲透係數為 10^-6～10^-7cm/sec，屬低滲透性亦符合 CLSM 不透水之特性。

3. 營建污泥拌製 CLSM

邱啟東(2001)利用營建污泥作為骨材，以坍流度大於 20cm 及 28 天齡期強度不大於 3,000 kPa 為研究準則。其發現坍流度與含水量隨黏土比例之增加有降低之現象，符合坍流度 20cm 以上之黏土比例為 10％～20％；單位重隨黏土比例之增加而提高；單軸壓縮強度隨黏土比例增加而有降低之趨勢，但強度均在 1,000～3,000 kPa 範圍內，皆符合 CLSM 之規範。

4. 混合物拌製 CLSM

Naik et al.(2001)拌合 CLSM 利用飛灰及廢鑄砂混合做為骨材，以 28 天齡期強度為 0.3～0.7MPa 且使用 ASTM F 飛灰規範為研究原則。

整個拌合 CLSM 主要以有無摻加廢鑄砂而評估其沈陷、固化特性、

(37)

壓縮強度、滲透性及過濾性質。CLSM 材料製作的過程，必須事前進行過濾的步驟，依據 Wisconsin Department of Natural Resources(WDNR) 地下水品質標準 (ground-water quality standard, GWEQS)下實施(enforcement standard, ED)。其發現含飛灰的 CLSM 之滲透性不受廢鑄砂之影響，且其滲透係數範圍為 3 × 10^-6～74 × 10^-6 cm/sec。

5. CLSM 利用於軟弱基礎

Lin et al.(2007)利用圓錐動力滲透儀(dynamic cone penetrometer, DCT)試驗，以 CLSM 做為鋪築於人孔蓋周圍路基上之鋪築材料，用以支撐底層以提高承載力，並使承載力均勻分佈。其結果顯示，CLSM 之流動性與自我填充性可解決人孔蓋附近不適合夯實之部分和管溝回填。以 DCP 試驗結果可得，CLSM 增加鋪築材料的承載力且有效降低鋪面之變形；在長達 18 個月大量運輸交通使用下，發現最大車轍沈陷量為 5mm，在破壞標準 12.5mm 之下。因此在成本和成果條件下，CLSM 可有效改善有問題區域之鋪面。

(38)

新山 10 10 0 0 0 9.75 9.75 0 0 0

西勢 0.62 0.45 -0.17 0 -27.42 0.56 0.44 -0.12 0 -21.43

翡翠 406 385.32 -20.68 -1.07 -5.09 359 335.35 -23.7 -1.22 -6.59 直潭 4.2 3.63 -0.57 -0.02 -13.57 4.08 2.33 -1.75 -0.07 -42.86 石門 309.12 521.78 -57.34 -1.45 -18.55 251.88 235.74 -16.1 -0.14 -6.41 寶山 5.47 4.86 -0.61 -0.03 -11.12 5.35 4.74 -0.61 -0.03 -11.36 大埔 9.4 4.83 -4.57 -0.11 -48.62 7.78 4.72 -3.06 -0.07 -39.33 永和山 29.58 28.22 -1.36 -0.07 -4.6 28.42 27.52 -1.17 -0.06 -4.11

明德 17.7 13.3 -4.4 -0.13 -24.86 16.5 13.25 -3.25 -0.1 -19.68 德基 262.21 235.86 -26.35 -0.87 -10.05 182 169.27 -12.7 -0.42 -6.99 谷關 17.1 7 -10.1 -0.24 -59.06 12.5 6.85 -5.65 -0.13 -45.2

石岡 27 2.11 --- --- --- 27 2.11 --- --- ---

霧社 150 87.12 -62.88 -1.42 -41.92 146 68.26 -77.7 -1.75 -53.52 日月潭 171.62 150.57 -21.05 -0.3 -12.27 151.12 139.08 -12 -0.17 -7.97

頭社 0.3 0.26 -0.04 0 -12.78 0.24 0.23 0 0 -1.66

鯉魚潭 126.07 123.32 -2.75 -0.25 -2.18 119.87 119.79 -0.08 -0.01 -0.07 仁義潭 29.11 27.11 -2 -0.12 -6.85 27.32 25.85 -1.47 -0.09 -5.36

蘭潭 9.8 9.48 -0.32 -0.01 -3.23 9 8.92 -0.08 0 -0.89

鹿寮溪 3.78 1.14 -2.64 -0.04 -69.89 3.57 1.14 -2.43 -0.04 -68.12 白河 25.09 8.65 -16.44 -0.43 -65.52 25.09 8.65 -16.4 -0.43 -65.53 德原埤 3.86 1.78 -2.08 -0.04 -53.89 2.86 1.75 -1.11 -0.02 -38.71 尖山埤 6.99 1.62 -5.37 -0.08 -76.77 6.33 1.62 -4.71 -0.07 -74.34 曾文 712.7 629.75 -82.95 -2.7 11.64 595.5 600.56 5.06 0.16 0.85 南化 154.41 138 -16.41 -1.63 -10.63 144.33 134.55 -9.78 -0.97 -6.78 烏山頭 168.83 83.75 -85.08 -1.16 -50.39 154.16 83.75 -70.4 -0.96 -45.67

鏡面 1.15 1 -0.15 -0.01 -13.36 0.99 0.99 0 0 0

鹽水埤 0.76 0.26 -0.5 -0.01 -65.79 0.76 0.26 -0.5 -0.01 -65.6 虎頭埤 1.36 0.84 -0.52 -0.01 -38.24 -1.36 0.8 -0.56 -0.01 -41.08

阿公店 45 --- --- --- --- 20.5 5.9 -14.6 -0.29 -71.22

澄清湖 4.36 4.12 -0.24 0 -5.4 3.43 3.37 -0.06 0 -1.65

鳳山 9.2 8.3 -0.9 -0.05 -9.78 8.5 7.87 -0.63 -0.03 -7.42

牡丹 31.18 29.34 -1.84 -0.22 -5.91 30.55 29.1 -1.44 -0.17 -4.73

龍鑾潭 3.76 3.68 -0.09 0 -2.26 3.63 3.52 -0.12 0 -3.17

成功 1.08 1.08 0 0 0 1.04 1.08 0.04 0 3.85

東衛 0.19 0.18 -0.01 0 -5.26 0.19 0.18 -0.01 0 2.7

興仁 0.68 0.68 0 0 0 0.64 0.64 0 0 0.47

赤崁 1.28 1.28 0 0 0 1.28 1.28 0 0 0

西安 0.24 0.24 0 0 0 0.24 0.24 0 0 0

小池 0.19 0.19 0 0 0 0.19 0.19 0 0 0

七美 0.23 0.23 0 0 0 0.23 0.23 0 0 0.88

小計 2761.62 2261.33 -500.3 -12.11 -18.21 2361.42 2061.61 -300 -7.37 -12.7

表2-1 台灣主要水庫淤積特性(經濟部水利署，2005)

水庫名稱地

區

總容量有效容量

完工當年比較平均年

遞減量

容量減

少率% 完工當年

單位：(10⁷m³)

比較平均年

遞減量

南部中部北部

92年量測總容量

容量減少率%

(39)

表 2-2 美國地區水庫容量超過 27 億萬立方公尺之水庫 (經濟部水利署，2005)

壩名壩型壩高（m）容量（10⁹m³）

Hoover 拱壩 221.28 383.9

Glen Canyon 拱壩 213.36 345.7

Garrison 土壩 64 283.5

Fort Peck 土壩 82.29 234

Grand Coulee 重力壩 167.64 117.3

Shasta 重力壩 183.48 54.1

Hungry Horse 拱壩 158.49 43.1

Orvoville 土壩 224.02 42.9

Norris 重力壩 84.73 33.4

Trinity 土石壩 163.67 30.8

Elephant Butte 重力壩 91.74 27.3

Kingsley 土壩 50.29 27.1

合計 1623.3

表 2-3 全世界前十個水庫最多的國家(經濟部水利署，2005)

國家水庫數量

中國 22,000 美國 6,575 印度 4,291 日本 2,675 西班牙 1,196

加拿大 793

南韓 765

土耳其 625

巴西 594

法國 569

中華民國 45

(40)

壩高完工

（m）年份

歐文（Owen Falls) 烏干達肯亞坦尚尼亞 31 1954

布拉斯科夫（Bratskoye) 蘇聯 106 1967

納瑟（Nasser）埃及 95 1970

卡巴里(Kariba) 尚比亞辛巴威 100 1959

伏塔(Volta) 迦納 70 1965

丹尼爾強森(Danniel Johnson) 加拿大 214 1968

古里(Guri) 委內瑞拉 162 1986

卡拉斯諾雅斯科夫

（Krasnoyarskoye)

瓦蒂塔塔(Vadi-Tartar) 伊拉克 - 1976

班奈特(WAC Bennett) 加拿大 183 1967

曾文中華民國 133 1973

三峽中國 175 2009

湖佛(Hoover) 美國 223 1936

表2-4 全世界前十大蓄水量水庫基本資料(經濟部水利署，2005)

蓄水量

（10⁹m³）

100 1967 1360

水庫名國家

蘇聯 730

2040 1690 1690 1600 1480 1410

349 720 700 7 393

中 華 大 學

中 華 大 學 碩 士 論 文

水庫淤泥應用於流填料之探討

系 所 別：土木與工程資訊學系碩士班 學號姓名：M09404028 葉樺姿 指導教授：吳 淵 洵 博士

中 華 民 國 九 十 六 年 七 月

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誌謝

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