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第24屆公共工程金質獎公共工程品質優良獎-水利類第四級-佳作
石碇大崙山整治二期工程
設計監造單位：青山工程顧問股份有限公司
施工廠商：晟立興營造有限公司
一、工程概述：
　　大崙山地區位於新北石碇潛在大規模崩塌區(新北市-石碇區-T001)內，以頭部華梵大學、坡中大崙路、坡趾106乙市道及住戶約88人為重要保全對象，96年華梵大學發現邊坡滑動徵兆後進行調查監測，於104年自行施作兩口集水井(T1及T2)導排地下水，雖集水效益良好，但105年梅姬颱風帶來之豪雨卻造成校舍梁柱受損、操場發生張力裂縫、大崙路下陷開裂及106乙市道下邊坡擋土牆開裂等明顯災害(如圖1)，本分署於107年緊急施作一口集水井(O2)減緩滑動趨勢，並於108年開始辦理整體調查監測迄今，確認大崙山地區滑動範圍約60公頃，係由9個滑動塊體組成(分為R1~R4及L1~L5等)，且滑動深度約30~50m，最重要的成果是已初步掌握地下水流徑，長期觀察發現邊坡破壞有重複發生且持續擴大之跡象，可知颱風或連續降雨期間受地下水升降影響有明顯位移，因此，應於流徑上加速導排地下水，故本分署110年提出需依活動性分區施作7口集水井加強導排地下水之分年分期整治構想(如圖2)。
　　透過邊坡活動性分析，R側塊體均屬於高熱區，以R1滑動塊體活潑性最高，除此之外，R1塊體鄰近地下水補注來源，且有重要保全對象(華梵大學)，於111年辦理本工程，於R1塊體內施設1座大口徑集水井(O-3) ，加強導排中深層地下水；另外，地表地質調查時觀察到部分坡面雨後有明顯滲流情形，易誘發淺層崩塌，故施設4處坡面集水管，加強導排淺層地下水，抑制邊坡滑動；另因附近居民表示鄰近坑溝野溪地表逕流不足，故本工程將地下水補注既有蓄水設施及坑溝野溪增加取水機率，亦能改善生態棲地。
二、工程主要施工項目：
　　(1)O-3集水井深度20m
　　(2)集水管4層各7支(L=50m)，總長度1625m
　　(3)排水管3支，總長度260m
　　(4)坡面水平集水管4處，總長度2,700m
三、工程之創新、挑戰及周延性：
* 創新性：
(一)建立3D地質模型：
先以空載光達資料建立地表數值地形，減少地表植生遮蔽影響，再以地質鑽探資料建立地質3D檢視，以確認集水井與地下水流徑之空間關係。
(二)考量施工簡單及耐久延壽選擇鋼襯鈑井體：
鍍鋅鋼襯鈑工法係將井體材料模組化，由工廠加工成型後，現場僅進行組立安裝，且施工方式簡單，開挖工班亦可進行組立作業，可大幅度減少工班輪替，提升施工效率(如圖3)。另相較傳統RC內襯，可減少鋼筋、模板及混凝土等作業產生意外，提升施工安全性，另鍍鋅後可以減少鏽蝕延長井體壽命。
(三)利用集水井開挖面強化地質調查：
集水井開挖期間，配合開挖進度，每開挖1m由設計單位(技師)到場，進行開挖面地質紀錄(如圖4)，並檢核地下水流動層位置，與設計時研判之成果，進行比對分析，持續更新地質資料，降低地質不確定性，並依地質紀錄，調整井內集水管打設高程。
(四)進行集水管打設紀錄，滾動檢討打設方位及長度：
原則每層集水管打設7支，以1、3、5、7順序探查地質狀況，並紀錄出水位置、出水量及出水位置岩性(初判)，滾動檢討後續6、4及2集水管是否需增加長度、調整仰角及增加集水管；本工程調整2-6打設深度及增加2-6N並降低仰角後，均有明顯出水情形，出水量達每分鐘250~400公升(如圖5)。
* 挑戰性
(一)集水井位置選擇：
大口徑集水井之工程成效，主要取決井位挑選及集水管打設高程，影響是否能有效導排邊坡地下水，惟大崙山地區範圍大、地下水機制複雜，經多年調查及監測成果(民國108~110年)，綜合各期地電阻探測、地下水檢層試驗及常時水位高程等資料研判地下水流徑及地下水補注源(如圖6)，供設計O-3集水井設計參考，另再考量(1)用地問題、(2)避開既有設施、(3)集水井流末銜接既有排水系統、(4)減輕生態及環境影響、(5)降低施工期間對校園活動干擾等多重面向，經多次討論、調整井位，最終順利完工。
(二)井內作業空間狹小：
因井體施作空間有限，井內機具移動及材料暫置空間極小，井體開挖階段須採用天車吊運棄土，井內外進行搭配，克服空間問題，並於井內集水管打設階段，選用高功效機組，量身修改鑽堡尺寸及套管長度，提整機具效能，降低施工中套管續接次數，提升工作效率(如圖7)。
* 周延性
(一)科技分析邊坡穩定評估工程效益：
由邊坡穩定分析成果顯示，降低地下水位對於邊坡穩定性之提昇，有正面之助益，根據分析結果顯示，集水井若有效降低降雨期間地下水位，FS可由0.99提昇至1.139(如圖8)。
(二)結構計算檢核，挑選施用性最佳材料尺寸：
考量現地地層材料強度，計算土壓力，並參考日本文獻，計算邊坡產生之偏土壓力，詳細檢算井體結構，並考量井內施工空間、搬運物料之條件，決定井體材料各單元之尺寸及間距。
(三)運用自動化監測科技，評估追蹤整治成效：
採用自動化儀器，建立完整監測系統，即時收集邊坡狀況，取得連續性資料，比對工程施作前後，各儀器變化情形，以評估整體治理成效(如圖9)。
1.地表位移：無線地表伸縮計、GNSS 衛星觀測站
2.地中位移：孔內伸縮計
3.地下水變化：電子式水壓計
(四)地下水導排後，水資源再利用：
考量當地缺乏簡易自來水系統，且在地居民多有農作之灌溉需求，本工程考量地下水資源之再利用，將集水井導排之地下水直接補注華梵大學心鏡湖供學校澆灌使用(如圖10)，另坡面集水管導排之地下水則透過區域排水系統進入坑溝野溪，供居民自行取用，達到水資源循環再利用，有效緩解用水需求。
四、生態環境維護之措施(包括自然生態工法)
* 生態檢核
(一)掌握生態關注區域落實生態檢核：
本區域位於國土綠網關注及生態多樣性熱區，關注生物包括穿山甲、黑鳶、食蛇龜、臺北樹蛙及橙腹樹蛙等，生態敏感度高，應避免工程擾動現有棲地，經生態團隊現勘，考量工區周遭紀錄到多種蛙類棲息，並緊鄰森林環境，屬於兩棲、爬行類利用的棲地，提供生態建議後，納入設計考量，並於施工中及完工後進行檢查及監測。
(二)生態友善措施：
1.植生調查：施工前調查樹木，明確標示保留無災害或治理需求之植生區域。
2.棲地保存：評估整治區域，縮小工程量體及規模，儘量保存既有生物棲地。
3.減少開發：利用既有便道施工，避免額外破壞。
4.預防生物受困集水井：工區周遭設置高度約1m高之綠色紗網，避免小型動物進入工區。
5.棲地需求：地下水補注坑溝野溪等地表逕流，提供生物棲息需求。
(三)施工階段
施工廠商依據工程友善措施自主檢查表所列重要事項填寫，連同施工日誌一併提送監造單位審查。
(四)完工階段
經生態追蹤顯示，本工程有效減少人為擾動，施工後已有多種生物活動之紀錄，工程完工後將持續進行生態的影響追蹤。
五、工程優良事蹟及顯著效益
* 工程優良事蹟:
(一)國際交流參訪互動頻繁：
累積多年調查及監測資料，與國外專家學者及外賓交流頻繁，多次進行參訪及討論(如圖11)，並與國內學者合作利用大崙山地區地質資料建立3D地質模型。
(二)節能減碳及循環經濟效益可觀：
1、本工程屬崩塌地處理類，設計之碳排量依照排放係數法及經費推估法分別計算後約為443.053kg-CO2e/T，未超過碳排上限約1402.010kg-CO2e/T，符合標準。
2、本工程透過選用耐用材質延長使用年限，確實利用調查監測資料輔助設計避免浪費材料，施工中隨時滾動檢討修正，設置監測系統掌握即時資訊，訂定巡檢維護管理達到延壽效益，地下水導排補助地表逕流循環再利用等措施，約可減少958.96噸二氧化碳排放，約4座大安森林公園之每年吸碳量。
(三)考量便利維護管理之設施及訂定維護管理手冊：
設置巡檢設施(通風換氣管、爬梯及休息平台)供後續維護管理使用，由華梵大學協助設置井內水壓計及流量計等監測設備，供後續綜合研判集水井效能，新北市政府研議劃設特定水土保持區加強土地使用管理，並訂定大口徑集水井管理維護手冊，定期巡檢及配合長期監測，進行整治成效追蹤。
* 工程顯著效益:
(一)集水井及坡面集水管排水成效良好：
113年7月凱米颱風期間，集水井內集水管及各區坡面集水管皆有明顯出水，其中集水井內最大排水量達570噸/日。
(二)上邊坡常時水位下降：
打設集水管後，水位觀測井(23-1W)常時水位下降5m，且凱米颱風期間，地下水位無明顯上升情形，顯示O-3集水井施作後，有效抑制降雨期間之地下水位上升(如圖12)。
(三)下邊坡地下水：
打設集水管後，水位觀測井(22-1W)降雨後高水位下降約3m(如圖13)。
(四)R1塊體位移情形趨緩：
R1塊體內之孔內伸縮計(20-5BEH)於凱米颱風(日雨量約231.5mm)期間，並無明顯位移，對比相當規模之111年尼莎颱風(日雨量約295.5mm)造成約84mm之明顯變位，可見打設集水管後，R1塊體位移情形趨緩(如圖14)。
(五)可作為華梵大學相關科系學生教學場域：
本分署施作之O2及O3集水井均能有效使邊坡位移情形趨緩，未來可作為華梵大學相關科系學生參訪學習之場域。