治山防災類—碼崙溪上游防砂設施修復工程
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治山防災類—碼崙溪上游防砂設施修復工程
主辦單位:行政院農業委員會水土保持局臺北分局
設計單位:四維工程顧問有限公司
監造單位:四維工程顧問有限公司
承攬廠商:昌豐營造工程有限公司
契約金額:新台幣16,146仟元
工 期:105年4月28日至106年3月16日
工程內容:
1、扶壁式四號壩主壩:1座。
2、溢口鋼板補強:40M。
3、扶壁式補強工:13座。
4、四號壩副壩:1座。
5、消能塊:73座。
6、河道整理:1式。
工程之創新、挑戰及周延性:
創新性:
1.防砂壩溢口設計拋物線型,以建立常流水低水流路導正流心,使常流水固定水流行經路徑,減少沖蝕下游兩岸。
2.溢口前端帽緣設置,減少水流衝擊下游側壩體,確保下游基礎減少掏空情形發生。
3.複合式防砂壩:溢洪口40M範圍採扶壁式壩型式配合上游側扶壁板及土自重加強壩體穩定,兩側壩翼採重力式壩型式確保整體溢洪口有效洪水排放及防砂壩有效攔砂功效發揮。
4.複合式創新工法節能減碳:防砂壩主要採扶壁式防砂壩型式施作,發揮原有防砂壩功效,以重力式壩型式與扶壁式壩型式比較,有效減少經費22.2%(溢口40M範圍,重力式壩費用552.4萬,扶壁式壩費用430.2萬)。
挑戰性:
1.施工期間開挖四號壩副壩(已掩埋之原主壩位置),發現原主壩已損壞不堪利用(原設計做新設扶壁式主壩下游副壩利用),立即調整部分工項施作,新設四號壩副壩約51M,於原核定經費內調整,有限經費內發揮應最大功效。
2.複合式防砂壩(扶壁式防砂壩(溢口範圍)+重力式防砂壩(壩翼範圍)扶壁式主壩壩高10.25M,壩翼高5.25M,上游13座扶壁式補強工,施工界面多較傳統重力式壩工法繁雜,且施工範圍位於行水區,備受工程挑戰。
3.防砂壩溢口採拋物線線型配置,非採單一溢口高程設計,施工及放樣困難性高。
4.施工期間105年9月遭逢豪大雨,工區遭土砂掩埋3~5M深,扶壁式四號壩主壩施作正逢基礎施作,已施作部分重新打除施作,並加強趕工於於次年5月汛期前及完工期限前完工並完成驗收,深受氣候及區域性挑戰。
5.保全對象為碼崙橋橋梁及宜51線通往南山、梨山之台七甲公路之替代道路,歷年來土砂下移量大及均編列年度清疏經費效果有限,屬急迫性治理之區域,上游崩塌及土砂下移仍未有效抑止及抑制,需優先治理。
6.汛期期間(五月一日至十一月三十日)山洪挾帶大量土石危及施工作業安全。施工作業安全。
周延性:
1.護坦工設置:於主副及壩副壩水躍範圍利用混凝土消能塊及現地大塊石護坦防沖刷壩址基礎,減少掏空情形發生。
2.乾砌石邊坡坡趾保護:本案設置扶壁式主壩與副壩已達到防砂壩之需求,為加強兩岸裸露面保護(以岩盤居多),利用有限經費現地塊石乾砌以加強保護裸露面基腳,乾砌塊石護岸起點與終點均崁入既有設施及銜接退縮水流後方,以減少水躍後水流沖蝕兩岸裸露面及約束水流流徑,故安全整合性考量於設計階段納入。
3.天然淨水池: 扶壁式主壩與副壩間之護坦範圍,利用些許高差約60CM,營造池內有水之消能環境及柔性消能空間,減少水躍後土砂塊石沖擊動能及壩址下游基礎掏空破壞。
4.既有介面銜接:乾砌塊石護岸起點退縮水流後方與終點崁入既有設施(舊4號壩主壩僅存之壩翼),以減少水躍後水流沖蝕兩岸裸露面及約束水流流徑,防砂主體工程有效發揮與附屬工程通盤考量,均整體安全性考量。
優良事績及顯著效益:
1.攔截土砂及淤砂空間建立:防砂壩發揮攔截上游土砂下移,減少土砂下移量約3萬立方,遲滯土砂到達下游時間及有效控制土砂量下移量。
2.確保下游安全:歷年來土砂下移量大及每年編列清疏經費執行效果有限,屬急迫性治理之區域,完工後有效抑止及抑制上游崩塌及土砂下移量確保碼崙橋橋梁及宜51線通往南山、梨山之台七甲公路之替代道路用路安全。
3.減少年度清疏費用編列:下游保全對象碼崙橋是分局重點清疏工程編列標的,歷年99年至106年共已花費約1億清疏工程,本案防砂壩設置後可有效減少清疏費用支出。
4.減少土石流發生率:土石流發生條件為大量的鬆散土体與水之混合體,在重力作用下隨渠道坡面而下,設置防砂壩主副壩,有效降低渠道坡度及減少土砂下移,減少減少土石流發生率。
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