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規劃工具與知識

經濟部水利署

水利規劃試驗所

Water Resources Planning Institute, Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs
水利規劃試驗所
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  2. 規劃工具與知識
  3. 大地試驗類
  4. 規劃理念與程序

大地試驗調查程序

在水利工程建設中,大地工程調查是一項基本且重要的工作,無論是在規劃、設計、施工及營運維護等階段,各階段有不同的調查範圍、精度及程度等要求。

每階段工址調查,都包含既有資料之整理、工址現勘、初步調查及補充調查。圖一為現行水利工程規劃階段大地工程調查流程圖,以下內容將一一說明。

河床質調查流程圖

圖1 現行規劃階段大地工程調查流程圖

流程圖說明:

初步調查階段:

調查作業開始 → 資料蒐集與分析 → 地表地質調查 → (地球物理探查 ←→ 鑽探工程 ←→ 開挖調查 ←→ 現地試驗) → 室內試驗 → 初步調查成果報告

補充調查階段:

→ 鑽探工程 → (補充)室內試驗 → (補充)現地試驗 → 補充調查成果報告

進行大地工程調查時,首先需編定工作計畫書,以利工作執行。整個工作流程先針對工程特性及需求瞭解、收集相關的基本資料或既有調查資料規劃後續工作規劃,再者進行地表地質調查、後續透過其他調查技術(地球物理探測、鑽探工程、開挖調查、現地試驗及室內試驗)獲得進一步的成果資料,以作為初步定性或半定量評估工址特性;再者,根據初步調查的成果,探討地質工程問題或針對重點處進行更詳細的補充調查,提供更多數據,以作為定量評估工址特性之用。

以下針對圖一之各項目詳細說明:

  1. 資料蒐集與分析:

    收集並分析與工程有關之地形與地勢、地質構造、土壤與岩石之力學性質及工程性質、工程環境(如斷層、地下水、崩積土、地盤下陷等等)及對已有工程結構物可能互相影響之資料。

  2. 地表地質調查

    此步驟目的為掌握工址地表地形、地質特性,以協助釐清與工程規劃、設計及施工有關問題。地表地質調查前,應按工址之複雜性、工程計畫之階段性及以往瞭解之程度,擬定調查計畫。工作期間應配合調查及工程計畫所需,不斷蒐集、評估、檢討地質資料,適時提供調查結果,供作後續階段參考依據。

  3. 地球物理探查

    岩土會因不同因素(例如岩土種類、成分、溫度、濕度..等等)會有不同物理性質(電學、力學及磁學..等)性質,地球物理探查法就是觀測這些物理場的分布和變化特徵,並結合已知地質資料進行分析與推估地下岩土介質的特性。常用者為折射震測法、地電阻法、透地雷達法等。

    有關使用何種地球物理探勘項目、數量以及佈設位置,需依前項地表地質成果與工程特性決定之,此外,探查結果必須要與鑽孔或直接探查資料交叉比對校正。

  4. 鑽探工程

    鑽探是驗證前項地表地質或地球物理探查資料之最直接的方式。該項工作採用的設備與方法,應依據工程作業階段、岩層種類、探查深度、設計需求與特殊目的等決定,方能取得品質良好的樣品及驗證資料需求。

    為了能取得品質佳的資料,該工作必須對現地監督工作有所要求,至少包括下列項目: (1)確定鑽孔與取樣合乎規範要求; (2)工作日報表檢查;(3)與其他調查人員及設計單位連繫,以便視工作需求對現場鑽孔工作調整;(4)樣品選擇至運送等過程及品管。

  5. 開挖調查

    本工項主要目的係增加露頭資料,以補充地表地質調查及鈷探資料等之不足。其調查結果可用於(1)地表地質調查成果驗證;(2)查核構造物等之基礎岩層特性;(3)評估工程材料(骨材)之特性及數量。本調查方法可配合現地試驗或取得樣品進行室內試驗來了解現地地層力學性質。

    開挖調查方法有剝洗法、槽溝法、試坑法、橫坑法等方式。岩盤基礎調查大都採用剝洗法、槽溝法及橫坑法進行調查,土層基礎或材料調查則採用試坑開挖法較多。

  6. 現地試驗

    現地試驗所需人力及物力相當大,因此進行現地試驗前應對工址有相當瞭解,並配合欲探查工址地層特性及工程特殊問題,選用適當試驗方法、規範及決定試驗數量。現地試驗之地點(試體)應具代表性,試驗準備過程中應避免擾動試體。

    現地試驗項目種類繁多,例如,岩盤孔內變形試驗、垂直及水平向平鈑載重試驗、現場直接剪力試驗、孔內透水試驗、岩層滲漏試驗、現地密度試驗及抽水試驗等等。採用何種試驗項目需視調查目的、工程特性等決定之。所採試驗項目施作需注意各試驗參考規範及試驗結果與分析。

  7. 室內試驗

    室內試驗之目的在求得工址地質材料特性與土石材料工程性質。試驗樣品主要透過現場鑽探或開挖調查方式取得。為滿足材料之工程性質參數試驗精度要求,室內試驗需注意下列幾項要求:(1)現場鑽探及取樣需符合工作規範及要求;(2)儀器設備精度、試驗程序及試驗人員需符合相關規範要求。

    室內試驗項目種類繁多:(一)土壤方面:一般物理性質(含水量、單位重、阿太堡限度、比重、粒徑分析等)、三軸壓縮試驗、單向度壓密試驗、透水試驗、夯實試驗、直接剪力試驗、動力三軸試驗…等等;(二)岩石方面:一般物理性質(含水量、單位重、吸水率、比重、孔隙率等)、單軸抗壓強度試驗、三軸強度試驗、抗張強度試驗、直接剪力試驗、靜彈性模數試驗、消散耐久試驗、健性試驗、磨損試驗…等等。採用何種試驗項目需視調查目的、工程特性等決定之。所採試驗項目施作需注意各試驗參考規範及試驗結果與分析。

  8. 成果報告

    就各項調查項目(地表地質、地球物理探查、鑽探工程、開挖試坑、室內試驗及現地試驗),依其相關規定呈現成果內容,並就成果評估調查成果對構造物工程之影響,並建議後續調查階段需進行何種調查項目及試驗來釐清工程問題。

    參考資料
    1. 交通部國道新建工程局,大地工程調查作業準則,中華民國84年
    2. 洪如江編著,初等工程地質學大綱,財團法人地工技術研究發展基金會,中華民國84年

最後更新時間:2017-11-17