2010/06/14 【聯合報╱記者蔡永彬】
北二高走山意外在罹難者遺體挖出後,工程人員在現場重新測量被破壞的面積。 本報資料照片
今年4月25日下午2點半,國道三號高速公路南下3.1公里、基隆巿七堵區瑪東山區旁,發生國道有史以來最嚴重的「走山」意外,初步鑑定原因應該是崩落的土石量太大,遠遠超過該地埋設的「地錨」承受的土石量,而造成崩塌。
國立台灣海洋大學副校長、河海工程學系教授林三賢解釋,在功能上,地錨是一種以人為方式藉由預力鋼鍵深入土層或岩層,「抓住」地層裡的土石,產生摩擦、阻抗,讓地錨本身、山坡土石和周圍地層達穩定狀態,保護坡道不滑動。依構造,「地錨」可分為「錨頭」、「自由端」和「固定端」3部分。
林三賢表示,「錨頭」是地錨露出地表的部分,鋼鍵於施拉預力錨錠後,多半以混凝土包覆以保護錨頭;「自由端」就是鋼鍵深入錨頭後段地層中而不加以固定且可自由伸張的一段,長度超過4公尺以上、周邊塗上防鏽油脂,一端以夾片固定在錨頭、另一端插入固定端中;「固定端」就是鋼鍵位於自由端後端,藉由水泥漿用壓力灌漿將鋼鍵固定於此段中。
林三賢說,山坡地施工當然不是光靠一根地錨就夠了,需要非常謹慎的評估。
專業技師會針對必須做穩定處理的山坡,尋找「最可能滑動面」,再乘上安全係數(大多取1.5,指所有地錨的承載重需大於「最可能滑動面」土石重的1.5倍以上),決定採用的地錨數量和分布。我們偶爾可以在坡壁上發現多根地錨以方格狀排列(稱為「格樑護坡」),一起「合作抗滑」。
林三賢指出,岩層會遭受下雨、風化等作用的侵蝕;如果水透進去,頁岩泡水後就可能變成「一灘泥水」,加上水壓力、土石吸水膨脹等因素,就可能導致岩層整塊滑下,所以地錨可說是「身負重任」。
然而地錨打入坡地後,也不是一勞永逸。林三賢說,地錨的設計壽命一般都有數十年以上,但錨頭可能會因為混凝土龜裂使水侵入或地下水滲出,鋼鍵也可能因鏽蝕。雖然目前已經有可以重複施拉預力的「可複拉式(可調式)地錨」,但因為價錢較高,使用並不廣泛,實務上仍以傳統式地錨較普遍,或採用土釘或岩錨穩定坡面的工法。
林三賢表示,自然風化沒有辦法阻擋,但政府可以在徵收路權時,於交界面做好排水設施,不要讓路權外的水侵入到邊坡裡,以免加速地錨失效造成災害。
防塌坡 不能只靠地錨
國道三號高速公路發生國道有史以來最嚴重的「走山」意外,台灣大學土木工程學系教授林銘郎指出,走山現場當天沒有地震、沒有大雨,事件發生的主因推測是岩體重量太重,加上水滲入岩層,水造成的壓力、浮力不僅將土石上抬,水在岩層間的潤滑作用也導致土石更容易滑動,因而造成悲劇。
5月7日,「國道三號3.1k崩塌事件專案小組」公布初步報告,指出當地「砂頁岩滲水」是關鍵主因;該地段地錨防潮不夠、路權外的巡檢人力不足也是原因。
台灣多山,山坡地開發時「斬斷坡腳」有些時候是免不了的,但是要怎麼維護靠近山坡地工程的安全?林銘郎說有兩個問題需要考慮:第一,開發路線或地點能否「轉彎」或「退讓」以避開坡腳?第二,如果無法繞過去,工程方法可不可以擋得了潛在的土石危機?
以邊坡固定工程常用的「地錨」來說,林銘郎表示,雖然地錨是有效又便宜可以阻擋岩層滑動的工法,但是完工之後的防鏽、品質檢測和後續維護要特別注意。「地錨是否可以當作永久結構物,在工程上還有待討論。」
除了地錨外,林銘郎說,大型邊坡常會「削坡減重」,也就是把坡地上的土石「處理掉」,讓它們不至於因太重而垮下來,但這卻可能有生態、環保上的問題。另一個方法是運用「擋土排樁」,因為它主要透過足夠的樁體勁度與貫入深度提供反力,抵抗邊坡滑動,即使逐漸「撐不下去」了,也是慢慢變形,不像地錨相較之下容易脆裂,而讓坡地整個垮掉。
走山事件發生後,林銘郎認為,現在值得關注的問題是「國三其他路段,會不會有類似,甚至更深的滑動面?」以及未來邊坡工程的維護、檢查問題。
他說,如果完工之後不放心,就應該裝設監測儀器;然而,目前儀器對於岩石破壞的檢測還不夠好,電子儀器也不一定耐得住日曬、雨淋,如何維持常設的專業人員判讀、更新儀器,也是問題。
林銘郎說,山坡道路預防不能只有「擋土」,排水一樣重要。工程檢驗不比人類體檢,不太可能「挖開來再塞回去」,但可以經過乾季、雨季等四季循環幾次之後,運用天候、水文、監測與檢測數據,針對高危險性的地段作維護、補強。 |