114 地方特考三等 水土保持工程類科 坡地穩定與崩塌地治理工程 考古題詳解
第 一 題25 分
請說明崩塌地調查時滑動區塊、測線與鑽孔劃分布設的原則為何?
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核心觀念
崩塌地調查的目的,是把地表變形與地下地質連結起來,判明崩塌範圍、滑動方向、滑動面位置及地下水狀況,供後續穩定分析與治理設計使用。滑動區塊是依地形、地質及變形特徵劃分的調查單元;測線提供地表與地下剖面;鑽孔則用來查明地層、弱面、滑動面及地下水。
測線與鑽孔須配合地表調查成果安排,布設位置應能呈現地下地質構造及可能滑動面,並滿足邊坡穩定分析所需。題目不是選擇題,無須逐項分析;本題亦無須計算。未涉及法條,故不適用法規年度說明。
解題方法與布設原則
作答時依「先劃區塊、再定測線、最後配置鑽孔」說明,並點出三者須相互配合。
一、滑動區塊的劃分
- 依崩塌地形與邊界劃分:利用崩塌頭壁、側壁、滑動邊界、坡趾及堆積區等地形特徵,圈定可能的滑動範圍。
- 依變形與滑動特徵劃分:參考地表裂縫、階梯狀地形、地面隆起或下陷、樹木傾斜、湧水及地表位移方向,辨識活動程度與可能滑動方向。
- 依地質與水文條件細分:地層、岩性、地質構造、地下水條件或變形機制明顯不同時,應分成不同區塊;同一坡面若有多個滑動體或多組滑動面,也應分別調查。
- 邊界不明時保留調查範圍:初步判釋後應以現地踏勘、地形資料及監測成果查核;若滑動邊界仍不清楚,調查範圍應涵蓋可能影響區及鄰近穩定區,避免只查到可見崩塌痕跡。
二、測線的劃分與布設
- 主要測線沿最大坡降方向布設:由坡頂、滑動區中段延伸至坡趾,通常使測線大致垂直等高線,以呈現崩塌體縱向剖面及滑動方向。
- 測線應穿過關鍵地形位置:宜涵蓋崩塌頭部、主要裂縫或陡坎、變形集中區、可能滑動面出露處及坡趾堆積區,使剖面能反映崩塌體整體幾何形狀。
- 必要時增設橫向或複測線:當崩塌寬度大、地質構造複雜、滑動方向不一致、區內有多個滑動區塊,或單一測線不足以掌握滑動面形貌時,應增設橫向測線或其他複測線。
第 二 題25 分
請說明地質鑽探調查時 SPT 與 RQD 是如何進行及目的為何?
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核心觀念
本題考查地質鑽探中兩種常用的現地調查指標:
- SPT(標準貫入試驗):在鑽孔內以標準錘擊方式將分裂式取樣器打入土層,記錄貫入阻抗並取得土樣。主要指標為 SPT-N 值。
- RQD(岩石品質指標,Rock Quality Designation):利用鑽取岩心的長度與完整程度,估算岩體節理、裂隙及破碎程度。
兩者分別偏重土層貫入阻抗與岩體岩心完整性,可協助掌握坡地地層條件,作為邊坡穩定分析及崩塌地治理設計的依據。
解題方法
依「如何進行」及「目的為何」分別說明,並列出試驗程序、計算方式與結果判讀。作答時須區分:SPT-N 是擊數指標;RQD 是岩心長度比例指標。
一、SPT 標準貫入試驗
試驗程序與 N 值計算
鑽孔到達預定試驗深度後,先清除孔底沉渣,再將分裂式取樣器接於鑽桿底端,置入孔底。以質量約 的落錘,自約 高處自由落下,分段打入取樣器。
標準貫入長度為 ,分成三段,每段 :
- 第一段 為預打入段,其擊數記錄但不納入 N 值。
- 第二、三段各貫入 ,兩段擊數相加,即為 SPT-N 值。
其中 N 值表示取樣器貫入後續 所需的總擊數,單位通常記為「擊/」。試驗完成後取出取樣器,取出土樣供土層辨識及試驗紀錄使用。
試驗目的與用途
SPT 可取得土樣並判斷土層性質;N 值則反映土層對貫入的阻抗,常用於推估砂土的相對密度、黏性土的軟硬程度,以及土層承載力、沉陷等工程性質。經適當修正的 N 值也常用於砂土液化潛勢評估。
判讀時須留意,N 值會受錘擊能量、設備型式、鑽孔及操作方式等因素影響;跨工址或不同設備比較時,應確認資料是否採用一致的試驗條件與修正方式。遇卵礫石、硬層或拒錘情形,也應在紀錄中註明,避免將異常高擊數直接解讀為土層強度。
二、RQD 岩石品質指標
岩心量測與計算
第 三 題25 分
請說明崩塌地地下水排除的集水井工法,其深度與直徑大小的設置原則為何?
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核心觀念
集水井工是地下水排除的抑制工法:在崩塌地或地滑區設置垂直井筒,再由井內施作集水、排水鑽孔,排除滑動面附近的地下水,以降低地下水位及孔隙水壓,減少滑動土體的下滑作用。
本題重點是依地滑活動狀態與地層條件,說明集水井的井底深度如何設定,以及井筒直徑如何兼顧施工與安全。
解題方法
深度原則
集水井深度應配合滑動面位置、基盤深度、地滑活動狀態及排水鑽孔配置決定,不採固定深度。
- 活動中的地滑:井底宜設於滑動面以上,通常比滑動面淺約 以上,以降低井筒受滑動土體推擠、變形或破壞的風險。
- 停止或較穩定的地滑:為有效排除滑動面附近地下水,並使排水鑽孔能設於穩定基盤中,井底通常穿過滑動面,進入基盤約 。
- 其他地層條件:若不必將井底設於基盤內即可達成排水目的,或井筒有受地滑活動破壞之虞,可依調查及設計結果將井底設在滑動面以上。
直徑原則
第 四 題25 分
請說明坡面保護設施的種類,並列舉說明五種坡面保護設施的目的與特徵各為何?
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核心觀念
坡面保護設施的主要功能,是保護坡面表土與近表層材料,減輕雨滴打擊、地表逕流沖刷及風化作用,避免沖蝕溝擴大、表土流失或淺層剝落。設施可採植生、構造物,或兩者結合的方式。
判斷設施功能時,須區分「保護坡面」與「穩定整體坡體」:一般坡面保護工主要處理坡面沖蝕、風化等問題,不能取代擋土、地錨、排樁等深層穩定設施,也不能取代排水設施。若坡體已有深層滑動或地下水問題,仍須另行採取相應的穩定與排水措施。
解題方法
先列出坡面保護設施的主要類型,再挑選五種代表性設施,分別說明「目的」與「特徵」。作答時宜涵蓋植生類、植生與構造結合類,以及構造物類,並指出適用考量,避免只羅列名稱。
常見種類包括:噴凝土護坡、型框護坡、噴植草籽、客土袋植生、掛網植生、植生帶或植生毯、打樁編柵植生護坡、萌芽樁護坡等。
五種設施的目的與特徵
| 設施 | 目的 | 特徵 |
|---|---|---|
| 噴植草籽 | 使裸露坡面迅速形成植被覆蓋,減少雨滴打擊與地表逕流沖刷。 | 將種子、培養土、肥料及纖維等材料混合後噴附於坡面,施工速度快、可覆蓋較大面積;植生建立前容易受豪雨沖蝕,成效受坡面土壤、坡度及養護條件影響。 |
| 掛網植生 | 固定坡面植生材料,降低表層土砂沖刷或小塊剝落。 | 於坡面鋪設金屬網或合成材料網,再配合噴植、客土等方式促進植生;網材提供表層束制作用,適合植生材料不易附著或坡面較陡的地點。網材須妥善錨定,且不等同深層補強。 |