苏花公路稳定问题与分析初探-建国科技大学.PDFVIP

2012 Taiwan Rock Engineering Symposium (2012 TRES) October, 25-26, 2012 NUU, Miaoli, Taiwan 蘇花公路穩定問題與分析初探 -以蘇花公路115.9k 為例 1 2 3 朱晃葵 羅佳明 張玉粦 1 財團法人中興工程顧問社防災科技研究中心研究助理 2建國科技大學土木工程系暨土木與防災研究所助理教授 3 財團法人中興工程顧問社防災科技研究中心副經理 摘要 蘇花公路於梅姬颱風豪雨期間，造成蘇澳至南澳段附近山區公路邊坡產生嚴重損毀， 其 中 以公路路線曲率最大處里程( 115.9k)附近溪溝周緣受到降雨誘發的岩屑崩滑事件最為嚴 重。對於山區道路周緣山崩量體與影響範圍之掌握，實為當前關鍵之 防救災課題，亦為目前 國內外研究之發展重點。本研究透過現場調查及合理的假設來建立蘇花公路 115.9k附近的三 維數值模型，利用三維有限元素軟體(midas/GTS)模擬邊坡的穩定狀況，藉此描述山崩破壞機 制以及釐清坍塌範圍與滑動深度，作為山區道路高潛勢災害路段防災之參考。 關鍵字 ：蘇花公路邊坡穩定、工程地質、數值模型。 一 、前言 蘇花公路 又稱台( 9線)於梅姬颱風民國( 99年10月21~24日 豪雨期間，造成蘇澳至南澳段附) 近山區公路邊坡產生嚴重損毀，以公路路線曲率最大處 里程( 115.9k附近的岩屑崩滑事件最為) -1 2 -3 3 嚴重， 經航照判釋估算坍塌面積與崩落體積約1×10 km 與2.1×10 km ，其產生之土石流往東 -2 2 南方下邊坡衝擊道路後堆積於太平洋海岸線 ，形成面積約4×10 km 之三角洲沖積扇，山崩材 料與破壞類型以崩積土層與風化岩塊之岩屑崩滑為主(Chou, 2012; 李彥良，2010 ；中央氣象 局防災颱風資料庫， 2012) ，在此事件前後亦有芭瑪颱風民國( 98年10月)與奈格颱風民國( 100 年10月的長時間降雨事件導致此區域路段邊坡產生坍滑造成路基) 持續流失，產生道路 阻斷的 災害(交通部公路防救災資訊系統，2012) 。 事件發生後，已有相關工程單位與部分研究 針對本區域進行山崩機制調查與整治規劃， 並加強蘇花公路沿線邊坡穩定性調查、監測與預警 ，如交通部運輸研究所(2011)針對115.9k 邊坡的崩塌監測預警模式之建立 。而現今山區道路因天災 預警封路的依據主要是透過降雨量 預測來施行，對於區域性坡地狀況及災損機制尚未進行系統性的歸納統整 ，故 山區道路周緣 邊坡山崩潛勢高低的預警工作仍有加強空間，尤其是 對於邊坡整體構造特性以及 山崩量體與 影響範圍之掌握，實為相當關鍵之重點課題，此亦為當前國內外研究之發展重點。而對於邊 坡穩定分析問題，近年來廣為應用數值軟體與適當的分析模式，可以求得與實際較為 接近的 破壞 狀態 ，也能夠進行更貼近實際狀況的分析，但傳統二維平面應變分析只能分析邊坡的單 一滑動面，利用它來考慮蝕溝兩側的三維坡壞機制並不恰當，而二維分析和三維分析的最大 區別在於，是否考量地表面起伏和滑動面的形狀、大地材料特性以及滑動面的分佈等因素， 且三維分析中可進一步考慮二維分析未考慮到的 三維受力情況 ，故與實際更接近。因此本研 究利用三維有限元素軟體 (