GEOBRUGG Protection Systems 防落石網及邊坡 ... - 台灣營建研究院
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CCC<br />
中華民國營建科技審查制度<br />
中華民國營建科技審查制度<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>Protection</strong> <strong>Systems</strong><br />
<strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統<br />
<strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統<br />
專案審查報告<br />
專案審查報告<br />
專案主持人: 梁 樾(立德管理學院講座教授)<br />
專 案 委 員 : 陳榮河(臺灣大學土木系教授)<br />
張吉佐(中興工程顧問股份有限公司<br />
協理)<br />
專 案 秘 書 : 宋國華 助理工程師<br />
案 號 TCT-94003 申請日期 94.11.20<br />
產品名稱<br />
T E<br />
CE EE E<br />
S<br />
材料<br />
工法<br />
技術<br />
設備<br />
台灣 營 建 研 究 院<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>Protection</strong> <strong>Systems</strong><br />
<strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統<br />
完成日期 95.12.20<br />
申請單位 FATZER AG <strong>GEOBRUGG</strong> 公司 審查型態 成熟型<br />
財團法人<strong>台灣營建研究院</strong><br />
財團法人<strong>台灣營建研究院</strong><br />
中華民國九十五年十二月二十日
聲 明 書<br />
本報告為依據「中華民國營建科技審查制度」實施規章,經過下<br />
列專案審查組委員專業、公正與客觀地審查,所發表的結果資料是正<br />
確且可靠的。<br />
專 案 主 持 人 : 梁 樾(立德管理學院講座教授)<br />
簽名:<br />
專 案 委 員 : 陳榮河(臺灣大學土木系教授)<br />
簽名:<br />
張吉佐(中興工程顧問股份有限公<br />
簽名:<br />
司協理)<br />
制 度 總召 集人: 王明德(<strong>台灣營建研究院</strong>院長)<br />
簽名:<br />
本制度審查認可之產品適用於認可登錄之範圍,使用者應依專業<br />
知識判斷使用時機,方能發揮產品之優良效能。
概 要<br />
FATZER AG <strong>GEOBRUGG</strong> 公 司 ( 以 下 簡 稱 申 請 單 位 ) 研 發<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>Protection</strong> <strong>Systems</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統(以下簡稱本<br />
產品),希望以本產品之結合自然環境、環保永續理念,取代目前以鋼<br />
筋混凝土工程為主,未能符合環保、永續的理念邊坡防護工程。因此<br />
希望藉由 CETES 之審查結果,肯定本產品之品質及特性,以期有助於<br />
市場之推廣應用,並對國內山坡地邊坡穩定工法技術之提升有所貢獻。<br />
申請單位於民國九十四年十一月二十日正式提出審查申請(審查申<br />
請書見附錄一),執行委員會於九十五年八月月十六日召開書面審查會<br />
議審查通過接受其申請,因本產品已有相當之試驗資料及現地應用實<br />
績,決定以成熟型進行審查。專案審查組分別於十月三日及十一月七<br />
日召開專案審查會議,詳細審視本產品之審查申請書及所附數據資料<br />
及文件,撰寫完成本審查報告並擬定驗效計畫(見附錄二)。詳細開會內<br />
容及記錄見附錄四。<br />
經過 CETES 委員審核申請單位所提之試驗資料及證明文件(詳附<br />
件二)後,「<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>Protection</strong> <strong>Systems</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統」<br />
之審查範圍如下:<br />
一、產品工程特性與功能<br />
1. 防落石網<br />
(1) 落石防護性能<br />
(2) 消能性<br />
(3) 設計準則<br />
(4) 耐久性<br />
2. 防土石流網<br />
(1) 土石流防護性能<br />
(2) 消能性<br />
(3) 生態保護性能<br />
(4) 設計準則<br />
3. 邊坡穩定防護網<br />
(1) 邊坡滑動穩定性能<br />
(2) 設計準則<br />
(3) 耐久性<br />
1
(4) 生態保護性能<br />
4. 邊坡落石防護網<br />
(1) 限制落石性能<br />
(2) 耐久性<br />
(3) 生態保護性能<br />
二、產品於邊坡工程之應用案例<br />
1. 防落石網<br />
2. 防土石流網<br />
3. 邊坡穩定防護網<br />
本報告中,審查委員針對以上項目審核相關數據及應用成效,以<br />
作為產品應用範圍及適用性之建議。<br />
2
專案審查報告<br />
專案審查報告<br />
目 錄<br />
第一章 引言 .............................................................................................................. 1<br />
第二章 目的及工作範圍........................................................................................... 3<br />
第三章 審查系統與準則........................................................................................... 5<br />
第四章 審查內容....................................................................................................... 8<br />
4.1 防落石網........................................................................................................ 8<br />
4.1.1 規範概要.............................................................................................. 8<br />
4.1.2 驗效性能............................................................................................ 10<br />
4.1.3 材料性質及特性 ............................................................................... 14<br />
4.1.4 產品應用範圍 ................................................................................... 16<br />
4.1.5 與傳統工法比較 ............................................................................... 17<br />
4.1.6 檢查與維護........................................................................................ 18<br />
4.2 防土石流網.................................................................................................. 21<br />
4.2.1 驗效性能........................................................................................... 21<br />
4.2.2 材料性質及特性 ............................................................................... 23<br />
4.2.3 產品應用範圍 ................................................................................... 25<br />
4.2.4 與傳統工法比較 ............................................................................... 25<br />
4.2.5 檢查與維護....................................................................................... 25<br />
4.3 邊坡穩定防護網.......................................................................................... 26<br />
4.3.1 驗效性能........................................................................................... 26<br />
4.3.2 材料性質及特性 ............................................................................... 29<br />
4.3.3 產品應用範圍 ................................................................................... 30<br />
4.3.4 與傳統工法比較 ............................................................................... 31<br />
4.3.5 檢查與維護....................................................................................... 32<br />
4.4 邊坡落石防護網.......................................................................................... 33<br />
4.4.1 驗效性能........................................................................................... 33<br />
4.4.2 材料性質及特性 ............................................................................... 34<br />
4.4.3 產品應用範圍 ................................................................................... 34<br />
4.4.4 與傳統工法比較 ............................................................................... 35<br />
4.4.5 檢查與維護....................................................................................... 35<br />
4.5 工程應用案例成效 ...................................................................................... 36<br />
4.5.1 防落石網應用案例............................................................................ 36<br />
4.5.2 防土石流網應用案例........................................................................ 39<br />
i
4.5.3 邊坡穩定防護網應用案例................................................................ 41<br />
第五章 審查結果與建議........................................................................................... 44<br />
5.1 建議適用範圍.............................................................................................. 46<br />
5.2 發包策略...................................................................................................... 47<br />
第六章 驗校追蹤計畫............................................................................................... 49<br />
第七章 結論 ............................................................................................................ 55<br />
附錄一 專案申請書<br />
附錄二 申請單位提送文件<br />
1.防落石網<br />
產品手冊(RX-300)<br />
維護手冊(RX-300)<br />
瑞士防落石網指引規範<br />
2.防土石流網<br />
技術通報<br />
3.邊坡穩定防護網<br />
產品手冊<br />
4.邊坡落石防護網<br />
產品手冊<br />
附錄三 會議記錄<br />
附錄四 產品經歷<br />
ii
圖表目錄 表目錄<br />
圖 1.1 <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統 ......................................................... 1<br />
圖 3.1 CETES 審查流程圖........................................................................................... 5<br />
表 1.1 產品基本資料表............................................................................................... 2<br />
表 2.1 申請單位提送審查文件資料彙整.................................................................... 4<br />
表 3.1 本案之審查方法及標準表 ............................................................................... 7<br />
表 4.2 工程應用案例成效......................................................................................... 43<br />
表 5.1 審查之工作項目、準則、規定及合格與否對照表....................................... 45<br />
iii
邊坡穩定防護網<br />
邊坡穩定防護網(TECCO)<br />
邊坡穩定防護網<br />
邊坡落石防護網<br />
邊坡落石防護網<br />
(TECCO Drape)<br />
第一章 第一章 第一章 引言<br />
引言<br />
國內、外以往邊坡工程多以鋼筋混凝土工程為主,而未能符合環<br />
保、永續的理念。有鑑於此,FATZER AG <strong>GEOBRUGG</strong> 公司(以下簡稱<br />
申請單位)研發 <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>Protection</strong> <strong>Systems</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系<br />
統(以下簡稱本產品),希望以本產品之結合自然環境、環保永續理念,<br />
對國內山坡地邊坡穩定工法提升自然環境保持有所貢獻。<br />
1<br />
防落石網<br />
防落石網<br />
(Rockfall Barriers)<br />
防土石流網<br />
防土石流網<br />
(Debris Flow Barrier)<br />
圖 1.1 <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統<br />
依申請單位過去應用經驗,主張本產品於落石、土石流及邊坡穩<br />
定防護之功能,毫不遜於國內目前以鋼筋混凝土工程為主之防護坡工<br />
程,而本產品之結合自然環境、環保永續理念,更優於鋼筋混凝土護<br />
坡工程。<br />
申請單位希望藉由<strong>台灣營建研究院</strong> CETES 之審查結果,肯定<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統之品質及特性,以期有助於推<br />
廣本產品,國內山坡地邊坡穩定工法之提升有所貢獻。<br />
為使讀者迅速掌握本產品之基本資料,茲整理如下表:
表 1.1 產品基本資料表<br />
產品名稱 <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統<br />
防落石網:地表板、豎桿、螺旋狀錨定桿件、環狀鋼束、環狀攔網、連接格網、<br />
產品<br />
主要組成<br />
煞車環。<br />
防土石流網:與防落石網之組成元件相似。<br />
邊坡穩定防護網:防護金屬網、釘鈑、土/岩釘。<br />
邊坡落石防護網:錨頭、金屬桿件、防護金屬網、坡面錨錠。<br />
防落石網:由環狀高張力鋼網、連接格網、錨錠鋼索及消能緩衝環等所共同<br />
組成之攔阻自然邊坡上石塊掉落之系統裝置。<br />
防土石流網:與防落石網之組成元件相似,應用於較緩和之崩塌坡面,阻止<br />
土石流繼續運動之系統裝置。<br />
產品簡述 邊坡穩定防護網:由高拉力鋼絲網組成,通常與土釘或/及岩釘結合使用,以<br />
穩定由未固結材料所組成之陡峭邊坡及可能發生滑動與剥<br />
落之岩坡。系統可進行植生以控制坡面風化程度。<br />
邊坡落石防護網:如同「帷幔」系統,利用錨頭與金屬桿件固定金屬防護網垂<br />
鋪於坡面,以控制落石彈跳路徑。<br />
由環狀高張力鋼纜,連接格網,束桿,錨錠鋼索及消能緩衝環所共同組成之攔<br />
阻系統裝置,應用於自然邊坡上石塊掉落之攔阻、阻止土石流繼續運動、土壤<br />
產品特色<br />
或岩石坡面邊坡穩定及有利植生進而控制風化程度。並結合自然環境以達環保<br />
永續理念。<br />
注意事項 產品使用結果須依現地邊坡岩土性質及邊坡條件等特性決定設計。<br />
製造廠商 FATZER AG <strong>GEOBRUGG</strong> 公司<br />
代理公司 華貿電機股份月限公司<br />
公司地址 台北市復興南路一段 203 號 6 樓<br />
聯絡電話 02-87790417<br />
傳真電話 02-87731570<br />
2
第二章 第二章 目的 目的及工作範圍<br />
目的 及工作範圍<br />
本專案審查過程之目的為依據 CETES 之精神,審核申請單位所提<br />
之研發產品,以利國內營建科技研發及應用之普及性。本專案針對申<br />
請單位之「<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統」提供文件進行審<br />
核,其請求之審查範圍及項目,包括如下:<br />
一、產品工程特性與功能<br />
1. 防落石網<br />
(1) 落石防護性能<br />
(2) 消能性<br />
(3) 設計準則<br />
(4) 耐久性<br />
2. 防土石流網<br />
(1) 土石流防護性能<br />
(2) 消能性<br />
(3) 生態保護性能<br />
(4) 設計準則<br />
3. 邊坡穩定防護網<br />
(1) 邊坡滑動穩定性能<br />
(2) 設計準則<br />
(3) 耐久性<br />
(4) 生態保護性能<br />
4. 邊坡落石防護網<br />
(1) 限制落石性能<br />
(2) 耐久性<br />
(3) 生態保護性能<br />
二、產品於邊坡工程之應用案例<br />
1. 防落石網應用案例<br />
2. 防土石流網應用案例<br />
3. 邊坡穩定防護網應用案例<br />
申請單位提供相關文件資料如下表所示:<br />
3
產品名稱及功能特性<br />
防落石網<br />
落石防護性能<br />
表 2.1 申請單位提送審查文件資料彙整<br />
功能特性說明 佐証或補充文件<br />
藉由彈性或塑性變形阻止滑、跳落塊石之<br />
性能<br />
4<br />
動態短片 "Attention rockfall"<br />
消能性 具備分級為100~3000kJ之消能特性 BAFU Field Test Reports for each<br />
設計準則<br />
耐久性<br />
防土石流網<br />
土石流防護性能<br />
消能性<br />
生態保護性能<br />
設計準則<br />
邊坡穩定防護網<br />
不同消能分級之產品各有其標準配置與設<br />
計<br />
特有鋅鋁防蝕處理技術可延長產品使用壽<br />
命達一般者之3-5倍<br />
擋阻土石流中之石塊持續流動的特性優於<br />
一般攔砂壩<br />
視地形或陂度等條件之差異,可攔阻<br />
1,000m 3 之土石流石塊<br />
與混凝土製之欄砂壩相比較,不會造成生<br />
態保育及環境保護方面之負面效應<br />
採Rickenmann 教授之經驗公式計算土石方<br />
體積及其動能<br />
邊坡滑動穩定性能 由高拉力格網與土釘共同結合為穩定邊坡<br />
之機制<br />
設計準則<br />
耐久性<br />
生態保護性能<br />
邊坡落石防護網<br />
限制落石性能<br />
生態保護性能<br />
耐久性<br />
以 RUVOLUMN 套裝軟體分析邊坡之整體<br />
與局部滑動潛勢並規劃土釘與格網之有效<br />
配置<br />
特有鋅鋁防蝕處理技術可延長產品使用壽<br />
命達一般者之3-5倍<br />
與傳統噴凝土及岩釘組合之邊坡穩定機制<br />
相較,除耐久性能較佳外,亦可兼備綠化<br />
植生功能,且無違反環境保護方面之疑義<br />
高拉力強度網格具防止落石任意彈跳之性<br />
能<br />
固定設施僅止於坡頂,不會對生態環境有<br />
任何危害影響<br />
特有鋅鋁防蝕處理技術可延長產品使用壽<br />
命達一般者之3-5倍<br />
Product Manuals, system drawings(以<br />
1000 kJ產品為例)<br />
試驗報告:依DIN 50012-SS∕ASTM<br />
B117;DIN 50018<br />
動態短片 "Illgraben events" 及 "Whale net<br />
barrier"<br />
試驗報告 "VX/UX <strong>Protection</strong> System<br />
against Debris Flow "<br />
應用實例照片<br />
技術通報:No. TB-228.01 WSL<br />
(Rickenmann), Publications on US<br />
Geological Highway Symposium 2004 and<br />
2005, Summary Report Illgraben WSL<br />
2005<br />
動態短片 "Ardez" 及試驗報告 "No. BGT<br />
0230101"<br />
審查報告(Approval by Prof. Dr. Wichter<br />
of Cottbus University, Certificate by LGA<br />
Nürnberg)<br />
試驗報告:依DIN 50021 及 DIN 50018<br />
動態短片 "Ardez"及實例照片<br />
產品簡介及試驗報告 "No. BGT<br />
0230101"<br />
應用實例照片<br />
試驗報告:依DIN 50021 及 DIN 50018
第三章 審查系統與<br />
審查系統與準則<br />
審查系統與 準則<br />
CETES 為<strong>台灣營建研究院</strong>(以下簡稱本院)為鼓勵營建研發所設之<br />
審查驗證制度,經由各項實驗及專家討論結果,秉持公正、專業、客<br />
觀立場提供營建新產品審查及使用範圍之建議。<br />
本 專 案 依 CETES 實 施 規 章 ( 詳 細 內 容 請 見 本 院 網 站<br />
http://www.tcri.org.tw),審查流程如圖 3.1 所示:<br />
審查作業之核心<br />
1.申請審查<br />
2.資料初審<br />
ok<br />
3.召開執行委員會<br />
4.組織專案審查組<br />
5.訂定審查準則及審查<br />
6.委託審查承諾書之簽<br />
7.執行專案審查<br />
是否有委外<br />
執行需要<br />
8.撰寫專案報告<br />
9.審查結果判定<br />
是否審查證明合格<br />
是<br />
10.審查認可通知<br />
11.簽訂審查證明合<br />
約書<br />
12.登錄廣宣<br />
13.驗效作業<br />
行政作業流<br />
有缺件<br />
是<br />
否<br />
補齊文件<br />
委外<br />
成果報告公<br />
開形式討論<br />
圖 3.1 CETES 審查流程圖<br />
5<br />
執行單位<br />
1.秘書組<br />
2.秘書組<br />
3.秘書組<br />
4. 執行委員會<br />
5. 專案審查組<br />
6.專案秘書<br />
7. 專案審查組<br />
8.專案秘書<br />
9.專案審查組<br />
10.秘書組<br />
11.秘書組<br />
12.秘書組<br />
13.專案審查組
「<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統」為申請單位所研發之<br />
產品,其主要組成由環狀高張力鋼纜,連接格網,束桿,錨錠鋼索及<br />
消能緩衝環等所共同組成之邊坡防護系統裝置。<br />
申請單位於民國九十四年十一月二十日正式提出審查申請(審查申<br />
請書見附錄一),執行委員會於九十五年八月月十六日召開會議審查通<br />
過接受其申請。並於同年 10 月 3 日由立德管理學院梁樾講座教授、臺<br />
灣大學土木系陳榮河教授及中興工程顧問股份有限公司張吉佐協理組<br />
成專案審查小組,進行本專案審查作業。<br />
專案審查組分別於十月三日及十一月七日召開專案審查會議,詳<br />
細審視本產品之審查申請書及所附數據資料及文件,撰寫完成本審查<br />
報告。詳細開會內容及記錄見附錄三。<br />
CETES 將審查作業種類區分為成熟型審查、一般型審查、複雜型<br />
審查。由於本產品已有相當之實驗室試驗資料及現地應用實績,本案<br />
僅以成熟型審查型態進行,未以試驗配合驗證。本案之審查準則、方<br />
法及執行標準,茲以表列如下所示。<br />
6
表 3.1 審查項目與方法<br />
審查項目 審查文件 審查型式<br />
一、防落石網<br />
1.落石防護性能 產品手冊與瑞士防落石網指引規範 文件審查<br />
2.消能性 BAFU 現地試驗報告 文件審查<br />
3.設計準則 產品手冊 文件審查<br />
4.耐久性 DIN 50021 及 DIN50018 試驗報告 文件審查<br />
二、防土石流網<br />
1.土石流防護性能 VX/UX 試驗報告 文件審查<br />
2.消能性 VX/UX 試驗報告 文件審查<br />
3.生態保護性能 應用案例 文件審查<br />
4.設計準則 TB-228.01 技術通報 文件審查<br />
三、邊坡穩定防護網<br />
1.邊坡滑動穩定性 BGT 0230101 試驗報告 文件審查<br />
2.設計準則 產品手冊 文件審查<br />
3.耐久性 DIN 50021 及 DIN50018 試驗報告 文件審查<br />
4.生態保護性能 應用案例 文件審查<br />
四、邊坡落石防護網<br />
1.限制落石性能 試驗報告 BGT 0230101 文件審查<br />
2.耐久性 DIN 50021 及 DIN50018 試驗報告 文件審查<br />
3.生態保護性能 應用案例 文件審查<br />
CETES 專案審查組將依據以上流程及產品試驗結果,裁定本案審<br />
查結果,並建議產品適用範圍及限制,以作為產品使用之參考。<br />
7
第四章 審查內容<br />
審查內容<br />
為協助專案審查組委員進行審查作業,茲將產品所需審查項目及<br />
相關規範予以彙整。本產品主要審查項目為:防護性能、消能性、設<br />
計準則、材料耐久性、生態保護性能與工程應用案例等部份,其細項<br />
請見表 3.1 之審查項目與標準。本專案審查組委員依據申請單位所提之<br />
產品文件資料以及工程應用案例之成果作出審查意見。<br />
目前國內對於落石防護及邊坡穩定裝置並無專業規範訂定,審查<br />
內容主要針對申請單位提供文件,審查產品組成是否符合所提供規範<br />
文件(如瑞士 SAEFL 及 WSL 所發布之防落石網指引規範等)為原則,<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統是否符合表 3.1 所列標準,產品<br />
驗效也以此標準為依據。<br />
4.1 防落石網<br />
4.1.1 規範概要<br />
一、認證程序:<br />
依瑞士環境森林與地形管理局(SAEFL)及瑞士聯邦森林冰雪與地<br />
形保護研究院(WSL)所發布之防落石網指引規範內容及認可程序:<br />
核准之行政作業是由 SAEFL 辦理,聯邦管理局接受落石防護系統<br />
製造商對產品及檢驗之登記註冊,並針對個別施工發出證明書。瑞士<br />
聯邦雪崩與落石防範專家委員會(FECAR)及 WSL 負責核准之程序。試<br />
驗地點係於瑞士 Walenstadt 之 Lochezen 石礦場進行,試驗之量測及記<br />
錄作業是由 WSL負責並將結果彙整成報告。其相關施作步驟列於下表:<br />
權 責 單 位 責 任 內 容 概 述<br />
1 材料製造商或供應廠商 對 SAEFL 提出書面申請<br />
2 SAEFL / SFA 確認收件登記註冊及行政作業審查<br />
3 WSL 文件審閱及測試作業安排<br />
4 材料製造商或供應廠商 繳納測試保証金<br />
5 WSL, 材料商, FECAR 專家委員會代表 共同進行測試<br />
6 WSL, FECAR 專家委員會代表 編撰 FECAR 之測試報告<br />
7 FECAR<br />
試驗後6週內由全體委員審議通過與否, 提報報 SAEFL 並摘<br />
要副知材料製造商或供應商<br />
8 SAEFL/SFA; 材料製造商或供應商 與材料製造商或供應商議定試驗費用<br />
9 SAEFL / SFA 於每年之七月或十月發佈正式之證明報告書<br />
8
二、相關試驗要求<br />
因為防護網之作用為完全停止落石<br />
之衝擊,故落石網之最大彈性、塑性變形<br />
必須不能超用限值。而且必須保有部份有<br />
效阻攔高度及有效斷面積以攔<br />
阻接連而來的落石事件。<br />
落石防護網安裝在 15 m 高<br />
度,藉以四個在基礎位置立柱以<br />
繩索錨錠在岩石面。立柱向平面<br />
傾斜 30°;繩索大約與平面呈 40<br />
°。而立柱的長度取決於能量類<br />
別。測試執行依立柱的最小長度<br />
規定。一旦測試通過,製造商可允許提供 1.5 倍測<br />
試長度的立柱尺寸,藉以証明立柱軸承安全。<br />
落石防護系統之組件共分為九種等級供工程師選擇,其吸收能量<br />
介於 100 kJ 至 5,000 kJ 之間,此處所指之能量即是指試驗能量。按照<br />
其所屬的能量等級,施工必須通過不同之分項試驗,而各分項試驗各<br />
有不同的要求。於分項試驗 a 至 c 中,是使用實體來進行試驗,而於<br />
分項試驗 d 中,則是針對落石防護系統之組件及所提出之文件進行品<br />
質評估。<br />
1. 採用小能量之初步試驗 a:(邊界斷面)<br />
2. 採用 50%能量之初步試驗 b:(中間斷面)<br />
3. 採用 100%能量之主試驗 c:(中間斷面)<br />
4. 採用特別規範對落石防護系統之組件進行評估 d<br />
試 驗 分 級 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
立柱長 (m) 1.5 2.0 3.0 3.0 4.0 4.0 5.0 6.0 7.0<br />
Part-test 能量(kJ) 50 125 250 375 500 750 1’000 1’500 2’500<br />
(b) 測試塊質量(kg) 160 400 800 1,200 1,600 2,400 3,200 4,800 8,000<br />
(50 %) 邊稜長 s(m) 0.41 0.56 0.70 0.80 0.88 1.01 1.11 1.27 1.51<br />
能量(kJ) 100 250 500 750 1,000 1,500 2,000 3,000 5,000<br />
Part-test<br />
(c)<br />
(100 %)<br />
測試塊質量(kg) 320 800 1,600 2,400 3,200 4,800 6,400 9,600 16,000<br />
邊稜長 s(m) 0.52 0.70 0.88 1.01 1.11 1.27 1.40 1.60 1.90<br />
最大煞車距離 bs(m) 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 12.0 15.0<br />
防護網最小高度 hn(m) 0.90 1.20 1.80 1.80 2.40 2.40 3.00 3.60 4.20<br />
9
4.1.2 驗效性能<br />
一、限制落石性能<br />
1. 全尺寸之現地試驗<br />
依在瑞士 Walenstadt 進行之全尺寸之落石試驗以測試其功效,該<br />
次試驗是根據瑞士雪崩和落石聯邦專家委員會(FECAR)及瑞士森林、<br />
雪和景觀研究聯邦研究院(WSL)擬於瑞士「落石防護系統認可指南」的<br />
相關規定進行。<br />
根據 1:1 全尺度現場試驗(由 BAFU 執行,經瑞士聯邦環境局<br />
(FOEN)認證)。試驗配置包括一組安裝在岩石表面之防落石網系統(立<br />
柱間距 10m),試驗時將 1 塊岩塊垂直掉下,並以 25 m/s±20%的速度到<br />
達防落石網系統之掛網。以全尺寸之現地試驗所佐証之產品已考量最<br />
差之狀況(試驗要求詳 4.1.1 節)。<br />
根據 1:1 全尺度現場試驗結果,防落石網在落石撞擊時,藉系統<br />
本身之彈性或塑性變形吸收撞擊所產生之動能,並阻止塊石滑、跳落。<br />
另經由分析被防護邊坡落石運動能量,選擇符合防護邊坡之落石消能<br />
需求之配置與設計。合於現地選擇防護能量分級所需之控制。<br />
二、消能性<br />
1. 消能原理:本系統包含四套消能裝置,<br />
(1) 網體為消能彈性鋼線圈網:<br />
高張力鋼線圈之消能網,在<br />
落石撞擊時,利用系統本身<br />
之彈性,以變形擴張方式吸<br />
收撞擊所產生之動能。<br />
(2) 分離式基座配合活動立柱:基<br />
座鈑與立柱採鉸接接合,可使立柱承<br />
受落石衝擊力時產生旋轉位移,進而<br />
收衝擊能量。<br />
(3) 所有懸掛鋼纜配置消能環:於承受衝<br />
擊時,能夠以變形斂收能量,當其完全發揮功能收縮後,必<br />
須予以置換。下圖分別代表單一消能環於承受衝擊外力時,<br />
消能環本體之軸向受力與伸長變形量關係圖,曲線下之面積<br />
10
Fuerza, kN<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
即為吸收之能量。<br />
GS-8002(140kJ)Diagrama de Fuerza / Deformación<br />
0<br />
0 200 400 600 800 1000 1200<br />
Elongación, mm<br />
Fuerza, kN<br />
11<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
GS-8001(90kJ)Diagrama de Fuerza / Deformación<br />
0<br />
0 200 400 600 800 1000<br />
Elongación, mm<br />
(4) 支撐鋼纜採柔性鋼纜錨釘為固定點:使用柔性鋼纜錨釘為固<br />
定點之優點為移動方向與落石撞擊方向相同,且落石直接撞<br />
擊時,並不會導致螺旋狀錨定桿件斷裂。<br />
防落石網系統配置以鋼立柱為防落石網唯一的剛性結構,立柱可<br />
讓柔性鋼纜線圈網垂直的張掛在適切的位置上。而這些鋼線圈網是吸<br />
收撞擊能量的第一項構件,鋼線圈網藉著變形將落石撞擊能量抵消。<br />
若衝擊能量超過鋼線圈網之設定消能能量時,力量會被傳導至特<br />
別安置於鋼線圈網之懸吊鋼纜、側向支撐鋼纜和地錨繫纜之消能環置<br />
上。此消能環裝置為第二項消能構件,它抵消剩餘動能,其變形極限<br />
值即地錨最大拉拔強度設計值。<br />
系統以柔性消能結構取代剛性阻攔結構,並以輕質結構體配合特<br />
殊消能環阻尼裝置之系統設計,達到阻攔落石並可完全取代笨重之傳<br />
統攔石柵。<br />
2. 試驗成果:<br />
產品形式 TXI-010 RXI-025 RXI-050 RXI-100 RXI-200 RXI-300<br />
最大吸收能量 約 100 kJ 約 250 kJ 約 500 kJ 約 1000 kJ 約 2000 kJ 約 3000 kJ<br />
最大撞擊質量 320 kg 800 kg 1600 kg 3300 kg 6400 kg 9600 kg<br />
衝擊防護網速度 25 m/s 25 m/s 25 m/s 25 m/s 25 m/s 25 m/s<br />
殘餘高度/ 系統<br />
高度<br />
85% / 2-3 m 68% / 2-4m 68% / 2-4.5m 60% / 3-6 m 60% / 4-7.5 m 56% / 5-7.5 m<br />
緩衝距離/立柱<br />
間距<br />
備註:<br />
2.2m / 6-12 m 4.1m / 6-12 m 5.1m / 6-12 m 6.7m / 6-12 m 6.7 m / 8-12 m 6.6m / 8-12 m<br />
1. 表列各項數據係為現地試驗實際值<br />
2. 殘餘高度係以系統高度之百分比表示
三、設計準則<br />
1. 設計方法或程式 rockfall 6.1 或 FARO 模擬套裝軟<br />
體進行模擬分析。<br />
2. 地質特性參數與分析模型<br />
基於被防護之特性參數進行動力運算,以符合落石運<br />
動能量,其分析輸入資料及輸出數據如下:<br />
輸入資料: 輸出數據:<br />
1.邊坡橫斷面<br />
2.覆蓋層種類與性質<br />
3.預估落石尺寸<br />
4.防落石網座落位置<br />
1.落石彈跳路徑<br />
2.在防落石網上產生之撞擊能量<br />
3.在防落石網上所產生之彈跳高度<br />
4.相關統計數據<br />
經由設計準則考慮自然氣侯、落雨、地震、生物活動等引發因素<br />
決定可能最大落石質量,並經由地質特性參數與模型分析,決定落石<br />
彈跳路徑、撞擊能量、彈跳高度。並經由六種標準套裝落石防護設計<br />
系統中,擇一解決。若有特殊系統設計需求,亦可參酌現場地質特性<br />
協助評估防護系統調整需要或在特殊的情況下之影響、可行方案的建<br />
議、及調整防護網系統設備規格的需要,但是並不保證調整後防護系<br />
統之性能能夠和測試結果一致。在臨界的個案中,通常會建議選擇防<br />
落石網設備的承載容量較標準個案來得大的規格。<br />
產品設計圖說摘自產品手冊(1000 KJ)<br />
四、耐久性<br />
1. <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統產品耐久性說明:<br />
本產品之防蝕處理分二大類:<br />
12
(1) 立柱元件、基座鈑及消能環:熱浸鍍鋅處理(Zinc of Ca.)<br />
一般環境侵蝕損耗率:5g/year;高度腐蝕環境侵蝕損耗率:20g/year<br />
(2) 環形網、TECCO 格網及固定鋼纜:鋅鋁防蝕處理<br />
(<strong>GEOBRUGG</strong> SUPERCOATING-Zn95A15),為以 5% 之鋁添<br />
加入鋅中作為防蝕基材,防蝕處理後產品能持續維持平滑且<br />
使用壽命為一般熱浸鍍鋅處理者之 3~4 倍,產品於自然環境<br />
如風雨等作用影響下可維持達 20 年。<br />
一般環境侵蝕損耗率:2g/year;高度腐蝕環境侵蝕損耗率:7g/year<br />
以 150g/m 2 鋅 鋁 防 蝕 處 理 厚 度 為 例 , 一 般 環 境 使 用 年 限 :<br />
150g/m 2 /2g/m 2 =75 年;高度腐蝕環境使用年限:150g/m 2 /7g/m 2 =21 年,<br />
故可直接推斷本產品採鋅鋁防蝕處理後所能提供之使用服務年限可達<br />
一般熱浸鍍鋅處理產品之三倍以上;值得一提的是,因環形網於服務<br />
年限內可能因侵蝕、摩擦而可能損耗熱浸鍍鋅處理導致防護不足,甚<br />
致減少斷面造成應力集中,故於環形網部份使用較高規格之鋅鋁防蝕<br />
處理(Zn95A15)。<br />
2. 鋅鋁防蝕處理技術與一般熱浸鍍鋅防蝕之比較:<br />
SO2 酸雨試驗:依 DIN 50018 進行 SO2 酸雨試驗顯<br />
示本法至少比傳統鍍鋅方法增加了 3 倍防蝕保護效果。<br />
鹽水噴霧試驗:依 DIN 50018 經過 400 小時鹽水噴<br />
霧試驗,鍍覆層損失低於 100g/m 2 ,於相同測試時間下,<br />
鋅鋁防蝕大約是傳統鍍鋅處理之 50%以下。<br />
以下為鹽水噴霧試驗結果比較圖,於相同之防蝕材<br />
損失 (120g/m 2 )時,<strong>GEOBRUGG</strong> SUPERCOATING ® 所<br />
能承受之測試量為傳統熱浸鍍鋅之 4 倍。<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
g/m 2 Massenverlust<br />
13<br />
Zn<br />
Supercoating<br />
NaCI-Test<br />
ASTM B117<br />
DIN 50021-<br />
200 400 600 Zeit in Std.
4.1.3 材料性質及特性<br />
1. 使用材料及性質與特色(各型系統使用配置詳下頁 components<br />
list)<br />
防落石網系統組成構建包含:<br />
(1) 基座鈑<br />
(2) 立柱<br />
(3) 錨錠鋼索:為用來固定整個系<br />
統。因為移動方向與落石撞擊<br />
方向相同。故落石直接撞擊<br />
時,並不會導致鋼索斷裂。<br />
(4) 環狀鋼束:由每根直徑 3.0 mm<br />
或 4.0 mm 的高張力鋼線所組<br />
成,極限抗拉強度 > 1770 N/mm 2<br />
(5) 環形網<br />
(6) 連接格網<br />
(7) 消能環:吸收撞擊能量且不會損壞煞車環本身<br />
14
2. 系統組合與材料規格<br />
防落石網之應用範圍取決於其消能之等級,以下為防落石網系統<br />
之消能能力(自 100kJ 到 3000kJ)。<br />
Components List<br />
Type TXI-010 RXI-025 SXI-050 RXI-050 RXI-100 RXI-200 RX-300<br />
Energy Class CH 1 CH 2 EOTA 2 A CH 3 CH 5 CH 7 CH 8<br />
Energy Capacity 100 kJ 250 kJ 500 kJ 500 kJ 1000 kJ 2000 kJ 3000 kJ<br />
System Height 2 and 3 m 2 - 4 m 2 - 4.5 m 2 - 4.5 m 3 - 6 m 4 - 7.5 m 5 - 7.5 m<br />
Post Spacing 6 - 12 m 6 - 12 m 6 - 12 m 6 - 12 m 6 - 12 m 8 - 12 m 8 - 12 m<br />
Net / Mesh TECCO G80-4 ROCCO 7/3/350 ROCCO 7/3/350 ROCCO 7/3/350 ROCCO 12/3/350 ROCCO 16/3/350 ROCCO 16/3/300<br />
or<br />
or<br />
or<br />
or<br />
or<br />
ROCCO 7/3/300 ROCCO 7/3/300 ROCCO 7/3/300 ROCCO 12/3/300 ROCCO 16/3/300<br />
Wire Diameter 4 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm<br />
Number of Windings - 7 7 7 12 16 16<br />
Ring Diameter 80 mm 350 or 300 mm 350 or 300 mm 350 or 300 mm 350 or 300 mm 350 or 300 mm 300 mm<br />
Bundle Diameter - 9 mm 9 mm 9 mm 12 mm 14 mm 14 mm<br />
Support Ropes 1 x 14 mm 1 x 18 mm 1 x 22 mm 1 x 20 mm 2 x 20 mm 2 x 22 mm 2 x 2 x 22 mm<br />
Brake Ring Type GS-8001 GS-8002 GS-8002 GS-8002 GS-8002 GS-8002 GS-8002 / GN-9017<br />
No. of Brake Rings 4 per line 8 per line 8 per Line 8 per line 16 per line 32 per line 16 per section<br />
Shackles Ropes-Anchors 5/8" 3/4" 1" 7/8" 7/8" 1" -<br />
RUNTOP ropes / Spring wires HELIX 90 mm HELIX 90 mm HELIX 90 mm RUNTOP 20 mm 2 x RUNTOP 20 mm 2 x RUNTOP 22 mm -<br />
Length 1.75 m 2.3 m 2.3 m 5.6 m 5.6 m 7.6 m -<br />
Length (Rope Separation) 3.5 m (only top) 5.0 m (only top) 5.0 m (only top) 9.6 m (only top) 9.6 m (only top) 15.6 m (only top) -<br />
Shackle for RUNTOP Rope - - - 7/8" 7/8" 7/8" -<br />
Upslope Anchor Ropes - 12 mm 16 mm 14 mm 18 mm 22 mm GEOBINEX 22 mm GEOBINEX<br />
Brake Ring Type - - - - - GN-9017 GN-9055<br />
Lateral Anchor Ropes 12 mm 12 mm 12 mm 16 mm 20 mm 22 mm 2 x 22 mm GEOBINEX<br />
Brake Ring Type - - - - - - GN-9017<br />
Vertical Ropes 14 mm 18 mm 18 mm 20 mm 22 mm 22 mm -<br />
Downslope Anchor Ropes 12 mm 12 mm 16 mm 16 mm 20 mm 22 mm 22 mm<br />
DIMO Elements - - - - - - 8 x GS-8002 p. section<br />
Shackle for DIMO Elements - - - - - - 3/4"<br />
Shackle Net-Rope HELIX 90 mm 1/2" 5/8" 5/8" 5/8" 3/4" 3/4" / 1"<br />
Shackle Net-Net 3/8" 7/16" 7/16" 7/16" 1/2" 5/8" 3/4"<br />
Posts<br />
2.0 m HEB 140 HEB 100 HEB 100 HEB 120 - - -<br />
2.5 m - HEB 100 HEB 100 HEB 120 - - -<br />
3.0 m HEB 160 HEB 120 HEB 100 HEB 120 HEB 140 - -<br />
3.5 m - HEB 120 HEB 100 HEB 120 HEB 140 - -<br />
4.0 m - HEB 140 HEB 120 HEB 140 HEB 160 HEB 160 -<br />
4.5 m - - HEB 120 HEB 140 HEB 160 HEB 160 -<br />
5.0 m - - - - HEB 180 HEB 180 HEB 200<br />
5.5 m - - - - HEB 180 HEB 180 HEB 200<br />
6.0 m - - - - HEB 200 HEB 200 HEB 220<br />
6.5 m - - - - - HEB 200 HEB 220<br />
7.0 m - - - - - HEB 220 HEB 240<br />
7.5 m - - - - - HEB 220 HEB 240<br />
Lateral Anchors 1 x 14.5 mm 2 x 14.5 mm 2 x 14.5 mm 2 x 14.5 mm 3 x 18.5 mm 3 x 18.5 mm 4 x 22.5 mm<br />
Max. Anchor Force 120 kN 140 kN 170 kN 170 kN 230 kN 230 kN 260 - 300 kN<br />
Upslope Anchors - 14.5 mm 14.5 mm 14.5 mm 18.5 mm 18.5 mm 22.5 mm<br />
Max. Anchor Force - 50 kN 70 kN 70 kN 140 - 220 kN 250 - 280 kN 260 - 330 kN<br />
Post Anchor Soil 2 x GEWI 28 / 32 2 x GEWI 25 2 x GEWI 25 2 x GEWI 25 2 x GEWI 28 2 x GEWI 32 2 x GEWI 40<br />
Post Anchor Concrete / Rock 3 x GEWI 25 / 28 2 x GEWI 25 2 x GEWI 25 2 x GEWI 25 2 x GEWI 28 2 x GEWI 32 3 x GEWI 32<br />
Certification WSL 2005 and<br />
CSM 2006<br />
Tested vertically in Walenstadt and<br />
Silver City, USA<br />
These data are subject to change without notice<br />
BAFU 2006 WSL 2006 BAFU 2006 BAFU 2006 BAFU 2006 BAFU 2006<br />
Walenstadt Walenstadt Walenstadt Walenstadt Walenstadt Walenstadt<br />
15
4.1.4 產品應用範圍<br />
一、應用或適用範圍<br />
產品形式 TXI-010 RXI-025 RXI-050 RXI-100 RXI-200 RXI-300<br />
適用邊坡特性 岩石邊坡 岩石邊坡 岩石邊坡 岩石邊坡 岩石邊坡 岩石邊坡<br />
崩塌顆粒需大 金屬環直徑= 金屬環直徑= 金屬環直徑= 金屬環直徑= 金屬環直徑= 金屬環直徑=<br />
於金屬環直徑 80mm 350mm 350mm 350mm 350mm 350mm。<br />
標準網為 50× 標準網為 50× 標準網為 50× 標準網為 50× 標準網為 50×<br />
50 mm 50 mm 50 mm 50 mm 50 mm<br />
坡度較為緩和<br />
之崩塌坡面<br />
坡度可達 90° 坡度可達 90° 坡度可達 90° 坡度可達 90° 坡度可達 90° 坡度可達 90°<br />
可吸收能量 約 100 kJ 約 250 kJ 約 500 kJ 約 1000 kJ 約 2000 kJ 約 3000 kJ<br />
1.約 0.3 噸重 1.約 0.9 噸重 1.約 1.7 噸重 1.約 3.3 噸重 1.約 6.6 噸重 1.約 9.6 噸重<br />
岩石垂直落 岩石垂直落 岩石垂直落 岩石垂直落 岩石垂直落 岩石垂直落<br />
下 32m 下 32m 下 32m 下 32m 下 32m 下 32m<br />
2.速度:90 2.速度:90 2.速度:90 2.速度:90 2.速度:90 2.速度:90<br />
km/h<br />
km/h km/h<br />
km/h km/h<br />
km/h<br />
3.攔阻範圍: 3.攔阻範圍: 3.攔阻範圍: 3.攔阻範圍: 3.攔阻範圍: 3.攔阻範圍:<br />
2.2m<br />
4.1m<br />
5.1m<br />
4.6m<br />
6.7m<br />
6.6 m<br />
二、依現場環境調整系統配置之可能性與可行性<br />
落石、地層滑動、土石流或雪崩的發生通常是偶發性且是無法預<br />
測的,發生的原因可分為人為因素(施工等)或環境因素(天氣、地震等)。<br />
由於影響因素之多樣性及複雜性,因此這種現象無法也不可能藉由科<br />
學理論來作精確的模擬預測,以保證個人和財產的安全。<br />
根據 1‥1 全尺度之現場試驗結果顯示,該落石防護系統的確能吸<br />
收在極端條件下的能量,但應注意在試驗時只是採用標準化的防護網<br />
設備,當然,在實際使用時可大幅度調整系統的配置以配合現場地形<br />
的變化,這些調整其實可視為因地制宜的最佳方案,各個案之防護系<br />
統在經過調整後,通常是無法準確地評估其實際效能,影響防護系統<br />
實際效能的因素包括立柱的距離、直線線形的偏移量、上邊坡的坡度、<br />
橫向錨碇繩索的角度、撞擊的角度及撞擊的速度。<br />
Geobrugg 公司可協助客戶評估防護系統需要較大幅度調整時或<br />
在特殊的情況下之影響、可行方案的建議、及調整防護網設備規格的<br />
需要,但是並不保證調整後防護系統之性能能夠和測試結果一致。在<br />
分級臨界的個案中,通常會建議選擇防落石網設備的承載容量較標準<br />
個案來得大的規格。<br />
16
4.1.5 與傳統工法比較<br />
比較基準 <strong>GEOBRUGG</strong> 防落石網<br />
行為驗証<br />
試 驗<br />
認可證明<br />
可設計性<br />
費 用<br />
錨碇受力<br />
安全性<br />
責任與保障<br />
安 裝<br />
維 修<br />
耐久性<br />
透過現地試驗得知,吸收能量<br />
最多可達 5,000 kJ。<br />
根據瑞士國家規範進行全尺<br />
度現地試驗。<br />
對特定之能量吸收容量由<br />
BAFU 認證。<br />
防護網型式可視個案需求而<br />
調整(如:落石大小、速度、反<br />
彈高度及頻率)。<br />
視 防 護網 型式 / 能量 等級 而<br />
定。因行為與其他方案完全不<br />
同,所以彼此之間無法作直接<br />
比較。安裝的費用約介於每公<br />
尺 300 美元至 500 美元之間。<br />
由於具有消能環,因此錨碇所<br />
受之作用力很小且明確。<br />
由於其行為已很清楚,所以能<br />
確保其吸收能量之能力。高度<br />
能配合需要作調整。<br />
工程師可以證明已使用最新<br />
之技術,故對自負責任方面無<br />
疑義。<br />
適用於各種地層狀況、邊坡坡<br />
度及地形。防護網是模組化構<br />
造且容易適應地形。使用輕型<br />
元件。可由經過訓練之當地專<br />
業承商施作。只需要鑽機,毋<br />
需要重型機具。<br />
當遭遇嚴重撞擊後,部份組件<br />
須要維修至完全恢復原有之<br />
行為,備有維修手冊將詳細說<br />
明簡易及適當之維修方法。<br />
鋼質零件經過熱鍍鋅處理,繩<br />
索及鋼索則經鋅鋁防蝕<br />
(<strong>GEOBRUGG</strong><br />
SUPERCOATING)處理,其耐<br />
久性較一般鍍鋅處理長 3~5<br />
倍。一般狀況下,具 60 至 100<br />
年壽命。<br />
鋼柱、鋼索及輪胎之組<br />
合剛性柵欄<br />
R.C.擋土土牆<br />
不明。<br />
不定。<br />
也許可承受 100 kJ 以上 視厚度、配筋量及牆的固<br />
之衝擊能量。當撞擊時 定方式而定,也許可承受<br />
繩索可能立即斷裂。 100 kJ 以上之衝擊能量。<br />
無現地試驗佐証。 無現地試驗佐証。<br />
無認證案例。 無認證。<br />
只有 1 種型式供使用,<br />
無法視個案需求而作任<br />
何 調 整 , 通 常 比 較 脆<br />
弱。<br />
視柵欄之細節而定,例<br />
如:立柱之尺寸、繩索<br />
之數量等。一般而言,<br />
在台灣之總工程費用約<br />
介於每公尺 200 美元至<br />
500 美元之間。<br />
不知道錨碇所受之作用<br />
力大小,通常傳遞很大<br />
之作用力至基礎。<br />
通常實際之撞擊能量是<br />
會較柵欄能量吸收容量<br />
來得大,高度通常也不<br />
足。<br />
自負責任時,設計風險<br />
甚高<br />
大多數是裝設在邊坡坡<br />
趾之混凝土牆上緣,動<br />
線容易,但不可能安裝<br />
在 上 邊 坡 鬆 軟 之 地 層<br />
中。<br />
斷裂的繩索必須更換。<br />
若立柱出現彎曲情形,<br />
則更換作業較複雜,且<br />
基礎也可能需要修繕。<br />
立柱經過熱鍍鋅處理,<br />
繩索及鋼絲網則經一般<br />
鍍 鋅 處 理 。 一 般 狀 況<br />
下,具 20 至 30 年壽命。<br />
17<br />
無法針對撞擊能量之大<br />
小作設計,理論上剛性混<br />
凝土牆沒有吸收能量之<br />
能力。<br />
視厚度、配筋量及固定型<br />
式而定,特別是受混凝土<br />
輸 送 成 本 差 異 影 響 甚<br />
劇。一般而言,在台灣之<br />
總工程費用約介於每平<br />
方公尺 300 美元至 600<br />
美元之間。<br />
平行邊坡,且傳遞至基礎<br />
的彎矩很大,不容易設<br />
計。<br />
當嚴重衝擊時牆體會損<br />
壞。<br />
自負責任時,設計風險甚<br />
高<br />
只能在邊坡坡趾施作混<br />
凝土牆。<br />
混凝土會部份剥落或牆<br />
體會損壞,修繕作業會很<br />
複雜。<br />
一般典型之混凝土風化/<br />
變異。
4.1.6 檢查與維護<br />
防落石網設計透過應用可靠的工程學理及一些在可預估範圍內之<br />
參數、在已確認具危險之區域執行正確設計的保護措施確實可明顯地<br />
降低生命及財產上的損失。<br />
為確保落石防護系統能發揮預期的功能,定期檢查與維護是絕對<br />
必要的。由於天災、防護系統尺寸不足、使用非指定或非原廠零組件、<br />
或腐蝕等(由環境污染、人為因素或其他外部影響所引起)情形,均會降<br />
低防護系統的安全性。以下就產品維護手冊中建議定期檢查與維護項<br />
目摘錄如下:<br />
一、定期檢查:(平常項目)<br />
1. 防護網內有無滯留崩落岩石?<br />
2. 有沒有任何消能環元件已經啟用?啟用後之伸長至何種程度?<br />
3. 攔網有效高度是否因繩索下垂而減少?如果是,到什麼程度?<br />
4. 用轉矩扳手檢查鋼繩夾具。<br />
5. 有無任何可看見的腐蝕?<br />
6. 將石屑、土壤、石渣、枯葉等清除至防落石網之後。這些雜物<br />
位於落石彈跳路徑上或許導致有效的高度的減少和欄網的伸長<br />
性能和因而減少消能容量。<br />
二、災害後檢查:<br />
1. 有沒有任何已啟用之消能元件(包括 DIMO ® 元素)?啟用伸長之<br />
程度如何?<br />
2. 防護網的有效高度有沒有任何減少?程度如何?<br />
3. 外觀有任何損壞嗎?位置及損壞程度?<br />
4. 有多少個金屬環是破損的?<br />
5. 損壞多少個圓環(彎曲)?<br />
6. 有任何立柱或錨錠鋼索損壞(嚴重彎曲)?程度如何?<br />
7. 有無任何鋼索破損?<br />
8. 有無任何單一鋼纜破損?<br />
9. 有無任何鋼索承受過高應力?<br />
10. 有無任何插銷遺失或損壞?<br />
11. 有無任何立柱、基座板或螺栓損壞?<br />
12. GEWI 錨錠或螺栓有否可查見之損壞?<br />
18
13. 錨錠桿有否彎曲?如何伸長?<br />
14. 錨錠桿有否被拔脫出地面?如是,有多長?<br />
15. 錨錠鋼索是否有可見之損壞?<br />
16. 管件有否損壞?<br />
17. 繩圈有否損壞?<br />
18. 倘若有一個或更多之上列項目發生,則應根據維修手冊第 4 章<br />
規定再行進一步之評估。<br />
三、維護:<br />
1. 一般情況及工作淨高度(General / working height):在防落石網<br />
後殘留累積物高度不允許超過淨高度的 1/4 到 1/3。殘留累積物<br />
在網內亦會導致整個系統的靜態負載及繩纜之角度變位。因<br />
此,應該從這些殘留累積物自防落石系統設施內移除並將繩纜<br />
重新拉緊。<br />
2. 消能元件(Brake elements):當消能元件承受到最大容許應力之<br />
50%以上時,消能元件需予更換,50%之容許應力相對應的變<br />
位大約伸長 40 cm。<br />
3. 通常消能環之變形並不會造成損壞,但若消能環之鋼索伸長變<br />
形達 50%,則建議更換消能環。<br />
4. 環形網(Ring nets):環形網有產生變位時並不一定導致防護網的<br />
更換。<br />
(1) 如果單獨鋼索滑脫於原定位,應該再以適當尺寸的鋼索再予<br />
固定於原位。<br />
(2) 如果環形網被緊壓或嚴重地被扭曲,必須更換環形網。<br />
(3) 如果發現環形網中鋼索破損,必須更換環形網。<br />
(4) 如果超過 10 個環形網破損或受壓變形,或環形網嚴重變形。<br />
則整體防護網必須更換,<br />
5. 錨錠鋼索(Support ropes):除非落石擊中鋼索外,一般而言,鋼<br />
索之生命週期依侵蝕情況而定,若發現繩索斷面因侵蝕而減少<br />
(約 10%之斷面減少),該繩索必須更換(因為斷面侵蝕損失會導<br />
致繩索脆性及消能強度喪失)。<br />
6. 立柱(Posts):立柱的作用將提供網以必要的有效的高度。立柱<br />
只有因損壞或彎折而導致有效高度之損失(如變形彎折角度超<br />
過 15º 或產生裂縫)而必須更換。另立柱之錨錠受力拉拔超過<br />
3cm,表示其荷載容量可能減少。<br />
7. 鉸鏈插栓(Hinge pin):鉸鏈插栓只有在彎折或破壞才須更換。<br />
19
8. 基座板(Ground plate):基座板與各配件焊接部份如發現損壞或<br />
裂縫,須更基座板。<br />
四、清理:<br />
災害後,有三種方法可將防護網後方落石(土石)清除,以延續防護<br />
網服務時間:<br />
1. 將環形網自上層支承繩索上拆解:<br />
將位於上層支承繩索與相鄰環形網旁邊之扣環拆卸,把環形網降<br />
低並放在地上,然後可利用前置裝貨機或類似的機具以人工或機器對<br />
網子進行清理。在陡峭的邊坡,當環形網降低後,滑下或滾下來的落<br />
石會自動地越過網子,在這樣的情況下,必須確定當落石往下邊坡掉<br />
落後不會引起任何損傷。<br />
當落石仍在環形網上時,網子可能處於高應力狀態,因此在拆卸<br />
扣環之前必須事先加以考慮及注意。網子的頂部必須由額外輔助繩索<br />
(3~6 條)加以固定(建議將繩索連結至環形網第 2 排之環上),放在支承<br />
繩索之上,並以人力固定或以滑輪導引至上邊坡錨碇處。.<br />
對於非常陡峭的邊坡,環形網的底部也必須以類似方式加以固<br />
定,這樣環形網及其內容物才能整體安全地降低並放在地上。<br />
2. 將環形網從底部支承繩索拆卸:<br />
這方法可適用於雖然環形網上有落石,但仍可接近位於底部支承<br />
繩索上之扣環時的情況。當扣環拆卸後,環形網上之落石將會從網子<br />
上滑下或滾出來,如果落石的重量太大使得無法把網子抬起,則可利<br />
用繩索及滑輪把網子往上拉。<br />
3. 無須將環形網拆卸而直接以人工或機器對網子進行清空處理:<br />
在某些情況下,可以從上方接近攔網,然後以人工或機器(前置裝<br />
貨機或類似的機具)將落石清除。<br />
20
4.2 防土石流網<br />
4.2.1 驗效性能<br />
一、土石流防護性能<br />
依 2001 年 10 月由瑞士聯邦森林冰雪與地形保護研究院(WSL)<br />
Rickenmann 教授所發表於該院出版之技術文件 Technical report TB<br />
228.01 建立本產品之學理機制以及 WSL 後續於<br />
2006 年於瑞士所進行一系列之全尺寸現地試驗<br />
驗証,包含 USGS 全尺寸試驗、落石衝擊、土石<br />
流或地滑衝擊等測試評估過程與成果。<br />
二、消能性<br />
1. 消能試驗証明<br />
於 2006 年 5 月 18 日由瑞士聯邦森林冰雪與地形保護研究院(WSL)<br />
於瑞士 Illgraben 所進行之現地全尺寸試驗,本產品於承受 15,000 m 3<br />
之土石流(速度約 3.0 m/s)衝擊後,成功攔阻約 1000 m 3 之土石流。<br />
2. 產品分級:<br />
本產品區分為以下兩類:<br />
VX-4-2400/04、VX-4-2400/08、VX-6-2400/04 及 VX-6-2400/08 型<br />
UX-4-2400/06、UX-4-2400/10、UX-6-2400/06 及 UX-6-2400/10 型<br />
防護網與消能環等組合配件(如防護網、消能環及鋼纜錨錠)之消能<br />
性依防落石網之現地試驗驗証產品消能性;並進行全尺寸試驗驗証防<br />
土石流性能。<br />
3. 各種型式相關注意限制。<br />
產品型號 形 態 高度 (m) 土石流密度(kg/m 3 ) 土石流速度(m/s)<br />
VX-4-2400/04 VX 4.0 2400 4.0<br />
VX-4-2400/08 VX 4.0 2400 8.0<br />
VX-6-2400/04 VX 6.0 2400 4.0<br />
VX-6-2400/08 VX 6.0 2400 8.0<br />
UX-4-2400/06 UX 4.0 2400 6.0<br />
UX-4-2400/10 UX 4.0 2400 10.0<br />
UX-6-2400/06 UX 6.0 2400 6.0<br />
UX-6-2400/10 UX 6.0 2400 10.0<br />
21
三、生態保護性能<br />
1. 生態、景觀保護:為了沈澱保持土石流內固體物質如卵石、礫<br />
石或樹木而讓分離液體而使其通過,以免損壞水道瓶頸、橋下<br />
河流或壩開口處而安裝防土石流網。<br />
2. 因應地形、地質等因素評估安裝防護網。<br />
3. 不須大規模破壞(不用砍樹)。<br />
4. 僅繩索錨錠基礎使用少量混凝土。<br />
5. 固體及流體分離,有效阻攔土石流、泥流等,<br />
體積約 1,000 m 3 (環尺寸約 30cm)和 3,000m 3<br />
(環尺寸約 150cm),超過防護網容量(約<br />
80,000~100,000m 3 )則溢流。<br />
6. 運輸、安裝與維護費用低:與現場灌注的鋼筋混凝土建築物比<br />
較,不需組模、開挖。只需小量材料供應,這導致較少的材料<br />
和運輸的費用。與混凝土柵欄比較,使用柔性防護網於成本約<br />
介於混凝土柵欄的 50% 和 70% 之間。<br />
7. 與混凝土攔砂壩比較,防土石流網具有以下之優點:防土石流<br />
網系統之組成配件為鋼材,質輕,安裝方便且無需重大機械,<br />
並可因應環境地形而改變,由於僅以鋼纜錨錠須鑽孔錨錠,施<br />
工作業期間對環境之破壞極小。另由於混凝土攔砂壩採用水泥<br />
混凝土建材,其製程釋放大量二氧化碳,造成地球暖化現象加<br />
劇,而砂石原料之開採,亦已嚴重破壞河川生態,反而提高土<br />
石流發生之機率。<br />
四、設計準則<br />
依據 Rickenmann 教授之經驗公式計算土石方體積及其動能(詳細<br />
說明詳技術文件 Technical report TB 228.01)<br />
• 預訂攔阻土石流體積 VDF VDF = 100 - 1000 m 3<br />
• 土石流流量 QP QP = 5 - 30 m 3 /s<br />
• 邊坡坡度之正切函數值 S S = 0.2 - 0.6<br />
• 土石流流量 v v = 2 - 6 m/s<br />
QP = 0.135 • VDF 0.78 (Rickenmann 建議)<br />
考慮地表磨擦減速時 v = 2.1 •QP 0.33 •S 0.33 (Rickenmann 建議)<br />
• 攔網承受衝擊歷時(攔網發生變形至最大量之時間)Timp = 1 - 4 s<br />
22
• 土石流密度 ρd<br />
ρd = 2300 kg/m 3 (Rickenmann 建議)<br />
• 土石流總重量 M M = 10000 - 250000 kg<br />
或 M = ρd • Qp • Timp<br />
• 衝擊總動能 EKIN EKIN = 100 - 5000 kJ<br />
4.2.2 材料性質及特性<br />
或 EKIN = 0.5 • M • v 2<br />
1. 使用材料及性質與特色(各型系統使用配置詳 components list)<br />
VX – Debris flow ROCCO ring net barrier<br />
繩索錨錠 繩索錨錠Rope 繩索錨錠 繩索錨錠Rope 繩索錨錠 anchors<br />
翼端繩索 翼端繩索Winglet 翼端繩索 翼端繩索Winglet 翼端繩索 rope<br />
上部支承繩索<br />
上部支承繩索<br />
Top support rope<br />
中部支承繩索<br />
中部支承繩索<br />
Middle support rope<br />
邊緣繩索 邊緣繩索Border 邊緣繩索 邊緣繩索Border 邊緣繩索 ropes<br />
底部支承繩索<br />
底部支承繩索<br />
Bottom support rope<br />
消能環 消能環Brake 消能環 消能環Brake 消能環 rings<br />
環網 環網Ring 環網 環網Ring 環網 net<br />
UX – Debris flow ring net barrier<br />
繩索錨錠 繩索錨錠Rope 繩索錨錠 繩索錨錠Rope 繩索錨錠 anchors<br />
支柱 支柱Posts 支柱 支柱Posts 支柱 支柱 支柱 支柱<br />
上部支承繩索<br />
上部支承繩索<br />
Top support rope<br />
側向錨錠繩索<br />
側向錨錠繩索<br />
Lateral anchor ropes<br />
邊緣繩索 邊緣繩索Border 邊緣繩索 邊緣繩索Border 邊緣繩索 ropes<br />
底部支承繩索<br />
底部支承繩索<br />
Bottom support rope<br />
消能環 消能環Brake 消能環 消能環Brake 消能環 rings<br />
環網 環網Ring 環網 環網Ring 環網 net<br />
VX-TYPE 與 UX-TYPE 之不同:UX-TYPE 以消能環固定防護網於<br />
溪谷邊界,並有立柱以支撐防護網。<br />
2. 各型系統使用配置 components list<br />
23
24<br />
Components List<br />
Debris Flow Barrier Type VX-4-2400/04 VX-4-2400/08 VX-6-2400/04 VX-6-2400/08 UX-4-2400/06 UX-4-2400/10 UX-6-2400/06 UX-6-2400/10<br />
Max. Debris Flow energy 500 kJ 1500 kJ 750 kJ 2500 kJ 1000 kJ 3000 kJ 2000 kJ 5000 kJ<br />
System Height 4 m 4 m 6 m 6 m 4 m 4 m 6 m 6 m<br />
Post Spacing 6 - 10 m 6 - 10 m 6 - 10 m 6 - 10 m<br />
Max. Span at top 16 16 16 16<br />
Net / Mesh ROCCO 12/3/350 ROCCO 16/3/350 ROCCO 12/3/350 ROCCO 16/3/350 ROCCO 12/3/350 ROCCO 16/3/350 ROCCO 12/3/350 ROCCO 16/3/350<br />
Wire Diameter 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm<br />
Number of Windings 12 16 12 16 12 16 12 16<br />
Ring Diameter 350 mm 350 mm 350 mm 350 mm 350 mm 350 mm 350 mm 350 mm<br />
Bundle Diameter 14 mm 14 mm 14 mm 14 mm 14 mm 14 mm 14 mm 14 mm<br />
Support Ropes 22 mm 22 mm GEOBINEX 22 mm 22 mm GEOBINEX 22 mm 22 mm GEOBINEX 22 mm 22 mm GEOBINEX<br />
Brake Ring Type GN-9017 GN-9055 GN-9017 GN-9055 GN-9017 GN-9055 GN-9017 GN-9055<br />
Shackle Net-Rope 5/8" 3/4" 5/8" 3/4" 5/8" 3/4" 5/8" 3/4"<br />
Shackle Net-Net 1/2" 5/8" 1/2" 5/8" 1/2" 5/8" 1/2" 5/8"<br />
Posts<br />
3.0 m HEB 140 HEB 140 - -<br />
3.5 m HEB 140 HEB 140 - -<br />
4.0 m HEB 160 HEB 160 HEB 160 HEB 180<br />
4.5 m HEB 160 HEB 180<br />
5.0 m - HEB 180 HEB 200<br />
5.5 m - HEB 180 HEB 200<br />
6.0 m - HEB 200 HEB 220<br />
Lateral Anchors 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm<br />
Upslope Anchors 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm 22.5 mm<br />
Max. Anchor Force<br />
Post Anchor Soil 2 x GEWI 28 2 x GEWI 32 2 x GEWI 28 2 x GEWI 32<br />
Post Anchor Concrete / Rock 2 x GEWI 28 2 x GEWI 32 2 x GEWI 28 2 x GEWI 32<br />
These data are subject to change without notice
4.2.3 產品應用範圍<br />
1. 應用時機與適用範圍<br />
防土石流網較難將其應用範圍標準化,其應用範圍與以下條件相<br />
關:地質條件、坡度、土石方體積與流速及土石流組成性質,這些參<br />
數都對防土石流網的設計有重大的影響。<br />
產品形式 VX-TYPE UX-TYPE<br />
最大跨距 15M 無限制,實際使用最大達 40M<br />
最大高度 5M 6M<br />
最大土石流能量 3000kJ 2500kJ<br />
2. 應用時機:<br />
適用於岩土邊坡<br />
崩塌顆粒小於金屬環直徑,必須搭配格網才能發揮攔阻功能。<br />
崩塌物含水量高,防土石流網需具備透水性。<br />
坡度較為緩和之崩塌坡面;坡度
4.3 邊坡穩定防護網<br />
4.3.1 驗效性能<br />
一、邊坡滑動穩定性能<br />
邊坡穩定防護網 TECCO ® 係由高拉力金<br />
屬網與土、岩釘錨定設施共同組成之邊坡穩<br />
定系統,除採用 RUVOLUM ® 套裝軟體進行數<br />
值分析外,並由一系列室內試驗確認本產品<br />
於安全方面之可信度。<br />
邊坡穩定防護網 TECCO ® 係網目之抗拉試驗成果如下:<br />
縱向極限抗拉力強度:150 kN / m<br />
橫向極限抗拉力強度:60 kN / m<br />
縱向極限抗伸長率:7 %<br />
橫向極限抗伸長率:30 %<br />
二、設計準則<br />
1. 設計程序:<br />
設計考量 考量重點<br />
1.設計議題 釐清設計所需考量之議題<br />
2.TECCO® 邊坡安全穩定系統 初步建立規劃範疇內可能需求之目的<br />
3.設計成效<br />
• 邊坡穩定 • 崩落防護<br />
• 落石防護 • 沖蝕防制<br />
4.採用 TECCO ® 規劃所需之基本<br />
要件<br />
5.採行 RUVOLUM ® 套裝軟體進<br />
行分析所應注意之現地丈量重點<br />
6.現場施工<br />
• 工程一般內容 • 地形<br />
• 地物及地貌 • 地質摘要<br />
• 環境地質 • 土層分佈<br />
• 表土特性 • 土壤或岩石之力學特性<br />
• 深層滑動面 • 地下水<br />
• 特別注意事項<br />
• 基礎承載能力及其安全性能之驗証<br />
• 下列事項應予詳實度量以確保原設計之目標 :<br />
1.土、岩釘之最大間距 2.土、岩釘之型式與長度<br />
3.土、岩釘之預力值 4.其他特定物<br />
• 安全性能之考量 • 土、岩釘施作計劃<br />
• 因應地形所需之準備作業 • 工程範圍、材料準備<br />
• 特殊之測量放樣準備工作 • 沖蝕保護設施<br />
• 排水設施 • 綠化與植生<br />
• 分包工作<br />
26
2. 邊界條件:<br />
每件個案之各種邊界條件必須事先知道,以便透過承載力及穩定<br />
性之驗證來決定系統的變數。<br />
• 邊坡高度(垂直方向的高度) H<br />
• 邊坡長度(沿坡面方向) L<br />
1. 地形剖面<br />
地形剖面<br />
•<br />
•<br />
邊坡寬度(水平方向) B<br />
具足夠之坡趾距離 Ru > H/2<br />
• 具足夠之坡頂距離 Ro > H<br />
• 邊坡平均坡度<br />
2. 地層的組成及分佈 地層的組成及分佈<br />
地層分佈狀況(未固結土壤及岩石的分類)<br />
由上而下之地層層次分佈 A, B, C, ...<br />
3. 表土層<br />
表土層<br />
須要固定之表土層厚度(垂直坡面之方向)及土層之分類 A、B、C、 ...<br />
tA, tB, tC, ...<br />
具決定性影響的土層(包括表土層)之間的差異<br />
4. 地層特性及參數<br />
地層特性及參數<br />
5. 整體穩定性<br />
整體穩定性<br />
整體穩定性<br />
地層層次 A、B、C、...<br />
• 單位重 γ A,B,C, ..<br />
• 摩擦角 ϕ A,B,C, ..<br />
• 凝聚力 c A,B,C, ..<br />
附屬於 A、B、C、...之表土層及其厚度 tA、tB、 tC、 ...<br />
• 單位重 γ At,Bt,Ct,<br />
• 摩擦角 ϕ At,Bt,Ct, .<br />
• 凝聚力 c At,Bt,Ct, ..<br />
評估利用土/岩釘將已存在或潛在之深層滑動面加以穩定之需要性,使<br />
邊坡具足夠之抗滑動安全性。<br />
3. 設計方法或程式 RUVOLUM ® :<br />
RUVOLUM ® 為 <strong>GEOBRUGG</strong> 公司獨立研發專為邊坡穩定系統<br />
TECCO ® 設計所需之套裝軟體,其基本設計原則仍依據 Bishop 邊坡滑<br />
動切片分析理念進行<br />
該分析內容大致區分為二部分:<br />
(1) 平行邊坡之淺層滑動之穩定分析<br />
27
(2) 土、岩釘間出現局部滑動之穩定分析<br />
為了能夠檢核承載力,必須考慮:(a)使用釘鈑之<br />
土/岩釘所加固的範圍內,於平行邊坡方向之指定張應<br />
變下,鋼絲網的承載能力及抗貫穿承載力,及(b)於拉<br />
力及剪力同時作用下,土/岩釘的承載能力。<br />
此外,RUVOLUM ® 套裝軟體也可<br />
視地質狀況而要檢核邊坡發生深層滑<br />
動的可能性,這必須考慮地形上及地<br />
質上可能發生之滑動面。於大部份的<br />
情況下,檢核計算時會把土/岩釘考慮<br />
進去,並主要將其視為具穩定作用之<br />
拉力構件而不是剪力構件。<br />
三、耐久性<br />
詳 4.1.2 節耐久性說明。<br />
四、生態保護性能<br />
28<br />
產品設計圖說摘自產品手冊<br />
1. 鋼網可適應地形、地物進行修剪:<br />
(1) 以邊界繩索來針對鋼絲網的邊緣區域作加固,邊界繩索是固<br />
定在位於旁邊之繩索錨碇上,並把繩索拉緊。<br />
(2) 鋼絲網的頂部及底部邊緣可以埋置在大約 30cm 厚之覆土下。<br />
(3) 如果位於邊緣之土/岩釘的排列不能保持直線或邊坡的形狀<br />
非常不規則,則上層及底部邊界繩索可以交錯地安裝在土/<br />
岩釘之上或之下,這樣可以避免邊界繩索於釘鈑之底部滑出
來。<br />
(4) 特殊情況下,配合鋼絲網(須先與鋼絲網製造廠商研討)來種植<br />
具根部之植物(例如所謂盆栽植物)是有可能的,建議由具經<br />
驗之專家提供種植及執行相關服務。<br />
(5) 坡面上之岩石突出物須要加以固定,則可利用噴凝土填充並<br />
以土/岩釘固定,甚至可使用點焊鋼絲網作加勁。<br />
額外加固用<br />
之短釘子<br />
填補邊緣<br />
2. 沖蝕之控制:作為防沖刷之保護措施,地工格網或結構性防沖<br />
刷蓆必須舖設在鋼絲網之下,防沖刷蓆只可以在土/岩釘之位置<br />
開口,周邊位置必須重疊約 0.1 - 0.2 m,但應避免過大之重疊範<br />
圍。<br />
3. 被保護的坡面滲出之地下水必須被攔截及排出邊坡範圍之外。<br />
4. 植生要求(坡面植生覆蓋原理):<br />
(1) 坡面需要進行保護以降低傾蝕作用<br />
(2) 減少水分蒸發的速度<br />
(3) 增加涵養水分的空間<br />
(4) 必要時需進行水位量測<br />
4.3.2 材料性質及特性<br />
29<br />
主錨碇 (土/岩釘)<br />
加勁纖維<br />
排水
TECCO ® 系統最重要之三個組件說明如下:<br />
1. TECCO ® 鋼絲網:金屬網具高度抗拉強度,於承受<br />
高拉力作用下,不致產生劇烈變形,可以避免地層<br />
土壤隨之變位,持續確保安全穩定性;此外,由於<br />
金屬網系採用 <strong>GEOBRUGG</strong> SUPERCOATING 之<br />
鋅鋁防蝕處理,使用年限亦較一般菱型網為長<br />
久。<br />
2. TECCO ® 釘鈑:釘鈑之作用為使鋼絲網之間接<br />
合良好並緊緊貼著地面,以確保外力正確的傳<br />
遞。<br />
3. 土釘或岩釘:每一列土/岩釘之配置通常是採梅<br />
花樁方式錯開。土/岩釘可使用市場上之產品(例如 GEWI、<br />
TITAN 等),而所採用之錨碇類型、直徑、承載力大小及所需長<br />
度則視個案之條件而定。<br />
編號 元 件 主要規格 鋼材性質 防 蝕 處 理<br />
1a<br />
1b<br />
2 釘鈑<br />
TECCO 金屬網<br />
(G65/3 級)<br />
TECCO 金屬網<br />
(G65/4 級)<br />
高拉力強度之鋼絲網及組合式釘鈑是 TECCO ® 系統指定之組<br />
件,為了建立承載方面的安全性,釘鈑之抗貫穿承載力及平行邊坡方<br />
向之張應變是非常重要的,承載力的大小是根據廣泛的試驗結果而<br />
得,同時也使系統達最佳化之設計。<br />
4.3.3 產品應用範圍<br />
直徑 3 mm<br />
網目規格 137x 83 mm<br />
單位重量 1.65 kg/m 2<br />
直徑 4 mm<br />
網目規格 137x 83 mm<br />
單位重量 3.10 kg/m 2<br />
土壤:最小長度 25 mm<br />
岩石:最小長度 15 mm<br />
應用於未固結土壤及岩石邊坡(岩石、疏鬆地表、土壤等)產生穩定<br />
作用,TECCO ® 系統使用之最大坡度取決於地質條件,但一般坡度大於<br />
60º 則難以植生。TECCO ® 系統同時也可防止破碎或風化岩塊之墜落。<br />
TECCO ® 鋼絲網為以土/岩釘固定在地盤上,透過特別之釘鈑將土/<br />
岩釘的螺帽鎖緊並施加一定的預力,以防止邊坡變形、滑動及岩塊剥<br />
30<br />
鋼材抗拉強度 1770 N/mm 2<br />
網目縱向抗拉強度 150 kN/m<br />
鋼材抗拉強度 1770 N/mm 2<br />
網目縱向抗拉強度 250 kN/m<br />
S235 級鋼材<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> 鋅鋁防<br />
蝕處理(厚度 150 g/m 2 )<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> 鋅鋁防<br />
蝕處理(厚度 150 g/m 2 )<br />
熱浸渡鋅處理(厚度<br />
395 g/m 2 )
落。另系統中用來固定之土/岩釘是以某種形式配置,它們也可用來穩<br />
定邊坡可能發生之深層滑動,其前提是須要瞭解既有或可能滑動面的<br />
範圍,並應補充坡面保護及邊坡穩定之相關分析。<br />
邊坡上 TECCO ® 系統之開放範圍可以種植一些灌木以進行綠化,<br />
在某些情況下也可以種植一些矮樹。<br />
在某些地形或靜力條件之下,為了加強安全性起見,可以於周邊<br />
選擇性地加設繩索,這些繩索是錨碇於側邊並須拉緊。在不平坦的表<br />
面及沿著周邊可能會增設一些比較短或打擊式土/岩釘,以便儘量將鋼<br />
絲網鎖緊在地盤上,同時邊緣之鋼絲網也能加強固定。<br />
本系統能夠發揮預期功能是基於各組件及固定設備之穩定性可以<br />
透過一般或指定之土壤/岩石模型得到確認。對於用來固定之土釘,必<br />
須確認其內部元件(桿件)及外部元件(將外力傳遞至地層)之穩定性。<br />
應用時機:<br />
(1) 土壤或岩石邊坡之穩定。<br />
(2) 預防邊坡滑動。<br />
(3) 透過植生控制風化程度。<br />
4.3.4 與傳統工法比較<br />
比較基準 TECCO / RUVOLUM 噴凝土與岩釘護坡 菱形網護坡<br />
行為驗証<br />
造價費用<br />
耐 久 性<br />
經 RUVOLUM 套裝軟體分析<br />
評估,可適用於土壤或岩石邊<br />
坡,能有效防止沖蝕,於地震<br />
力作用下其本身之彈性性能<br />
亦可有效發揮穩定功能,可提<br />
供坡面自然值生綠化之需求。<br />
需視土岩釘之長度與間距及<br />
噴凝土厚度而定,另因網目採<br />
用鋅鋁防蝕保護,於瑞士地區<br />
之造價約合 2500 NTS/m 2 。<br />
網目採用鋅鋁防蝕處理,於一<br />
般環境之使用壽命可達 100<br />
年。<br />
大都以靜力平衡方式設計,採<br />
行坡面緊貼覆層之保護模<br />
式,因本身無法承受地下水<br />
壓,故後方之排水或沖蝕問題<br />
較為重要,表面無法植生綠<br />
化。<br />
造價之計算與 TECCO 相<br />
似,需視土岩釘之長度與間距<br />
及噴凝土厚度而定,於台灣地<br />
區之施工單價約為 1200 –<br />
31<br />
整體之邊坡穩定力學<br />
機制不清,設計時大多<br />
採經驗方法,僅可承受<br />
較小之外力。<br />
由於構造機制不同,故<br />
無法直接比較。<br />
2000 NTS/m 2 。<br />
一般正常使用年限約 30 年。 一般正常使用年限約<br />
30 年。<br />
維 修 不需維修 不需維修 不需維修
4.3.5 檢查與維護<br />
一、定期檢查:<br />
1. 觀察鋼絲網或錨碇裝置有無受外力之影響而損壞。<br />
2. 邊坡上具危險之範圍有無覆蓋或損壞。<br />
3. 觀察位於被保護之邊坡上的排水措施有無作用。<br />
4. 觀察邊坡有無沖刷現象。<br />
5. 觀察土/岩釘之間有無明顯移動。<br />
6. 觀察坡頂有無出現裂縫。<br />
二、維護:<br />
如果本邊坡穩定系統是經正確地裝設,且地下水之滲流及沖蝕也<br />
有適當的處理措施,則基本上無須任何維護工作。<br />
32
4.4 邊坡落石防護網<br />
4.4.1 驗效性能<br />
一、限制落石性能<br />
1. 防護性能試驗:<br />
對高張力金屬網進行高效能試驗,針對現地已知之落石能量選擇<br />
較高安全性之標準金屬網。<br />
loose rock<br />
material<br />
consisting<br />
of blocks<br />
of different<br />
sizes<br />
Angle of<br />
impact<br />
30°<br />
14,0m<br />
30°<br />
11,0 m<br />
2. 落石防護原理:<br />
14,0 m<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
14,0m<br />
mass of boulder [kg]<br />
5 10 15 20<br />
33<br />
靜態拉力強度試驗:<br />
對針網目單元,進行一<br />
系列之靜態荷重試驗,求得<br />
網目於承受外力作用時,於<br />
縱向與橫向之受力程度與<br />
抗拉強度。<br />
單一卵石衝擊:<br />
採 單 一 石 塊 垂 直 墜<br />
落,與防護網成一交角時之<br />
現地衝擊試驗,此交角即形<br />
同實際應用時,落石與防護<br />
網之真正交角<br />
Tecco ® Tecco 4mm ® 4mm<br />
Tecco ® Tecco 3mm ® 3mm<br />
height of<br />
fall [m]
如同「帷幔( curtain )」系統,將<br />
防護網利用錨頭與金屬桿件固定在<br />
坡頂,高張力金屬網則沿著坡面自然<br />
披掛,以控制落石彈跳路徑,而達到<br />
限制落石墜落範圍之防護原理。<br />
二、生態保護性能<br />
邊坡落石防護網之作用機制為如同「帷幔」系統,將防護網利用<br />
錨頭與金屬桿件固定在坡頂,高張力金屬網則沿著坡面自然披掛,以<br />
控制落石彈跳路徑,而達到限制落石墜落範圍之防護原理。其系統配<br />
置與施工方式對環境、生態之影響極小。<br />
三、耐久性<br />
詳 4.1.2 節耐久性說明。<br />
4.4.2 材料性質及特性<br />
編號 元 件 主要規格 鋼材性質 防 蝕 處 理<br />
1a<br />
1b<br />
TECCO 金屬網<br />
(G65/3 級)<br />
TECCO 金屬網<br />
(G65/4 級)<br />
2 P33 固定鈑<br />
4.4.3 產品應用範圍<br />
直徑 3 mm<br />
網目規格 137 x 83 mm<br />
單位重量 1.65 kg/m 2<br />
直徑 4 mm<br />
網目規格 137 x 83 mm<br />
單位重量 3.10 kg/m 2<br />
菱型 330 x 190 mm<br />
厚度 10 mm<br />
每片重量 : 3 kg<br />
鋼材抗拉強度 1770 N/mm 2<br />
網目縱向抗拉強度 150 kN/m<br />
鋼材抗拉強度 1770 N/mm 2<br />
網目縱向抗拉強度 250 kN/m<br />
能使用於各式岩坡,其防護坡度可達到垂直,依能量衝擊計算所<br />
能防護之落石尺寸,隨落石落下高度之增加,所能防護落石尺寸降低。<br />
34<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> 鋅鋁防蝕處理<br />
(厚度 150 g/m 2 )<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> 鋅鋁防蝕處理<br />
(厚度 150 g/m 2 )<br />
S235 級鋼材 熱浸渡鋅處理(厚度 395 g/m 2 )<br />
3 固定墊片 厚度 6 mm Steel S235 熱浸渡鋅處理(厚度 300 g/m 2 )<br />
4 邊界固定索 直徑 12 mm S235 級鋼材 <strong>GEOBRUGG</strong> 鋅鋁防蝕處理<br />
5 錨 釘<br />
直徑:25 mm / 28 mm /<br />
32 mm / 40 mm<br />
長度:1 m 至 15 m<br />
抗拉強度 500 N/mm 2<br />
防銹漆或熱浸渡鋅處理<br />
6 錨定鋼索<br />
型式:10.5 mm<br />
長度:1 m 至 5 m<br />
承受拉力 100 kN 熱浸渡鋅處理
本邊坡落石防護網可應用之範圍如下圖所示:<br />
mass of boulder [kg]<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
Tecco ® Tecco 4mm ® 4mm<br />
Tecco ® Tecco 3mm ® 3mm<br />
5 10 15 20<br />
TECCO 金屬網適用範圍:<br />
金屬網張力強度:>1770 N/mm 2<br />
金屬網尺寸:3.0 及 4.0 mm<br />
4.4.4 與傳統工法比較<br />
35<br />
height of<br />
fall [m]<br />
比較基準 TECCO 落石防護網 一般防護網 傳統菱形網<br />
行為驗証 經現地全尺寸試驗証實。<br />
費 用<br />
耐久性<br />
維 修<br />
材料本身之成本與一般防護<br />
網相近,然而現場安裝成本較<br />
低且工期較短。<br />
網目採用鋅鋁防蝕處理,於一<br />
般環境之使用壽命可達 100<br />
年。<br />
不需維修,如遭巨石撞擊後,<br />
金屬網可採單元式更換。<br />
4.4.5 檢查與維護<br />
無現地試驗佐証,靜態強度<br />
與 TECCO 防護網相近。<br />
材料本身之成本與 TECCO<br />
防護網相近,然而現場安裝<br />
工期較長,另常需傳統菱形<br />
網搭配使用。<br />
鋼索之直徑僅約 0.8 mm ,<br />
故而表面防蝕處理之厚度相<br />
對亦較薄,耐久性能較差。<br />
不需維修,如遭巨石撞擊開<br />
裂後,防護網需採全面更<br />
換。<br />
抗拉強度約為 TECCO<br />
防護網之 1/3,實際應<br />
用時屢遭落石擊中後毀<br />
損。<br />
因 規 劃 應 用 之 功 能 相<br />
異,故無法直接進行比<br />
較。<br />
一般環境之使用壽命約<br />
30 年。<br />
遭巨石撞擊開裂後,防<br />
護網需採全面更換。<br />
由於高張力金屬網所構成之限制落石墜落防護系統並不會因為金<br />
屬網割破而失敗。如金屬網受外力損壞,可採單元式更換。只要金屬<br />
網仍正常錨錠於坡頂,邊坡防護網即可正常使用,故無特別維護程序。
4.5 工程應用案例成效<br />
工程應用案例成效審查,主要審查申請單位所提出之各項工程案<br />
例中,應用 <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統作為邊坡防護工<br />
程,是否達到業主之邊坡防護功能要求,主要驗效為防護性能、設計<br />
準則及消能性。<br />
依申請單位過去應用經驗,已有相當之實驗室試驗資料及現地應<br />
用實績,其系統各產品之使用案例彙整於附錄四,送審之各項產品施<br />
工案例說明,係用來審查施工案例是否符合產品所宣稱之成效。<br />
各系統工程案例概述如下:<br />
4.5.1 防落石網應用案例<br />
大約 150 年(在鐵路建築前),在德國萊<br />
茵河河右邊 Goarshausen 街附近,曾經發生<br />
岩石崩落,因此,在那地區,因體認落石危<br />
險而由德國林堡的地工技術研究所 GBM 執<br />
行永久的測量和監控,在 2004 夏天,日益<br />
擴張的裂隙導致德國鐵路伸展計畫立即且<br />
短暫的關閉。以進行該區域落石問題不同的<br />
解決方式分析。<br />
其中 Wolfsnack 已被 UNESCO 世界遺<br />
產組織認定為世界遺產,故而,在生態、景<br />
觀保存、環境衝突及安全、經濟、成本等考量,最後以柔性防落石網<br />
作為最終之保護方案。<br />
一、地質狀況:<br />
此區為萊茵河河東邊 Rheinisches Schiefer – Gebirge 地質區的一部<br />
分,為石英岩及片岩層狀架構。本地區的地質學條件具破碎帶及岩體<br />
裂隙,可能引致落石發生。<br />
二、風險分析:<br />
36
本案因運輸工程緊臨陡峭岩石面而承受落石之高風險。因此,近<br />
來在 Der grosse Wolfsnack 地區,遭遇落石撞擊鐵路事件計 3507 起。此<br />
外,落石衝擊能量也日益昇高。<br />
對落石尺寸和頻率評估上,因落石事件之歷史記錄並不徹底,只<br />
能借助於分析破碎帶及岩石節理的地質學檢查。然而,評估結果顯示<br />
落石尺寸將達數立方米,由於過去並未有記錄顯示發生如此巨大落石<br />
事件,故而假設落石將因撞擊而分裂為數個部份。<br />
風化過程的風險為使岩層暴露,尤其是減少岩石強度,可能引發<br />
落石事件。<br />
降雨或暴雨主要影響岩石裂縫的強度。由於裂縫水壓力的增加導<br />
致岩體間內聚力和摩擦力的減少,而成為落石之觸發機制。這個機制<br />
的影響在裂縫和岩體的滲透性上主要比對於兩個方面:第一,暴雨發<br />
生的年份。第二,高的落石潛力對暴雨量的直接關聯。<br />
考慮孔隙因水結冰產生體積增加的壓力過程,在裂縫的部位結冰<br />
可能引發落石。<br />
三、評估過程:<br />
在 86+550 公里和 86+800 公里之間,評估各種高能落石危害的防<br />
止方法,如開炸以清除潛在落石、混凝土保護平台、隧道等,最後選<br />
擇柔性防落石網系統。<br />
四、計畫與設計:<br />
在計畫階段期間,因柔性防落石<br />
網系統可適應邊坡地形而避免岩石<br />
和土壤之開挖撤除。計畫設計只須關<br />
注在柔性防落石網的系統高度。<br />
本案模擬分析採用 Rockfall 6.1。這個軟體允許<br />
計算落石軌道,依邊坡斷面及設計卵石(估計最大落<br />
石尺寸、形狀、材料)的特性以分析落石彈跳高度及<br />
37
撞擊能量。<br />
基於可比較的工程經驗和在現地調查期間獲得的資料,輸入模擬<br />
程式所需要的進一步參數。這些相關參數用以描述地形表面行為,例<br />
如摩擦阻尼、滾動阻力<br />
和粗糙度等。<br />
依現地調查、分析<br />
地形及落石模擬而決<br />
定防落石網之確切位<br />
置、高度及容量,設計<br />
三條防落石網,其中,<br />
頂部及底部防落石網<br />
高度 7.5m,中部防護<br />
網 5.0m , 消 能 等 級<br />
3000kJ,壽命達 60 年。<br />
由於整體防落石網長約 330km,所需之錨錠力量及錨錠長度皆需<br />
經服務荷載之負載測驗。由於考量在斜坡上的大量崩塌物而設計長<br />
20m 之錨錠長度。<br />
為了安裝需要,所有重物如立柱(800kg)或環網(700kg)使用直升機<br />
載運至現地安裝,其他材料則於現場組裝完成。<br />
五、系統成效:<br />
1. 依據官方有效、可靠和嚴格標準世界範圍瑞士指引 BAFU / WSL<br />
(2001)所批准防落石網的證明,在容許容量的 100% 衝擊後保<br />
證至少 60% 的剩餘保留高度。<br />
2. 關於腐蝕保護,高張力的環網及立柱用 <strong>GEOBRUGG</strong><br />
SUPERCOATING( 95%鋅+5%鋁的合金),在正常的條件下,它<br />
比熱浸鍍鋅高 4~6 倍之壽命。<br />
3. 經由摸擬分析結果及實際於 1993 年安裝後服務成果,設計之防<br />
落石網具有足夠防阻能量以吸收撞擊能量及足夠系統高度以承<br />
載落石積累,落石稍後可在系統充分保護下除去。<br />
38
4.5.2 防土石流網應用案例<br />
一、案例規畫位置與過程:<br />
本案例位於瑞士 Merdenson / Vollèges 地區,主要工程為以三個柔<br />
性防土石流網替代因基腳沖刷和腐蝕已無法長久使用之混凝土攔砂<br />
壩。<br />
在設置地點調查和評估其他替代選擇,選擇防土石流網。並依危<br />
險區域和保護系統的定尺度為基礎,進行衝擊影響分析如下:<br />
出現週期 T 土石流體積 VDF 尖峰流量 QP<br />
Very frequent event 5’000 m 3 20 m 3 /s<br />
Average (T ~ 30 years) 75’000 m 3 135 m 3 /s<br />
Rare (T ~ 100 years) 150’000 m 3 200 m 3 /s<br />
Extreme event 400’000 m 3 250 m 3 /s<br />
在現地調查期間,對三個防護網進行位置<br />
評估,在以下不同考量而選擇最佳方案。<br />
1. 橫截面的寬度、高度、保留體積和均勻<br />
性。<br />
2. 急流床的坡度和特性。<br />
3. 衝擊方向和柵欄之間的角度。<br />
4. 錨錠之地表條件。<br />
5. 安裝和維護考量。<br />
防護網 1 ( L =15m,H =4m)距離下游的攔砂壩約<br />
5m。防護網 1 位置的選擇不僅依據上述考量,而且需<br />
代替此混凝土構築物(包括它的任務),因為此攔砂壩之<br />
39<br />
防護網 1:攔砂壩下方
基腳因沖刷和腐蝕已無法長久使用。<br />
考慮急流床的不規則表面,而取其平均<br />
坡度約 14~16°。防護網 2 和 3 的位置與即<br />
存混凝土基礎成一直線,這考量到了當每一<br />
個防護網完全充滿後可輕微地覆蓋並因此<br />
保護上面架構的基腳。<br />
結構體 高程 位置<br />
Barrier 1 (bottom) 1083.5 m a.s.l. km 0.000<br />
Barrier 2 (middle) 1086.5 m a.s.l. km 0.020<br />
Barrier 3 (top) 1091.0 m a.s.l. km 0.034<br />
Concrete wall (top, existing) 1091.5 m a.s.l. km 0.037<br />
Check-dam (top, existing) 1094.0 m a.s.l. km 0.051<br />
二、系統成效:<br />
40<br />
防護網及 check-dam 的縱向配置<br />
1. 三組防土石流網與即存混凝土攔砂壩基礎成一直線,當每一個<br />
防護網完全充滿後可輕微地覆蓋並因此保護上面架構的基腳。<br />
沉澱之土石可在系統充分保護下除去。<br />
2. 關於腐蝕保護,高張力的環網及立柱用 <strong>GEOBRUGG</strong><br />
SUPERCOATING( 95%鋅+5%鋁的合金),在正常的條件下,它<br />
比熱浸鍍鋅高 4~6 倍之壽命。
4.5.3 邊坡穩定防護網應用案例<br />
一、案例規畫位置:<br />
本案例標的為希臘 Metsovo / Peristeri 地區<br />
Egnatia 高速公路。重建邊坡位於 Peristeri 附近的隧<br />
道洞口,高程約 720 m(位置 A)。坡面約 40~60 度。<br />
二、氣侯與地質:<br />
1. 氣侯條件: 每年的雨量總計達大約 920 毫米,雨量在是夏季<br />
和秋季是不均勻的,降雨量大多集中在冬季,太陽光照適中。 由<br />
於此地區約一世紀未受干擾而原始植被連續。這個生態系統在<br />
人為開挖等衝擊下變得很敏感。<br />
2. 地質條件:本區地質主要以砂岩為主,在本案例的斷面 A 處,<br />
由於 Metsovitiokos 河的侵蝕作用常引發此地區的地滑和山崩現<br />
象。<br />
三、施工與植生考量:<br />
在完全移除原坡面之噴凝土表<br />
面,另舖設硬質可彎曲的高張力鋼網<br />
TECCO 系統以取代不可滲透的噴凝<br />
土面層。本案例選用 TECCO 金屬網<br />
(G65/3 級 ) , 金 屬 網 抗 拉 強 度 可 達 1770<br />
N/mm 2 ,其防蝕處理為 <strong>GEOBRUGG</strong> 鋅鋁防<br />
蝕處理。<br />
TECCO 邊坡穩定系統適合岩坡和土<br />
坡,包括陡峭坡度,當土坡斜度為 50~60 º,<br />
41
或岩坡斜度為 70 度時,TECCO 邊坡穩定系統能夠使邊坡表面穩定,<br />
配合適當植被,可防止由降雨、雪、水流甚至風所產生的風化侵蝕。<br />
此外,開放的架構將不會導致水壓力昇高。當然,為了避免任何風化<br />
侵蝕問題,邊坡表面是需要植生的,而邊坡如果出現湧水,相對應的<br />
排水測量也是必需的。<br />
邊坡植生的考量包含使用植物的應用、土壤或岩石性質的限制、<br />
邊坡的斜度、氣侯雨量和地下水的供給等。<br />
四、系統成效:<br />
1. 相較於重大的混凝土結構物,TECCO 邊坡穩定系統具有更佳的<br />
邊坡穩定性能。由許多實驗室和現場試驗以及長期的經歷和國<br />
際實際應用案例證明這個技術的成功。<br />
2. 本案例經完工兩年後對植生生長情形進行評估,由沙及沙泥岩<br />
所組成之邊坡植生成長良好。<br />
3. 本案例是無須保養,坡面植生不僅成就周遭風景,亦將進一步<br />
對 Egnatia 公路的安全和經濟的操作帶來好處。<br />
審查 FATZER AG <strong>GEOBRUGG</strong> 公司提出之各項工程應用案例後,<br />
獲得結果為 <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統在邊坡防護工程,<br />
皆可達到工程設計之功能性規範要求。審查結果如表 4.2 所示。<br />
42
表 4.2 工程應用案例成效<br />
應用案例 防護性能 邊坡性質 設計成果<br />
三條防落石網,頂部及<br />
防護效果<br />
防落石網案例<br />
(德國 Wolfsnack)<br />
石英岩及片岩層狀架構 底部防落石網高度<br />
世界遺產保護<br />
地質學條件具破碎帶及 7.5m,中部防護網 5.0m 符合要求<br />
落石防護<br />
岩體裂隙<br />
消能等級 3000kJ<br />
使用壽命達 60 年<br />
防土石流網案例<br />
(瑞士 Merdenson /<br />
Vollèges 地區)<br />
土石流防護<br />
替代攔砂壩<br />
三個防護網(15m 長,4m<br />
急流河床,平均坡度約<br />
高)排列成一直線以保護<br />
14~16∘<br />
上方架構基腳<br />
符合要求<br />
砂岩為主,高程 720m,<br />
邊坡穩定防護網案例<br />
坡度 40~ 60∘,受到<br />
(希臘 Metsovo /<br />
使用 TECCO 邊坡防護<br />
邊坡穩定防護 Metsovitiokos 河的侵蝕<br />
Peristeri 地區 Egnatia<br />
網配合植生<br />
作用有地滑及山崩問<br />
高速公路隧道洞口)<br />
題。<br />
備註:<br />
符合要求<br />
43
5.1 審查結果<br />
第五章 第五章 審查結果與建議<br />
審查結果與建議<br />
審查後,茲將 <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統審查結果敘<br />
述如下,並於表 5.1 詳列審查採用規範及相關驗證結果。<br />
一、系統規範<br />
目前國內、外並未對於邊坡防護穩定工程進行專業規範訂定,本<br />
審 查 僅 對 於 申 請 單 位 提 送 審 查 文 件 進 行 符 合 性 審 查 為 原 則 ,<br />
<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統符合表 3.1 所列標準。<br />
二、防護性能<br />
1. <strong>GEOBRUGG</strong> 防落石網或防土石流網系統之防護性能主要為被<br />
動式防護性能,當上邊坡發生不穩定時,下邊坡之防護系統即<br />
可防止災害發生及損失。<br />
2. 防落石網系統透過 1:1 全尺度現場試驗,吸收落石撞擊能量最<br />
大可達 5,000 kJ。<br />
3. 防土石流網採用 FARO 套裝軟體進行數值分析設計,並藉現地<br />
1:1 全尺度現場試驗加以印證。約可攔阻約 1000m 3 之土石流。<br />
4. 邊坡穩定防護網除採用 RUVOLUM 套裝軟體進行數值分析,並<br />
經由室內試驗以確認產品安全性。<br />
5. 邊坡落石防護網經現地全尺寸試驗,證明限制落石彈跳路徑之<br />
防護原理。<br />
三、消能性<br />
1. 防落石網系統配備四套消能裝置,並依 1:1 全尺度現場試驗,<br />
確保六套防落石網系統標準設備規格符合其防護能量分級所需<br />
之控制。<br />
2. 防土石流網系統具備兩類標準備置 VX-TYPE 及 UX-TYPE,使<br />
用消能裝置同防落石網系統。<br />
四、設計準則<br />
1. 防落石網系統具備六組消能分級標準設備規格,經由邊坡斷面<br />
數值分析落石大小、速度、反彈高度及頻率選擇適合規格,可<br />
44
視個案需求調整。<br />
2. 防土石流網設計依據 Rickenmann 教授發表於 WSL 技術文件之<br />
學理機制推算土石流衝擊動能,並輔以 FARO 進行數值分析設<br />
計。<br />
3. 訂定邊坡穩定防護網設計程序,經由 RUVOLUM 軟體分析評估<br />
邊坡穩定防護網使用於土/岩坡之穩定性及防蝕效能。<br />
五、耐久性<br />
1. <strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統所使用之 <strong>GEOBRUGG</strong><br />
SUPERCOATING 鋅鋁防蝕處理能持續維持產品平滑且使用壽<br />
命為一般熱浸鍍鋅處理者之 3~4 倍,於自然環境影響 (風雨作<br />
用)下可維持達 20 年。<br />
六、生態保護性能<br />
1. 防土石流網可有效沉澱保持土石流內固體而過濾液體通過,保<br />
護邊坡沖刷。其安裝過程無大面積開挖整地,對環境破壞極小。<br />
2. 邊坡穩定防護網可適應地形、地物或配合植生進行修剪,對於<br />
邊坡沖蝕控制可配合安裝防沖蝕蓆及植生。<br />
3. 邊坡落石防護網作用機制如同「帷幔」系統,僅利用防護網錨<br />
錠於坡頂,金屬網垂掛於坡面,對環境、生態影響極小。<br />
七、工程案例成效<br />
1. 防落石網應用於岩坡落石防護,經模擬分析結果與實際服務成<br />
果,具足夠防阻能量以吸收撞擊能量及足夠系統高度承載落石。<br />
2. 應用多層次防護網於防止土石流沖刷,當每一個防護網完全充<br />
滿後溢流至下方防護網。防護網內落石或土石吉在系統充份保<br />
護下除去。<br />
3. 邊坡穩定防護網相較於厚重的混凝土結構物具有更佳的邊坡穩<br />
定性能。植生效果良好且無後續維護成本。<br />
45
表 5.1 審查之工作項目、準則、規定及合格與否對照表<br />
項目 審查內容 審查結果<br />
一、防落石網<br />
1.1 落 石 防 護 產品手冊與防落石網指 全尺寸現地試驗要求印證系統之<br />
性能<br />
引規範<br />
落石防護性能。<br />
系統具六種消能分級標準配置,各<br />
1.2 消能性 BAFU 現地試驗報告 分級配置經現地試驗印證各消能<br />
分級消能性。<br />
藉數值模擬邊坡斷面落石彈跳路<br />
1.3 設計準則 產品手冊<br />
徑、高度及能量選擇合適消能分級<br />
配置。<br />
1.4 耐久性<br />
DIN 50021 及 DIN 50018<br />
試驗報告<br />
二、防土石流網<br />
2.1 土 石 流 防<br />
VX/UX 試驗報告<br />
護性能<br />
2.2 消能性 VX/UX 試驗報告<br />
2.3 生 態 保 護<br />
性能<br />
應用案例<br />
2.4 設計準則 TB-228.01 技術通報<br />
三、邊坡穩定防護網<br />
3.1 邊 坡 滑 動<br />
穩定性能<br />
3.2 設計準則 產品手冊<br />
3.3 耐久性<br />
3.4 生 態 保 護<br />
性能<br />
BGT 0230101 試驗報告<br />
DIN 50021 及 DIN 50018<br />
試驗報告<br />
應用案例<br />
四、邊坡穩定防護網<br />
鋅鋁防蝕處理能持續維持平滑且<br />
使用壽命為一般熱浸鍍鋅處理者<br />
之 3~4 倍,產品於自然環境如風<br />
雨等作用影響下可維持達 20 年。<br />
全尺寸現地試驗印證系統之土石<br />
流攔阻約 1000m 3 之性能。<br />
防護網與消能環等組合配件之消<br />
能性依防落石網之現地試驗驗証<br />
產品消能性。<br />
與混凝土攔砂壩相比,不會造成生<br />
態保育及環保護之負面效應。<br />
防土石流網設計依據 Rickenmann<br />
教授發表於 WSL 技術文件之學理<br />
機制推算土石流衝擊動能,並輔以<br />
FARO 進行數值分析設計。<br />
由高拉力金屬網與土/岩釘共同結<br />
合為穩定邊坡,經一系列室內試驗<br />
以確認產品安全性。<br />
訂定邊坡穩定防護網設計程序,經<br />
由 RUVOLUM 軟體分析評估邊坡<br />
穩定防護網系統有效配置。<br />
46<br />
合格<br />
(Y 或 N)<br />
同 1.4 項 Y<br />
與傳統噴凝土及岩釘組合之保護<br />
機制比較,具植生綠化功能,無違<br />
反環境保護之疑慮。<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y
項目 審查內容 審查結果<br />
4.1 限 制 落 石<br />
性能<br />
4.2 耐久性<br />
4.3 生 態 保 護<br />
性能<br />
5.2 建議事項<br />
BGT 0230101 試驗報告<br />
DIN 50021 及 DIN 50018<br />
試驗報告<br />
應用案例<br />
5.2.1 建議適用範圍<br />
一、落石/土石流防護網<br />
由高拉力金屬網與錨錠組成帷幔<br />
系統,具防止落石任意彈跳之性<br />
能。<br />
47<br />
合格<br />
(Y 或 N)<br />
同 1.4 項 Y<br />
帷幔機制固定設施僅止於坡頂,對<br />
環境、生態影響極小。<br />
1. 關於落石/土石流防護網在防護機制上屬於被動式防護,與一般<br />
防治以上游處理為主不同,此項產品主要建立下游防護機制,<br />
以補上邊坡水土保持功效不足或不穩定發生之被動式防護。<br />
2. 防落石網可用於岩石邊坡,坡度可達 90∘;防土石流網則可用<br />
於土、岩坡,坡度較和緩(
2. 防落石網:瑞士 wsl 有國家規範,可依其制定功能性規範,並<br />
依採購法第 26 條發包。而所制定之功能性規範,必須提供所有<br />
主要材料及所須執行之工作,適用於本產品系統之性質及需求<br />
亦必須指定,為符合本項目所需的資料至少應包括下列數項:<br />
(1) 金屬網所需之最低張力強度(縱向及橫向)<br />
(2) 金屬網之最大尺寸<br />
(3) 消能裝置之消能性能<br />
(4) 固定用錨錠之錨錠長度及錨錠力<br />
(5) 固定用之土/岩釘最低所承受之剪力<br />
(6) 鑽掘方法:乾式(空氣沖洗),如果可以的話,砂漿沖洗方法將<br />
較自鑽方式之土/岩釘好。<br />
(7) 根據不使用/使用鋼絲網之試驗結果,以隨承載力之增加而變<br />
化的方式來表示之最低抗貫穿承載力<br />
(8) 金屬網之間的連結點所需之最低張力強度<br />
(9) 材料防蝕要求<br />
3. 維護<strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統所需之零件可列入採購標單內,<br />
於工程採購時一併採購。<br />
4. 另一推廣模式:可於風災後,以搶修工程進行。<br />
5. 施工方法應建立訓練計畫,針對現場工人進行施工訓練,以避<br />
免施工品質不良。<br />
48
第六章 驗校追蹤計畫<br />
驗校追蹤計畫<br />
驗校追踨為確保審查證明產品之工程服務品質,針對審查證明產<br />
品於審查合格後之工程服務實績,所進行之品質驗核追蹤管理。<br />
本 專 案 驗 效 追 蹤 計 畫 , 即 針 對 審 查 證 明 產 品 (<strong>GEOBRUGG</strong><br />
<strong>Protection</strong> <strong>Systems</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統)之申請驗效特性,提出執<br />
行方式、執行期程、執行頻率、工程敘述等加以說明。惟若驗效作業<br />
期已於屆齡,惟審查證明產品仍無任何工程服務實績,本作業階段可<br />
視實際情況配合暫緩實施。<br />
一、驗校追踨標的:<br />
本審查之驗校追踨計畫標的為臺灣營建研究院協助申請單位向公<br />
路總局申請,由申請單位提供材料,公路總局針對施工部份公開招標<br />
之示範工程。本示範工程分別位於谷關省道 8 號 35km 處,由二區處監<br />
造;及甲仙省道 21 號 216+800 及 216+700,由三區處監造。<br />
本示範工程預計將於 95.12 月公告上網招標。由於本案驗校追踨標<br />
的特殊,本案驗校追踨將以現地工程查驗方式進行。<br />
二、驗校追踨審查小組成員:<br />
為辦理本驗效追蹤作業,驗校追踨審查小組除原專審委員之外,<br />
專審組主持人得視情況邀請專家學者組成驗校追踨審查小組進行現地<br />
工程查驗。驗校追踨審查小組應於接獲指派後十五天內完成審查工<br />
作,並將驗效追審查結果以書面報告提交專審組專案主持人複核,必<br />
要時專案主持人得召開專審會議複審。<br />
三、示範工程安裝系統概要:<br />
1. 省道 8 號公路(35km):防落石網<br />
為設計本示範工程,進行模擬兩處邊坡<br />
斷面,以分析計算可能落石尺寸、彈跳高度<br />
及衝擊能量,進而決定系統消能等級及移除<br />
原有混凝土構造物等建議。<br />
49<br />
移除混凝土構<br />
模擬分析斷面<br />
防護網位置
斷面 卵石質量 彈跳高度 衝擊能量<br />
1 2262 kg 3.58 m 1360 kJ<br />
2 2262 kg 3.73 m 1479 kJ<br />
防落石網系統:<strong>GEOBRUGG</strong> RXI-200<br />
消能等級<br />
系統高度<br />
2000kJ<br />
6m<br />
固定繩索<br />
ø 22 mm, double design<br />
6 x 31 + steel core 1x37<br />
高度 6m Retaining ropes 最小破壞荷載:400.61 kN<br />
間距 10m<br />
標稱抗拉強度:: 1960 N/mm 2<br />
立柱<br />
型式 HEB 220 ø 20 mm single design<br />
環網<br />
ROCCO 16/3/300<br />
1770 N/mm<br />
8 x 25 FW + IWSC<br />
2 側向錨錠繩索<br />
鋼索網 50/50/2,4<br />
Lateral anchor<br />
ropes<br />
最小破壞荷載:304.0 kN<br />
標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2<br />
ø 22 mm double design<br />
8 x 25 FW + IWSC<br />
Lateral anchor<br />
rope with wire<br />
ø 18.5 mm;3 x 18.5 mm<br />
容許荷載:315 kN<br />
最小破壞荷載:304.0 kN rope anchor 標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2<br />
支撐繩索<br />
Support ropes<br />
標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2 Retaining rope ø 18.5 mm;2 x 18.5 mm<br />
ø 22 mm double design with wire rope 容許荷載:315 kN<br />
8 x 25 FW + IWSC<br />
anchor 標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2<br />
Runtop ropes<br />
最小破壞荷載:304.0 kN<br />
標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2<br />
2. 省道 21 號公路(216+800km):防土石流網<br />
本示範工程為防土石流網系統,由現地調查發現現地地質為片岩<br />
邊坡且有崩塌堆積顯示本處原始為河床,因此,本處可能發生之破壞<br />
為混合落石及土石流之破壞模式。落石及土石流之分析結果如下,土<br />
石流計算結果約有土石流體積約 1200 m 3 ,並產生約 2405 kJ 衝擊能量。<br />
斷面 卵石質量 彈跳高度 衝擊能量<br />
1 10471 kg 2.24 m 4621 kJ<br />
防土石流網系統:<strong>GEOBRUGG</strong> RX-300<br />
50<br />
模擬分析斷面<br />
防土石流網位置
消能等級<br />
系統高度<br />
3000kJ<br />
6m<br />
固定繩索<br />
ø 22 mm, double design<br />
6 x 31 + steel core 1x37<br />
高度 6m Retaining ropes 最小破壞荷載:400.61 kN<br />
間距 12m<br />
標稱抗拉強度:: 1960 N/mm 2<br />
立柱<br />
型式 HEB 220 ø 22 mm, double design<br />
環網<br />
ROCCO 16/3/300<br />
1770 N/mm<br />
6 x 31 + steel core 1x37<br />
2 側向錨錠繩索<br />
鋼索網 50/50/2,4<br />
Lateral anchor<br />
ropes<br />
最小破壞荷載:400.61 kN<br />
標稱抗拉強度:: 1960 N/mm 2<br />
2 x ø 22 mm double design<br />
8 x 25 FW + IWSC<br />
Lateral anchor<br />
rope with wire<br />
ø 22.5 mm;4 x 22.5 mm<br />
容許荷載:470 kN<br />
最小破壞荷載:304.0 kN rope anchor 標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2<br />
支撐繩索<br />
Support ropes<br />
標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2 Retaining rope ø 22.5 mm;2 x 22.5 mm<br />
2 x ø 18 mm double design<br />
6 x 25 FW + IWSC<br />
with wire rope<br />
anchor<br />
容許荷載:470 kN<br />
標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2<br />
DIMO ®<br />
Elements<br />
標稱抗拉強度:: 1770 N/mm 2<br />
3. 省道 21 號公路(216+700km):邊坡穩定防護網<br />
本示範工程為邊坡穩定防護網系統,經由下列模擬輸入參數進行<br />
分析,可獲得邊坡穩定防護系統建議。<br />
坡度 比重 凝聚力 摩擦角<br />
60 and 75° 24 kN/m 3 0 kN/m 3 35°<br />
設計計算結果:<br />
坡度 地震荷載(0.33g) 浸水 Anchor Grid<br />
邊坡穩定防<br />
護網區域<br />
60° Yes No 2.35 x 2.35 m<br />
60° No Yes 2.40 x 2.40 m<br />
75° Yes No 2.20 x 2.20 m<br />
75° No Yes 2.20 x 2.20 m<br />
TECCO ® mesh TECCO ® steel wire<br />
Mesh shape: diamond Wire diameter: 3.0mm<br />
Mesh size: circular clearance 65mm Tensile strength: min. 1770 N/mm 2<br />
Mesh width: 83x143mm (+/-3%) Material: high-tensile carbon steel,<br />
Mesh area: 2650mm 2<br />
51<br />
alloyed, low contamination<br />
No. of horizontal meshes: 12 pcs. per running meter<br />
No. of vertical meshes: 7 pcs. per running meter TECCO ® corrosion protection<br />
3-dimensionality: clearance mesh height 8.0mm Surface coating: SUPERCOATING ® (Zn/Al)<br />
total height of mesh 11.0mm Layer thickness: 150 g/m 2<br />
(+/-1mm)<br />
Incircle diameter of mesh: 65mm (+/-3%)<br />
Edges of mesh roll: Mesh ends bent over + twisted<br />
Load capacity Roll width: 3500 mm
Tensile strength longitudinal: 150 kN/m’ Roll length: 30m<br />
Tensile strength transversal: 55 kN/m’ Total surface per roll: 105 m 2<br />
TECCO Claw Plate<br />
Size:330x190 mm thickness:10 mm<br />
52<br />
Weight per m 2 : 1.65 kg<br />
Weight per mesh roll: 175 kg<br />
shape:three dimensional; bended ends on 2 sides, with 2 grooves and 3 stamped openings<br />
Nails<br />
Diameter:32 mm length:4 and 5 m Steel quality min 500 N/mm 2<br />
四、驗校追踨時程:<br />
本案驗效追蹤時間將於示範工程設置完成,遭遇天然災害(如颱<br />
風、暴雨、地震)後,赴工地現場查驗該系統是否發揮功能,並檢討系<br />
統設計容量與實際災害符合性。<br />
如於驗效追蹤期限五年內(自授證日起算),工程現場未遇大型天<br />
災,將於授證後第四年進行驗校追踨查驗。<br />
五、驗校追踨查驗項目:<br />
本案驗效追蹤查驗項目包括系統成效、系統損壞情形、系統零件<br />
檢查、植生綠化情形、材料防蝕效果四大項,詳細查驗項目如查驗表<br />
所示:<br />
(一)防落石網及防土石流網:<br />
1. 系統成效<br />
(1) 防阻成份<br />
最大落石直徑: (cm)<br />
土石流體積: (m3)<br />
是否成功攔阻落石/土石流: 是 否<br />
是否超過設計容量: 是 否<br />
(2) 消能裝置動員<br />
估計鋼網變形面積佔全部面積: (%)<br />
分離式底座變形情形:
消能環變形情形,其拉伸變形情形(
(二)邊坡穩定防護網:<br />
1. 系統檢查:<br />
(1) 觀察鋼絲網或錨碇裝置有無受外力之影響而損壞。<br />
(2) 邊坡上具危險之範圍有無覆蓋或損壞。<br />
(3) 觀察位於被保護之邊坡上的排水措施有無作用。<br />
(4) 觀察邊坡有無沖刷現象。<br />
(5) 觀察土/岩釘之間有無明顯移動。<br />
(6) 觀察坡頂有無出現裂縫。<br />
2. 綠化植生維護及修剪。<br />
(1) 草皮生長情形及修剪。<br />
(2) 樹木生長情形及修剪。<br />
3. 材料防蝕效果<br />
金屬網<br />
釘鈑<br />
土/岩釘<br />
其他構件<br />
於執行驗效作業審查時,若發現異常缺失(包含產品特性與功能、<br />
安全性及適用範圍時),應通知申請單位於一個月內提交改善計畫,並<br />
依據改善計畫內之改善時程完成改善後,將成果提交復審。如發現審<br />
查合格單位於改善期限內未完成改善者,應取消申請單位之產品審查<br />
認可資格。<br />
54
第七章 結論<br />
結論<br />
本 專 案 審 查 組 委 員 經 共 同 討 論 並 表 決 後 , 無 異 議 同 意 本 案<br />
「<strong>GEOBRUGG</strong> <strong>防落石網及邊坡</strong>穩定系統」通過 CETES 之審查,結論<br />
如下:<br />
一、本產品系統經全尺寸現場試驗或一系列室內試驗能有效鄗認系統<br />
之防護性能及消能性能(僅防落石網及防土石流網)。<br />
二、本產品系統設計準則經數值分析邊坡特性以獲得邊坡破壞機制,<br />
依邊坡破壞能量選擇適合之消能分級標準配置。<br />
三、本產品系統所使用之 <strong>GEOBRUGG</strong> SUPERCOATING 鋅鋁防蝕處理<br />
能持續維持產品平滑且使用壽命為一般熱浸鍍鋅處理者之 3~4<br />
倍,於自然環境影響 (風雨作用)下可維持達 20 年。<br />
四、本產品系統較傳統混凝土結構之邊坡防護裝置具有更佳之生態保<br />
護性能。其中,邊坡穩定防護網更可適應地形、地物並配合植生<br />
要求。<br />
五、本產品系統已在世界各地使用使用良久並具有極多施工案例,本<br />
次審查顯示本產品系統於應用範圍內成效良好。<br />
1. 防落石網應用於岩坡落石防護,經模擬分析結果與實際服務成<br />
果,具足夠防阻能量以吸收撞擊能量及足夠系統高度承載落石。<br />
2. 應用多層次防護網於防止土石流沖刷,當每一個防護網完全充<br />
滿後溢流至下方防護網。防護網內落石或土石堆積可在系統充<br />
份保護下除去。<br />
3. 邊坡穩定防護網相較於厚重的混凝土結構物具有更佳的邊坡穩<br />
定性能。植生效果良好且無後續維護成本。<br />
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