¶ 公路邊坡工程設計規範－第七章 邊坡排水設施設計 C7.1 說明
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C-41第七章 邊坡排水設施設計C7.1 說明台灣地質環境較不穩定，暴雨導致的邊坡崩塌破壞十分常見。水可能透過產生正或負的孔隙水壓力、改變地層中土壤或岩石的應力條件、體積或密度，造成邊坡內部或表面的侵蝕，或長期影響邊坡材料的礦物成分等，影響邊坡的穩定性。特別是高強度的降雨，除可能造成邊坡坡面沖蝕破壞外，對其地下水位的抬升亦有密切影響。因此，設置適宜之排水設施，包括地表排水及地下排水系統，常可有效提高邊坡穩定性。
地表排水的主要目的是為了減少降雨造成的坡面入滲及地表逕流造成的坡面沖蝕，排水系統應匯集坡面上的地表逕流，包含橫向及縱向排水設施，並引導至合適的排放點。
地下排水以坡體內部的水體為主要對象，利用排水設施降低坡體地下水位，同時降低地下水位面以上土壤的飽和度，透過減少坡體負荷提高邊坡抗滑安全係數，達到提高邊坡穩定性的目標。
本章考量地表及地下水對於邊坡穩定性之影響，說明邊坡排水設施之設計。
C7.2 設計考量公路邊坡基於維護管理考量，排水系統設計應以重力排水為主，立即排除坡面逕流為原則，且應避免於坡面設置滯洪設施。
排水設施應考慮邊坡之類別以及地區降水特性，研選適當的重現期距推算設計流量，據以設計適當的排水構造物。
不同重現期距之流量推算，有流量紀錄可參考者，由歷年流量資料推算；僅有雨量紀錄者，由雨量資料按雨量與逕流之關係，間接推求；無紀錄或紀錄不完整地區，可依經驗公式推求。
設計流量之推算應注意集水區之未來土地利用情況，必要時依據公路沿線相關集水區之氣象、水文及地文條件等資料，或參考鄰近既有排水設施之有關資料，進行水文特性分析，並宜採保守方式推估。
排水構造物之設計須考慮地理位置、水理條件、地文特性、社會經濟條件、施工材料以及維護管理等因素，決定合適的設施型式，並依據排水設施之設計流量，
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C-42進行水理分析決定構造物之尺寸。
設計流量採用不同重現期距之降雨強度推算時，降雨強度按邊坡所在位置或鄰近區域曾經分析或公告之公式計算；無適用公式者或自設雨量站者，可參考下述步驟推算設計雨量：
1.
雨量站選用依計畫地區之水文氣象特性、集水區面積大小，選用鄰近水文氣象條件相似且具有長期雨量紀錄之雨量站。雨量站之選用應先查詢氣象或水利機關(構)之區域化相關研究，避免雨量站選用不確定性所造成之設計風險。
2.
雨量紀錄校核雨量紀錄資料經研判如有存疑時，須與鄰近氣象特性相似雨量站之平均雨量比較，以雙累積曲線法或迴歸分析等方法校核之。雙累積曲線法通常僅適於長時間，如年雨量、季雨量之校正，日雨量及短時間暴雨紀錄不適用。
3.
雨量紀錄補遺雨量紀錄短缺不全時，可選用內插法、正比法或適當方法補遺。
4.
降雨強度推算平均降雨強度隨著降雨歷時增加而減少，因此，當集流時間等於暴雨歷時情況，逕流量達到最大值。對於設計重現期距之降雨，最大降雨強度需依據該地區的降雨強度與歷時曲線加以確定。
公路邊坡附近存有自記雨量紀錄者，可依時間－雨量關係式推求降雨強度設計值；若無自記雨量紀錄者，則可依鄰近自記雨量站資料推算。若附近無適當雨量站可供選用者，則可依據相關技術規範降雨強度推估公式推算之，如「公路排水設計規範」(Horner 公式)。惟降雨強度之推估值，不得小於水土保持技術規範所建議使用之無因次降雨強度公式推估值，且當施工期將歷經數個汛期時，其設計值應酌予增大。
5.
雨型以單位歷線法或降雨－逕流模式推算設計流量時，應先選擇具代表性降雨之逐時雨量紀錄，以交替區塊法、無因次平均法或其他適當方法決定設計降雨之時間雨量分布。
公路邊邊坡所在位置有流量紀錄可參考者，得採用單位歷線法分析，配合集水區面積比推算設計流量。無實測流量紀錄者，應依據研選重現期距之降雨強度，採用合理化公式推算設計流量。
集水區面積為排水系統匯集點構成之面積。當考慮天然集水區時，其邊界由地
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C-43形輪廓線決定，地表逕流方向與等高線成直角。若集水區之水文條件受到人工排水設施影響，則須考慮這些既有設施的效應。且若集水區上游有人工構造物調節洪水或越區引水者，邊坡設計集水面積亦須另行調整之。集水區面積應依據適當比例尺之地形圖推算。
此外，山區或富含地下水區域，邊坡之設計流量應考量土壤或地層之滲水量或湧水量。
C7.3 地表排水設施C7.3.1 一般設計考量地表排水設施具有攔阻及疏導地表逕流、匯集降水並加以排除等功能，一般設計考量包括：
1. 排水設施之斷面應考慮地表水之泥砂含量，並酌予加大。
2. 開發區或構造物有被上游逕流沖刷之虞者，應在其上坡處設置截水溝。
3. 排水設施設置於填土區時，應考量基礎安全之強化。填方區應視實際需要設置地下排水設施。
4. 排水設施縱坡度較大而有滑動之虞者，應設置止滑榫；並評估設置消能池設施或截水牆。
5. 有破壞跡象或破壞歷史之邊坡更應特別注意地表排水系統設計，如地表水沿邊坡裂隙入滲，可能造成邊坡滑動破壞。此類邊坡除地表排水設施之設置外，應同時配合坡面整治與裂隙填補。
6. 排水渠流之流速可依據「水土保持技術規範」相關規定辦理。
7. 設計時應注意坡趾排水設施之應力集中情形，包括施工造成坡趾應力變化，並考量利用排水設施構造適度地協助支撐坡趾。
C7.3.2 坡面排水設施配置說明如下：
一、 截水溝
1. 一般設置於坡頂外側或邊坡外側(圍)，攔截區外流入邊坡之地表逕流並引導排放至適當地點，以避免邊坡坡面遭受沖蝕破壞。
2. 若坡頂上方集水面積小，逕流量少，且邊坡無沖蝕之虞者，可不設截水溝。
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二、 平台溝(橫向排水溝)
1. 設置於各階段平台之坡趾處，以截阻每一階段之地表逕流。
2. 階段式邊坡，其平台寬度宜大於1.5 公尺，採內斜式，平台面向坡趾傾斜1%至3%為原則。
3. 橫向排水設置之間距宜小於10 公尺，且若排水長度超過100 公尺時，應評估採分向或集中排水。
4. 橫向排水設施應沿邊坡等高線方向布置，以阻截地表逕流。
三、 豎溝(縱向排水溝)
1. 於坡面與平台溝呈垂直布設，主要功能在於承接坡頂截水溝與平台溝之逕流，排放至下坡處坡趾邊溝。
2. 溝底坡度應與坡面相同，且為防止流速過快，在溝內或坡趾應評估設置消能設施之需求，防止沖刷破壞溝體結構。
3. 排水溝側與邊坡坡面界面處應考量順接及必要之回填夯實，避免開裂破壞或不均勻沉陷。
四、 暗渠排水
1. 設於地層有滑動或潛在變動疑慮之處，暗渠宜採柔性材料施作，以抵抗地層滑動引起之彎曲折損。
2. 埋設暗渠蓄集地表水時，在地表應以礫石、碎石、砂等高透水材料填充以便截集地表水流，並於其底部鋪設防水布。暗渠排水種類包括透水管暗渠、蛇籠暗渠、卵礫石暗渠及明暗渠組合等。
C7.4 地下排水設施C7.4.1 一般設計考量降雨入滲導致邊坡地下水位上升，對於邊坡穩定性減低的幅度受多項因素影響，包括地下水位初始位置、降雨強度與歷時、邊坡地層的組成材料、孔隙率、飽和度等。不同邊坡地下水對降雨的反應差異可能極大，設計前應進行大地工程調查，並依調查結果，考慮邊坡類別、不同設計重現期距之降雨量所產生的地下水條件變化等，進行地下排水設施設計。
邊坡地下水位受降雨影響，可能全無反應，亦可能即時增高，欲評估某一地點之地下水位之變化，需透過定時監測之水壓計或水位觀測資料推算。
設計前應進行大地工程調查，依據調查結果考量不同重現期距降雨強度之地下
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C-45水位變化，配合邊坡穩定分析結果研選設計地下水位，據以佈設地下排水設施，包括考量設施種類、排水效能、設置深度及間距等。
依據不同重現期距降雨強度推算地下水位時，可參考現場的孔隙水壓資料進行分析，包括降雨前、降雨期間及降雨後的資料。
地下排水管排出水量與其滲透係數、水力梯度成正比。排水管安裝後，地下水位逐漸降低，水力梯度亦隨之降低，因此排出水量將自初始值逐漸減低到一穩定值。
邊坡施工前、中、後之地下水位監測資料，可應用於調整各項排水設施之佈置與數量，以達設計地下排水設施之降水目標。同時，應用工程設施控制設計高水位時，應考量該工程設施之長期效能，設計必要的維護設施及通道。
C7.4.2 地下排水設施配置
一、 排水濾層及盲溝
1. 填方邊坡底部通常應設置排水濾層及盲溝，以排除邊坡入滲之地下水。
排水盲溝之設計埋設深度視需要研選，並應回填透水材料。
2. 排水盲溝須接出坡面，使地下水及雨水可順利排出坡面為原則。
3. 為排除淺層地下水，盲溝深度不宜超過5 公尺。
二、 水平排水管
1. 地表水平排水管為最經濟之地下排水工法，施作長度依現地調查結果訂定。此工法常見於一般邊坡穩定措施，應用前若能詳細探查水脈流向，將可提高排水管出水機率。
2. 使用鑽孔機具依邊坡地形狀況，以一特定向上傾斜角度進行鑽孔，再將排水管套入鑽孔，藉重力引出地下水。
3. 若有細粒料流失之疑慮者，排水管套入鑽孔前可包裹地工織物。
4. 水平排水管應配合邊坡開挖及其它邊坡保護設施如預力地錨等之進度，自上階全部完成後，再依序往下分階施工。
三、 集水豎井
1. 為收集地滑區內或附近之地下水而開鑿之大口徑集水井，一般可配合井身四周所配置輻射方向之水平集(排)水孔引出地下水。
2. 集水豎井屬點狀排水，除具排水功能外尚可兼具部份擋土功能。實際應用上，集水豎井內需施鑽橫向集水管及排出水孔，故其內徑需配合施工空間需求考量。橫向集水管之深度及位置視地下水分佈而定，一般採放射狀向上施設，而排出水孔則需於井內最低處，採重力式排水。
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3. 應選在地下水脈分布區域附近，且有堅硬基礎處設置。
4. 大口徑之集水豎井應加蓋保護，以避免人員或雜物掉入井中。
四、 排水廊道
1. 排水廊道通常用於排除較深層地下水，當集水豎井工程仍難以排除深層地下水之情形下，可評估設計排水廊道，利用廊道內打設之縱向集水管，加速深層排水之效能。大型邊坡滑動治理工程中，排水廊道常是最有效之地下排水工法，但其施工費用相較高於其他治理工程，評估其排水效益時應予特別留意，一般當無替代方案時才會被採用。
2. 排水廊道內常打設交錯的橫向排水管，以增加有效排水面積。
3. 一般而言，排水廊道應設於滑動面以下之穩定地層內。若在地質條件不佳的邊坡中設計排水廊道，應採用剛度較大之支撐系統，以維結構之安全性。而設置之最佳位置及尺寸，亦須經邊坡滲流分析加以檢核，以確定可達降低地下水位線之設計標準。