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中庄調整池工程塑性混凝土截水牆介紹北區水資源局

  發刊期數:第0323期/ 發布日期:108/03/22

中庄調整池是國內首座高濁度備援人工湖,於大漢溪引水,經由引水路送至調整池蓄存(圖1)。調整池有效蓄容約505萬噸,石門水庫進行水力排砂鳶山堰原水濁度上升影響供水時,可備援供水至少約7天。

調整池堤身比照土石壩設計,採截水牆、黏土心層、細質殼層等作為防滲措施。截水牆採用塑性混凝土,為國內繼湖山水庫後第二例,其防滲佳,具有較大的變形性,可避免地震及應力造成破壞。截水牆總長約2,070公尺,厚度1公尺,入岩2至8公尺,以降低調整池左岸地下水交換量。

本工程根據湖山水庫之配比及廠拌試驗之結果以及實際施工情形,於施工規範訂定建議塑性混凝土配比。廠商施工前須進行塑性混凝土配比量拌確認試驗,據以決定施工。

本工程截水牆採用塑性混凝土澆置,其工程特色為:

一、具可變形性

塑性混凝土材料採用添加皂土之特殊配比設計,較一般混凝土具可變形性,其強度及彈性模數控制與現地土壤相近,可避免地震發生時截水牆應力集中,產生龜裂破壞,同時塑性混凝土具有良好阻水性,可有效減少池區內外水滲流交換,確保調整池水質水量。

二、嚴控材料品質

塑性混凝土其強度介於14-27.8kgf/cm2拌合難度高,除強度外尚須確保其滲透係數波速及彈性模數等符合規範值。爰此,本工程特設塑性混凝土專用拌合設備,包含粗細骨材、水泥、皂土、拌合桶槽及中控設備皆獨立,與一般混凝土分開使用。塑性混凝土強度檢驗共647次,合格率99.69%;滲透係數、骨材及皂土材料等檢驗共310次,合格率100%,材料品質良好。經濟部特於105年12月8日邀請學者專家委員赴拌合場進行廠驗,塑性混凝土材料品質管控獲委員讚許肯定。另本工程更榮獲台灣混凝土學會107年度「混凝土工程優良獎」。

三、研發專利施工機具

截水牆為阻水之重要設施,施工廠商特別研發截水牆壁體切削機,並獲國家專利。利用傳統連續壁抓掘掘機加掛特殊切削機頭,進行後行單元切削施工,有效確保截水牆壁體垂直度、完整性及水密性等符合規範要求。

  • /截水牆施工流程

四、克服施工困難

截水牆施工最深28公尺,且卵礫石層內達20公尺,施工屢遭遇卵礫石坍孔問題,部分地質狀況不佳,及受區外高地下水位影響,坍孔嚴重。後經施工團隊努力,採點井抽水降低地下水位、調整抓掘方式、適時回填黏性土填補卵礫石間隙、嚴重坍孔回灌混凝土等措施,才克服困難。

由於塑性混凝土截水牆材料管控、施工檢驗良好,及克服卵礫石開挖坍孔施工困難,隨著截水牆漸漸完成,確實有效減少池區外地下水滲入,有助於開挖及築堤乾式施工,提高效率,配合105年全面趕工,調整池於106年3月完成圍堤填築主體工程,4月通過水庫蓄水安全評估小組同意蓄水,5月10日開始蓄水測試。6月初豪雨事件,石門水庫利用梅雨所帶來的大量雨水進行水力排砂鳶山堰濁度上升,調整池即備援供水,提早發揮功能。中庄調整池於106年11月完工,未來石門水庫排洪排時,將可不必擔心鳶山堰濁度太高而停水

  • 截水牆施工照片