看圖說故事-公路邊坡破壞原因之診斷

 潘國樑  博士

公路邊坡的破壞，其原因概可分成三大類，即重力崩落、水力侵蝕與解壓節理。對於高陡邊坡而言，人站在路面無法看到全邊坡，也就是無法看到災害的發生源，非賴遙測影像無法追根溯源。因此，本短文特別向各位讀者介紹，如何從遙測影像上診斷公路邊坡的災變原因，唯有抓到真正原因， 才能對症下藥， 藥到病除。

重力破壞是最常見的公路邊坡之破壞類型。其中又分落石、崩塌及滑動。圖1是橫貫公路九曲洞附近的落石狀況。根據學理，落石的發生必須具備兩個必要條件，即高陡的邊坡地形及節理密切切割的硬岩; 此區岩性為堅硬的大理岩，又被節理切割成塊石，所以完全具備了落石的條件。落石的發生源，有點源及線源之分。圖1的A及B即為點源， 其分布範圍有限，影像上除了顯示高陡地形之外，其閃亮的色調及缺少植生覆蓋為其最大特徵。圖1的C則為線源，其分布範圍呈狹長型; 每次發生落石，其發生源即在線源上交替的跳動。點源因為範圍不大、目標顯著，所以容易處理；線源的範圍大、應處理的目標不顯著，所以不容易處理。落石的發生源通常遠離公路，且高高在上，因此我們通常都採取被動的方式處理，例如設置捕石網或攔石牆，於落石發生後加以攔截及捕捉，不讓其落到路面傷及人車。從影像上有時候可以辨識落石的運動路徑(見圖1的D及E)，有利於選定攔截的位置。

崩塌與滑動，通常以有無滑動面來加以區別。崩塌是介於落石與滑動之間的一種山崩類型；它不具有滑動面，崩塌體與母體之間是一種張力面，也就是在崩塌過程中，崩塌體是從母體逐漸張開後再掉落的一種機制。滑動則具有滑動面，滑體以剪切的方式與母體分離；滑動面可能是弧型，也可能是平面型。圖2顯示一個弧型滑動群，其中以A的滑動面最深，B與C的滑動面則在滑動面A之上，三個滑動面在三度空間互相交疊，但沒有截切關係。B與C是兩個分離的個體，不是後退式滑動所造成。公路單位有對滑體B進行處理，但相信只是一種短效措施。

公路邊坡的水力破壞常被忽略及誤解，因此也就常被錯誤處理；理論上應以處理水為主，而邊坡穩定為輔。水力破壞可以分成坡面排水及坡腳淘空兩種類型；讀者對後面一種比較熟悉，本文不多贅述；本文只針對坡面排水的問題進行闡釋。坡面排水又可分為上邊坡排水及下邊坡排水兩種類型。一般而言，公路切過邊坡之後即將邊坡硬行分割成上邊坡與下邊坡，因此自然邊坡的排水即遭到擾亂，使得上邊坡水道的後路被截斷，如果對其去路沒有適當的疏導，則亂竄的地表水，就會在公路的下邊緣找到弱點進行沖刷，通常都是找護欄的地方。相反的，下邊坡水道的源頭被截斷，使得這裡變為向源侵蝕的源頭，也就是原來向源侵蝕的源頭往下移，且轉移到公路路基的正下方，故其不出事者幾希。圖3就是說明這種水路被擾亂後的負面效應。首先我們注意公路將水路A切成上、下兩段，因而造成上邊坡的地表逕流，必須被收集於山邊溝內，如果未設山邊溝、或者山邊溝的斷面不足或被阻塞，則逕流將在路面上漫流，並且找尋缺口以作為瀉流的出口，而B及C就是屬於這種缺口，也就是弱點所在；現在這些缺口，反而變成向源侵蝕的源頭，造成公路排水反噬路基的反效果。圖4顯示桃園118縣道於57.7K處的邊坡問題，其原因是在A、B兩個匯水漥地中，C、D、E三個點的向源侵蝕造成邊坡的崩塌；如果不處理排水而只做邊坡擋牆，那就本末倒置了。

台灣島的板塊推擠作用已經歷了四百萬年以上，目前更是激烈的進行。因此於岩石體內蓄積了強大的應力，一旦露出地表或在開挖面，這些內應力就會向外釋放並解壓。這種解壓作用將產生一組平行於自由面（與空氣接觸的面）的解壓節理，其間距與深度成正比，即越接近自由面（或地面），則間距越密。解壓節理對公路邊坡造成嚴重的負面影響；一般都採用岩錨或岩栓加以錨碇，但是這種工法只能穩固於一時，數十年之後，更厚的岩板照樣的從母岩鬆開脫離。岩體的解壓現象，造成橫貫公路或山區公路的邊坡及隧道襯砌逐漸鬆弛，需要不斷的改線。圖5就是在大理岩內所產生的解壓節理（見A、B、C、D）。一般而言，大理岩呈塊狀，沒有葉理，但是仍然可以發育出解壓節理。解壓節理與其它不連續面，最容易辨別的地方就是解壓節理會平行於自由面發育。

圖1  九曲洞地區的落石來源及其運動路		圖2  滑動面深淺不一的弧型滑動群
圖 3  公路上下邊坡的地表水流路及其侵蝕情況		圖4  桃園118縣道57.7K處的邊坡問題
圖 5 長德附近的大理岩內之解壓節理