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雲林地區新建400m深層樁與資料加值應用

雲林地區新建400m深層樁與資料加值應用

書籍介紹

臺灣西部平原地區由於經濟快速發展,水資源需求大幅增加,加上地下水取用方便,使得西部平原區超抽地下水的情形普遍,導致發生地層下陷問題,其中又以雲林地區最為嚴重。經濟部水利署過去已於雲林地區設置有多元化監測系統(包括GPS固定站、水準測量監測網、地陷監測井、深層水準樁與地下水位站),分別從空中、地面與地下不同面向監測地層下陷之行為。
透過近5年水準測量與地層下陷監測井成果進行時間序列差異分析顯示,在雲林縣土庫鎮、虎尾鎮與元長鄉300公尺以下地層仍有壓縮情況發生,經推估土庫國中站300公尺以下壓縮量持續發生且較為明顯,因此本計畫於土庫國中進行400公尺鑽探取樣與設置400公尺自動化量測深層水準樁,利用鑽探取樣資料了解該地區的地質狀況,並透過多元化地層下陷監測系統進行綜合性比對、分析地層各深度精確時序的變化量,進一步確認300公尺深度以下之地層的壓縮情況,另外再建立土壤壓密模式,模擬地層中各分層的壓縮量。

目次

目錄目-1
表目錄表-1
圖目錄圖-1
摘要摘-1
AbstractA-1
結論與建議結-1
一、結論結-1
二、建議結-3
第一章 前言1-1
一、計畫緣起1-1
二、計畫目標1-5
三、工作項目1-6
第二章 工作方法與步驟2-1
一、 深層水準樁站址評選2-1
二、400公尺地質鑽探與HQ取樣2-4
(一)地質鑽探方法2-4
(二)土壤力學試驗2-9
三、建置300公尺以下水位量測設備2-12
四、深層水準樁施工2-14
(一)施工方法2-14
(三)自動化量測系統2-18
(四)測站功能測試2-20
(五)深層水準樁水準高程引測2-21
五、建構土壤壓密模式至400公尺,模擬地層中各層壓縮量2-22
(一)文獻回顧2-22
(二)模式架構2-23
(三)理論基礎2-24
六、土庫地區監測資料整合分析2-27
(一)多元監測資料相互比對2-28
(二)地層壓縮與地下水位相關性分析2-29
(三)深層水準樁資料展示系統2-30
第三章、工作成果3-1
一、400公尺鑽探取樣3-1
(一)鑽探取樣3-1
(二)岩心鑑定3-3
(三)土壤力學試驗及分析3-17
二、300公尺以下水位量測設備3-24
第四章、400公尺深層水準樁建置4-1
一、自動化量測系統與遠端傳輸4-6
二、自動化量測設備安裝4-7
三、功能測試及數據分析4-8
四、深層水準樁水準高程引測4-10
第五章、土壤壓密模式5-1
一、分層計算原則5-1
二、計算分層厚度5-2
三、各計算分層下陷量5-3
四、邊界條件5-4
五、參數率定與驗證5-5
第六章、資料整合分析6-1
一、多元資料交叉比對6-1
二、地下水位分析6-2
三、地陷監測井分層壓縮行為6-6
四、深層水準樁樁群(130m, 300m, 400m)交叉比對6-7
五、地層壓縮與地下水位相關性分析6-10
六、深層水準樁資料展示系統6-11
七、地層下陷教育宣導6-11
參考文獻參-1

編/著/譯者簡介

綠環工程技術顧問有限公司
綠環工程技術顧問有限公司為工業技術研究院綠能與環境研究所協助成立之新創事業,主要成員皆為過去工業技術研究院執行地層下陷計畫的工作伙伴。 目前本公司專精於利用多重感測器,包含有精密水準, InSAR, 地層下陷監測井, GPS等三維立體監測技術,對地層下陷進行精密監測及精準數據分析,相關經驗累積已超過十年。公司主要服務項目為控制測量如GPS控制測量、地層下陷監測、精密水準測量,應用測量如道路設施及管線測量、河道測量、工程測量、地籍測量,衛星測量如合成孔徑雷達差分干涉測量、永久散射體雷達干涉測量,地下分層壓縮監測分析,GIS系統開發設計。

序言/導讀

(一)400公尺地質鑽探與HQ取樣 1.本計畫共完成400公尺HQ全取岩心,24支薄管取樣與150組土壤物性試驗,建立此地區的岩心柱狀圖。 2.地表至地下400公尺可細分為65層,整體而言是砂及黏土為主的堆積層,其中主要黏土、泥及粉土層(27%)、極細砂及細砂層(29%)、中砂至極粗砂層(37%)分層為主,少數則由礫石層(7%)所組成。而由過去土庫國中地陷監測井之觀測成果顯示(參考圖3 4),主要壓縮深度介於地下228~273公尺之間與50~156公尺之間,由該深度的地質成分來看,主成分為砂層,而砂層中夾有粉土及泥。 3.土庫國中400公尺鑽孔,進行150組之土壤物理性質試驗,經統一土壤分類法進行分類,主要分為4類,分別為低塑性黏土(CL)、含粉土之級配不良砂(SP-SM)、粉土質砂土(SM)及粉土(ML)。 4.經由壓密試驗成果初步研判,本次試驗土壤皆為過壓密土壤,惟前述研判為基於水位常態分布之狀況,且水位依季節變動。 (二)400公尺地質鑽探與HQ取樣 1.鑽探取樣後的裸孔,依據岩心判識資料,在地下307.5~365公尺有良好的砂層,同時上下各有良好的阻水層,因此在鑽探孔內放置1.5吋PVC管,同時於地下322~332公尺開篩,設置地下水量水設備,並且建立自動化傳輸系統,量測300公尺以下地下水位。 (三)400公尺深層水準樁建置 1.本計畫設置400公尺自動化觀測深層水準樁,其中外管深度398公尺,內管深度408公尺,灌漿基礎深度達到410公尺。 2.自動式記錄器透過訊號線連接電子式變位計自動量測地表至400公尺深度間之地層壓縮量,其中自動式記錄器可於現場設定量測頻率(初步規劃每小時量測一次)及啟動週期,數據資料儲存於自動記錄器,目前400公尺深層樁整體監測功能良好。 3.深層樁上方已設置水準測量樁點,109年10月已施測水準測量並建立初始值。 (四)土壤壓密模式 1.結合既有GPS固定站、地層下陷監測井及地下水位觀測站等資料,參考本計畫400公尺地質鑽探及試驗結果,已建置完成可模擬含水層水位變化,引發含水層壓縮及阻水層壓密之一維黏彈塑性數值模式,具體掌握土庫地區地層下陷潛勢變化。 (五)資料整合分析 1.本計畫應用時間序列分析方法,將四個含水層的地下水位進行時間序列擬合,經由上述資料顯示,目前土庫國中附近深度在87~179公尺的地下水位下降速率最快(每年超過16公分/年),震盪的振幅超過2公尺以上,代表在這兩個深度有比較明顯的地下水位變化。 2.經由地陷監測井資料顯示,地表至深度294公尺間的地層均有壓縮發生,但主要壓縮範圍集中在深度228~273公尺之間,屬於含水層3與含水層4之地層。次要深度在地表至深度156公尺間,屬於含水層1與含水層2之地層。 3.經由130公尺與300公尺深層水準樁歷線資料顯示,土庫地區主要壓縮時間發生在枯水期,而豐水期期間地層還會出現有回脹現象,另外淺層(0-130公尺)壓縮量的震盪幅度大於深層(130-300公尺)的震盪幅度,代表土庫地區在枯旱時期淺層的壓縮性較為明顯。 4.經由土庫國中4個含水層的應力應變圖顯示,當地下水位下降時會產生快速下陷,其中以第4含水層與第2含水層的變化量最為明顯。

分類

其他詳細資訊

  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:400公尺深層樁,地層下陷
  • 附件:CD-ROM
  • 頁/張/片數:135

授權資訊

  • 著作財產權管理機關或擁有者:經濟部水利署水利規劃試驗所
  • 取得授權資訊:聯絡處室:水利規劃試驗所地水中心 姓名:尤仁弘 電話:04-23304788-2507 地址:台中市霧峰區吉峰里中正路一三四0號