作者

秦中天、陳堯中

摘要

為了探討及解決環境對現代文明的衝擊，聯合國從今年開始全力推動國際防災十年計畫(International Decade for Natural Disaster Reduction)，在推展國際防災十年計畫的同時，聯合國支持的世界環境及發展委員會（World Commission on Environment and Development)也正致力於探討現代文明對環境所造成的影響，為了配合推動防災研究這個舉世囑目的潮流，地工技術本期推出了”地工與環保”專輯，以期國內地工界同仁對環境與文明的互動關係有更進一步的了解與更深層次的省思，這有著格外深遠的意義。
在環境保護的工作中，有許多領域是需要大地工程的專業技術，例如地下水污染、掩埋場設計等項目，因此有許多大地工程師直接參與了環保的工作，而大地工程師在環保工作中也必將扮演一個日益重要的角色。這個地工與環保結合的趨勢，我們可以從國外的發展過程中看得格外清楚。北美地區許多過去以大地工程為主的顧問公司，目前都拓展了有關環境的業務，而其所佔的比例甚至超過了傳統的地質調查及基礎設計，而且還有逐漸昇高的趨勢。此外，國際土壤力學及基礎工程學會更早在1977年東京舉行的第九屆ICSMFE中就有關於環境與地工的專題討論，從此之後一直到1988年在里約的每一屆ICSME，環境與地工都是一個深受重視而討論熱烈的專題。
國內在環保與地工的結合上，起步較遲，然而由於地工界同仁的努力，我們已逐漸看到可喜的成果。這本專輯很榮幸的能邀集到潘國樑博士的”地下水探測、觀測與監測”，陳榮河教授的”衛生掩埋場之穩定分析”，陳俶季教授的”廢料與土壤之交互作用對土壤性質之影響”以及潘國樑博士的”有害廢棄物安全掩埋場之設計需求”等四篇大作，就環境地工中四項重要的課題加以介紹，這四篇文章深入淺出，對每一個主題都有非常精闢的介紹，相信對地工界同仁了解環境地工必將有很大的幫助。我們也深深期盼國內的大地工程師能因此注意到環境地工的問題，並積極參與環保工作，將來能有更多成功的工程案例介紹給地工技術的讀者。
地工技術是一個開放的園地，我們除了專刊主題的文章之外，本期我們也向讀者介紹劉弘祥先生、潘以文教授的”大型地下洞窟開挖支撐之設計過程與實例”，牟敦堅先生的”反射震測學於工程上之應用”以及顏東利先生的”監測系統於鑽掘式基樁之應用”等三篇文章。這三篇論著都深具實用價值，值得讀者參考。

作者

蔡桂伍

摘要

四十年來，台灣在經濟上創造了令世人欽羨的奇蹟，社會財富雄厚，人民生活水準大幅提昇，公共建設也齊頭並進。以目前正在規劃、設計及施工的多項龐大計劃來看，它顯示了大地工程師將有供不應求的現象。
供求的不平衡，對大地工程師可說是喜訊，因為可以有更多的選擇及較好的工作條件﹔但對工程建設來講，卻也是一項隱憂，由於人才的不足以及競爭性的相對減少，如果不小心，很容易導致服務品質下降的不良反應。
西哲狄更斯嘗言：「那是最好的時代，也是最壞的時代，…那是光明的季節，也是黑暗的季節。」任何危機來臨時，只要以正面的態度來處理，它也會轉化為一個創新的良機。目前以及未來國內的龐大工程建設，將給國內大地界同仁帶來一段相當持久的黃金時代，以及開拓新境界的契機。
過去二十多年來，筆者有幸能常回來與國內的大地同仁求教，一起工作，親眼看著國內的大地工程界由當初一片荒蕪貧瘠之地，在國內同仁辛勤耕耘之下，把它變成了一座具有相當規模的園地，非常感佩。
在多次回國期間，與國內同仁相處及交換意見，承多位好友的一再督促，謹綜合下列淺見，野人獻曝，與國內的大地工程界同仁共勉。

英文篇名

STABILITY ANALYSIS OF SANITARY LANDFILLS

作者

陳榮河

摘要

國內環境保育在近年來漸受重視，導致廢棄物之處理、垃圾掩埋場之尋覓、設置，遭致民眾拒絕，頗令主管機關頭痛。究其原因，主要在於掩埋場常處理不當，造成空氣污染、水污染、視覺污染，甚至於邊坡崩坍而破壞地表、地下之排水系統，不但污染環境，甚至可能造成交通中斷、基礎破壞。故掩埋場之穩定性極為重要，且必須加以確保。此外，更由於可用土地之日漸稀少，掩埋場作為日後再利用，使「腐朽化為神奇」，亦是環境地工技術（environmental geotechnology）應用之積極目標。
由於垃圾組成之特性複雜，若處理不當，將易造成二次公害，因此，本文將就掩埋場之型式及廢棄物之堆積方式先作介紹，其次，就垃圾組成、覆蓋土壤之選擇標準、及垃圾之工程特性如強度、單位重、含水量、滲透性、壓縮性等，就國內外資料加以收集比較。最後，再以台北市內湖垃圾山及福德坑衛生掩埋場之實例，將穩定分析時所應考慮之因素，如基礎土壤強度、地下水位、分析方法等於穩定分析時如何考慮，加以說明。

英文摘要

Environmental protection has been paid more and more attention in Taiwan recently. However, the refuse disposal sites are very difficult to find due to reluctance of loca people because they have a bad impression on the other exsisting disposal sites. In order to solve this problem and improve the condition, proper function and control of sanitary landfills are strictly required. This paper summerizes information and collected data from researches in Taiwan and other countries: the basic types of sanitary landfills, engineering properties of refuse（such as unit weight, compressibility, strength, and permeability）, criteria for selecting cover soils. The case studies on stability of two waste landfills in Taipei are introduced to provide experiences of application of geotechnical engineering.

英文篇名

DESIGN PERFORMANCE REQUIREMENTS FOR HAZARDOUS WASTE LANDFILL

作者

潘國樑

摘要

處理有害廢棄物（hazardous waste）是一件非常艱難，但卻是非常重要的工作。
有害廢棄物一般具有四大特徵中的一項或一項以上。這四大特徵為（1）可燃性（ignitability）、（2）腐蝕性（corrosivity）、（3）反應性（reactivity）、以及（4）毒害性（toxicity）。可燃性液體係指酒精的體積含量小於24％、發火點低於60℃的液態物；可燃性非液體係指正常狀態之下，經由摩擦、吸收水分、自燃、或點火後猛燃的過程而發火的物體。腐蝕性的物體一般具有很高或很低的PH值；根據美國環保署的定義（Fortuna and Lennett，1987），PH值小於或等於2，或者大於或等於12.5，或者在55℃的試驗溫度下，對鋼鐵的腐蝕率每年大於6.35mm的物體均被視為具有腐蝕性。有害廢棄物之反應特徵包括正常狀態下不穩定、與水起劇烈反應、與水混合後可能爆炸、與水混合後產生毒氣、含氰化物或硫化物、或者具有爆炸性。具有毒害性的廢棄物一般係指陸上棄置物的滲漏水（1eachate）中含有毒性物質而言。表一顯示美國環保署列出的十四種有毒物質以及其在滲漏水中的最大允許量。

英文摘要

The design of hazardous waste landfill is currently a curious mixture of regulator-based minimum requirements, performance-base engineered design, and empirical rules of thumb. This paper is an abridged document from the minimum technology guidance and regulations on the design of hazardous waste landfills lateste required by U.S. Environmental Protection Agency.
The minimum technological requirements for hazardous waste, land disposal facilities must have two or more liners and leachate collection and removal systems（LCR）above and between such liners. The liner may be a single flexible geomembrane（FML）or a FML overlying a 1-mthich compacted clay composite liner. The specific guidance on LCR system design requires that primary LCR system may be a geosynthetic drainage layer of a granular drainage layer. The latter should be at least 30 cm thick with a minimum hydraulic conductivity of 10-2 cm/sec and a minimum bottom final slope of 2% after long term settlement. For the secondary LCR system, which also serves as leak detection system, the hydraulic conductivity should be greater than or equal to 1 cm/sec.
As site characterization is concerned, most important aspects needed to be detailed hydrogeology and geological stability investigated.

英文篇名

WASTE-SOIL INTERACTIONS AND THEIR INFLUENCES ON SOIL PROPERTIES

作者

陳俶季

摘要

有毒廢料與土壤之交互作用頗為複雜，需考慮物理、化學與生物過程。本文首先討論影響這些過程之參數，和每一參數在交互作用過程中所扮演之角色。接著討論某些特殊廢料源和土壤型式之交互作用。此部份中特別強調廢料與土壤之交互作用對土壤性質之影響。

英文摘要

The hazardous waste-soil interaction problem is a complex one, requiring consideration of a variety of physical, chemical, and biological processes. The variables that influence these processes, and the role they play in soil-waste interactions are discussed first in this report. Then the interactions between specific waste stream and soil types are investigated. Finally, the consequences of waste-soil interactions are viewed, however, emphasis is given on the changes in the physical and chemical properties of the soil when it is exposed to the hazardous stream.

英文篇名

Exploration, Observation, and Monitoring of Groundwater

作者

潘國樑

摘要

大氣、地面水與地下水三者聯成一氣，構成水文的完整循環。
地下水蘊藏於地下，眼睛無法直接觀察，需藉科學方法與經驗加以採測與評估。地下水賦存於岩層的孔隙或裂縫內，其流速非常緩慢。地下水的探測一般分地下水地質調查、地下水文調查、地球物理探勘與井測，以及鑽探與試驗等。了解了地下水的存在與流動，才能有效地設立觀測井以量測其水位，以及利用監測井監視其水質。
我們對水資源的需求日趨殷切，又水資源的空間與時間分佈並不均勻，有賴地下水的補充與調節。若任意加以污染，將使可用水量降低，易造成水資源危機。再者，地面水與地下水的存在環境與流動本是相通，若談到水污染防治，一定要兩者同時考慮與兼顧。

英文摘要

Taiwan is facing rapid popilation growth and increasing water demand. Groundwater provides almost 24% of the total water supply. However, the rapid development of rural areas toward urbanization and industrialization has resulted in serious groundwater pollution. Therefore, the monitoring of groundwater quality becomes an important task of the Environmental protection Agency.
The paper describes the occurrence, movement, and how to explore the groundwater in the first part, then the observation of water level and the methods of groundwater monitoring are given: The U.S. regulations of groundwater monitoring are also summerized.

英文篇名

ANALYSES, DESIGNING, AND CASE STUDIES FOR LARGE-SEALED UNDERGROUND EXCAVATIONS

作者

劉弘祥、潘以文

摘要

近二十年來，由於社會不斷地進步，人們對於空間之需求亦快速轉變，尤其是在地窄人稠的台灣，不論在經濟、交通及國防上都有向地下發展之趨勢，並且規模尚在逐漸加大之中，例如地下發電廠、地下儲存窖、多線道鐵公路隧道及地下避難室（基地）等。為針對此種大型跨徑地下洞窟開挖機會逐漸增多之趨勢，作者將近年來大地工程界所採用之設計過程，整理成流程圖，如圖一所示。本文將依照此一流程圖，逐一扼要說明其內容，最後並列舉二個設計實例加以說明，希望能提供工程同學作為參考。

英文摘要

Due to the complicated nature of rock behavior, it is always challenging to evaluate the exact mechanical characteristics of rock mass based on limited amount of in-situ and/or laboratory tests. As a result, the design for underground excavations based on the results of analyses prior to actual excavation may have to be refined from time to time along with the course of underground excavation, Consequently, the appropriateness of the designed support system ought to be re-evaluated based on observed behavior of the excavated rock mase in construction stage. This ongoing designing process, which goes along with construction process, is one of the major feature of geotechnical engineering.

英文篇名

Geological Advisor, Occidental International Exploration and Production Company

作者

牟敦堅

摘要

反射震測學（Reflection Seismology）自從J.C.Karcher在一九一九年申請其發明專利權以來，七十年中，由於石油與天然氣探勘和開發對此科學之依賴與需求，不斷的研究發展，在技術上創造了無數次重大的突破（Allen，1980）。其重要功能也從早年的僅僅能提供一些地下地質構造的模糊輪廓，到近年來使用各種高解析度的震測資料，讓地質工作者不但可以清晰的看到地下數米至數千米深處的斷層與構造，還能夠藉著其中蘊藏的豐富地質情報，做出許多極具實用性的地層和岩性的解釋。
雖然到目前為止，反射震測絕大部份是應用在油氣探勘及採油工程上，但是隨著高解析度震測技術的進展，和小型電腦處理大量資料能力的提昇及成本的降低，從事一般道路、橋樑、港灣等重大建設，以及地下水保育、開發，廢料和污染物堆棄等等的工程人員，也逐漸開始嘗試運用反射震測來獲取種種不同的地下地質資料。以往工程地質人員多只能依賴地表的露頭和地下的鑽孔來提供這類資料給工程單位，然而由有限的採樣點做出的地質解釋，不但需要耗費可觀的時間與金錢，遇到地質稍微複雜或多為風化沈積物所覆蓋的區域時，甚至往往無法預測出正確的地質全貌。反之，反射震測在海上和地形不很崎嶇的陸地上（如沈積盆地或沖積平原），短時間內不但可以收集大量的反射資料，更重要的是，這種由線聯結成面的資料，配合上少許關鍵位置的鑽孔和正確的地質解釋，還能讓整個區域的地質狀況詳細的呈現在地質與工程人員的眼前。在重大工程施工以前如果能夠對施工區域的地質預先有了全盤的掌握，工程師們方可做出周密的計畫及正確的成本評估，進而在施工當中得以迴避開各種可能遭遇的問題，節約下可觀的開支，加速工程的進度，而且能夠確定工程在完工以後，不易於受到自然災害的破壞，其對地質環境的影響也被減至最低程度。

英文摘要

Advances in reflection seismology have continued during the last several decades at a rather rapid pace. Numerous technological breakthroughs were developed originally to meet the needs from the petroleum industry, but in recent years the number of uses of engineering seismology has grown tremendously. Applications now include studies of pipeline and highway routings, and site selections for dams, power plants（nuclear or otherwise）, high-rise buildings, tunnels, subways, sewage plants, underground waste disposal, water or petroleum storage facilities, and utilization and conservation of groundwater resources.
Adequately processed, multi-fold reflection seismic can provide a large amount of useful geological information in the subsurface. By correct interpretation, various types of physical characters of reflections, such as velocity, amplitude, phase, frequency, continuity, and geometry, can be translated into lithology, depositional environment, porosity, rock hardness, fluid content, as well as structural information like faulting and bed dipping angle. Good understanding of the subsurface geology before and during any engineering project will in turn warrant a trouble-free and cost-efficient operation from the planning till the end.

英文篇名

APPLICATION OF INSTRUMENTATION TO BORED PILES

作者

顏東利

摘要

近年來由於國內經濟蓬勃發展，基樁於高層建築物、捷運系統、橋樑、以及發電廠等新建工程中之使用更趨頻繁。由於具有施工噪音低、震動小、作業空間限制小、與直徑及長度可配合設計載重之大小而調整等優點，鑽掘式基樁可說是目前都市中使用最為廣泛之基樁。但鑽掘式基樁受施工技術與品質之影響極大，不良之施工極易使鑽掘樁之鑽孔孔壁與混凝土發生瑕疵，以致影響其承載力，因此設計者常採用較保守之設計，並且須以載重試驗來驗證其設計之各項假設與安全承載力，但傳統之基樁載重試驗由於無監測系統（Pile Insrumentation）之配合，僅能依據樁頭位移量與載重之關係，推估其極限承載力，而無法瞭解基樁是否有任何瑕疵，以及基樁於承受各種載重情況時之行為與載重傳遞特性（Load Transfer Characteristics）等資料，因此傳統之樁載重試驗需配合完整之監測系統才能發揮其最大近年來由於國內經濟蓬勃發展，基樁於高層建築物、捷運系統、橋樑、以及發電廠等新建工程中之使用更趨頻繁。由於具有施工噪音低、震動小、作業空間限制小、與直徑及長度可配合設計載重之大小而調整等優點，鑽掘式基樁可說是目前都市中使用最為廣泛之基樁。但鑽掘式基樁受施工技術與品質之影響極大，不良之施工極易使鑽掘樁之鑽孔孔壁與混凝土發生瑕疵，以致影響其承載力，因此設計者常採用較保守之設計，並且須以載重試驗來驗證其設計之各項假設與安全承載力，但傳統之基樁載重試驗由於無監測系統（Pile Insrumentation）之配合，僅能依據樁頭位移量與載重之關係，推估其極限承載力，而無法瞭解基樁是否有任何瑕疵，以及基樁於承受各種載重情況時之行為與載重傳遞特性（Load Transfer Characteristics）等資料，因此傳統之樁載重試驗需配合完整之監測系統才能發揮其最大之效益。
完整之鑽掘式基樁監測包括：鑽孔完整性檢測、基樁完整性檢測、載重試驗之監測與負摩擦力之監測，本文即就此四項監測項目於鑽掘式基樁之應用詳細加以說明，以供工程師於規劃監測系統與詮釋監測結果時之參考。

英文摘要

Bored piles are most widely used in the urbans of Taiwan area recently. Consequently, in order to control the construction quality and acertain the behavior of bored piles, the instrumentation of bored piles has been widely adopted by engineers. This paper describes the application of the bored pile instrumentation including pile bored hole and concrete integrity tests, various pile loading tests, and negative skin friction monitoring. Two different pile integrity tests particularly suitable for bored piles are discussed. One emphasis of this paper is placed on how to plan an extensive instrumentation program and effectively interpret the monitoring data from the instrumentation program and effectively interpret the monitoring data from the instrumented piles subjected to compression, tension, and lateral test load, as well as negative skin friction.