工程論著

山區道路景觀與生態保護之地工技術

摘   要

本文提出適用於台灣山區道路規劃、設計與施工之實用性地工技術，利用工程技術進行山區道路之邊坡穩定處理、綠美化，並創造多樣性之自然景觀與生態，以提昇區域的自然環境品質。所運用的技術包括：減輕山區道路興建對自然環境影響的工程技術(mitigation)、提昇自然環境品質的地工技術(ecology up)，以期山區道路的與建可以兼顧景觀與生態，妥善維持其原始性、生態性、人文性及特殊性。

一、前  言

台灣山區的自然景觀頗具特色，各地區的人文及生態均有其特質，尤其政府最近正積極推動東部高速公路的興建，為維持當地自然環境、景觀與生態，工程設計與施工需應用的工程技術之困難度更甚於國內其他各大工程計畫，為環保、生態保育等社會人士注目之焦點。

山區道路對自然環境的最大影響，在於道路設施的出現對動植物的直接影響，其次為對大氣、水環境、土壤產生之變化，導致動植物無法繼續生存或種類減少。此等影響可能隨時間增長而逐漸擴大至區域的整體生態系，最後造成生態平衡的崩潰。山區道路的興建對動植物直接的影響如下：

1. 山區道路對植物直接的影響

山區道路建設必須使用土地，除規劃路線的用地外，施工階段的施工道路及施工場區均必須開挖整地，直接挖除生長於其上的植物。再者，廢棄物的產生、特殊環境(照明、污染等)亦直接影響植物的生長。

2. 山區道路對動物直接的影響

山區道路分隔動物的生活圈及行動圈，其結果可能導致動物無法自由出入慣常覓食及繁殖的地點，致使動物必須移動到新的生息地維生，抑或冒險嘗試穿越道路而行，可能導致動物死亡或車禍事故。

基於上述影響，本文對於台灣山區道路自然環境保護之基本構想與對策，係利用工程技術達成下列目標(詳表1)：

(1)迴避措施：以迴避方式消除山區道路興建對自然環境及動植物生息地之影響，如路線規劃、公路結構型式之考量。

(2)最小化措施：儘量減少山區道路興建對自然環境之影響，如減少挖填方、棄土處理、邊坡保護、動物遷移路徑之確保、景觀綠化及美化之相關臨時性與永久性設施。

(3)均衡措施：山區道路興建對自然環境之影響應力求均衡，必要時採用橋梁或隧道形式，以兼顧交通功能及動植物保護。

(4)復原及補償措施：因山區道路興建而無法保全之自然環境，應積極地利用工程技術於工程完工後加以復原、或尋找其他適當地點復原，對無法避免之影響則以其他適當方式補償，例如藉森林及水系之整備，創造多樣化之優良生態環境。

二、道路選線及規劃階段之注意事項

選線階段一般採用比例尺~1/10,000的地形圖，規劃階段則採用比例尺1/5,000~ 1/2,500的地形圖進行線形及道路結構型式的檢討。選線階段應透過文獻調查先行瞭解道路通過區域的自然環境特性，如保護區種類、稀有動植物的生息地等，使路線儘可能迴避此區域。再進一步透過現地調查，掌握區域的自然環境之細節，於路線規劃時積極考慮自然環境之維護，優先採取迴避對策，不得已必須通過時，則進一步檢討線形及道路結構型式。一般而言，本階段必須實施環境影響評估，綜整已實施之各項調查、分析、評估及環保對策等，並依據檢討結果提出建議事項。

山區道路規劃對維護生態與景觀之基本考量在於：盡力減少施工挖填土改變原地形及地物、確保道路結構物與周邊環境調和，具體做法如下：

(1)改線(以保存古蹟、動植物生息地、迴避自然保護區)，如圖一(a)。

(2)隧道化(以保存古蹟、動植物生息地、迴避自然保護區)，如圖一(b)。

(3)橋梁化(減少施工對當地自然環境之改變量)，如圖一(c)。

(4)車道配置：車道數愈多，所需路幅愈寬，則挖填土方量及削坡面積愈大(詳圖二(a))。反之，如將上下行車道分離設置，則可有效減少一半以上之挖方量。(詳圖二(b)及圖二(c))。亦有將上下行車道分別設置於山谷兩側之例。

(5)水文循環：由於分水嶺兩側分屬不同集水區，如將隧道內湧水排向單側，可能影響另一側之水文收支平衡，因此，隧道縱斷線形之規劃上，宜儘可能將最高點設置於分水嶺附近。(詳圖三)。

三、道路設計及施工階段之注意事項

設計階段採用比例尺1/1,000~1/500的地形圖，並實施各項設計與施工所需的調查，以決定具體的道路結構型式。設計階段維護自然生態之具體做法包括採用挖填土最少的的結構型式、確保動物移動路徑、防止動物侵入道路之對策、檢討側溝型式、減少道路照明及車輛大燈之影響對策、代替性之動植物生息地之整備、表土之復原、植栽、移植、綠美化等，並以積極的手法將人工結構物融入自然環境。

施工階段係依細設成果進行現場施工作業，應極力不破壞周邊的自然環境，如減少噪音及振動、污水處理、土碴處理等，以及施工道路之復舊及綠化等。施工階段維護自然環境的基本方針有二：一為施工對自然環境之影響最小化；二為施工對自然環境之改變儘可能於完工後恢復。

於山區道路設計與施工階段，依山區道路通過地區之特性，建議採取表2所示做法。茲再具體說明如下：

1. 減少土方量及削坡面積

相較於一般自然穩定邊坡之改變量大(如圖四(a))，應儘量減少挖方對自然環境之改變量，確實檢討邊坡穩定性，必要時採用擋土結構物，使挖、填土之坡度可較標準坡度大(如圖四(b))、道路中心線朝谷側調整以減少挖方，但填方部份可採輕質材料填土或地層加勁補強工法等新技術(如圖四(c))。在坡度較陡之岩盤邊坡，道路中心線可朝谷側調整，再以棧橋或跨越橋的方式通過，亦可有效減少挖填方量及削坡面積。(如圖五)。

2. 選擇適當的邊坡穩定工法

邊坡穩定工法有植生方法、(工程＋植生)方法及工程方法，工法示意圖詳圖六所示。植生方法必須先獲得一穩定坡度，其坡度必須較緩，使修坡範圍較大，常見的植生方法詳表3所示；反之，工程方法雖採用一些對景觀與生態有負面影響的混凝土結構物，但可採用較陡的坡度，使修坡範圍較小。

3. 不規則削坡

在穩定的岩盤邊坡上削坡築路時，宜以不規則形狀削坡，留下部份硬岩，在其上種植與當地植物群落接近之植物，則有利形成較接近當地自然環境的邊坡景觀。(如圖七)。

4. 創造容易植生綠化之邊坡

削坡之坡度、範圍等應考慮未來容易在其上植生綠化，有利於栽種設計所選用的植栽種類，並依設計的配列間距栽種。必要時應減緩坡度，並留設緩衝帶及植栽空間。(詳圖八(a)、圖八(b)及圖八(c))。

5. 坡面修景與造景

為了使山區道路結構物與周邊環境調和，有時必須引用人工化的修景與造景技術，修景與造景的三大要素：形狀、材質與色彩，必須符合儘量接近或融入周邊景觀之條件，如基於結構穩定上之需求而無法滿足此項條件，應再以綠化植生等方式加以掩蔽。坡面修景與造景技術中與地工技術有關的部份包括：

(1)坡面形狀：坡面形狀應單純化，以利與周邊景觀調和，特別在挖方邊坡之形狀應依地形修飾，亦即坡面與原地盤之接續應維持平順，以達修景與造景三大要素之一的形狀調和。

(2)坡度：一般依地質條件檢討，採用可維持邊坡穩定之最大坡度，宜再斟酌採用景觀對策上適宜的坡度。在原地層坡度較緩時，修坡面坡度宜緩，以緩和原地層與修坡面不連續線之突兀感；反之，原地層坡度較陡時，則宜採用擋土結構物以減少削坡面積。

(3)設置圓坡(rounding) ：為了減少原地層與修坡面不連續線之突兀感，修坡面之兩側肩部可設置圓坡，此方法對於緩坡特別有效。

6. 山區道路結構物之設計

(1)端部之連續性：確保結構物(含邊坡)與周邊地形之連續性。

(2)以Slit製造陰影：賦予結構物輕快感之有效方法。

(3)端部之圓滑感：藉結構物之圓滑特性，表現調和及趣味性。

(4)去除不自然感：除儘量保持自然環境外，人工結構物如不能遮蔽處理，則以積極手法融入當地景觀處理。

(5)去除不穩定之形狀：上部結構予人強烈重量感時，則易有不穩定之印象，應極力避免。

(6)統一材質感：不同的工法完成之結構物，如形狀與材質各異，則易予人繁雜之印象，故其結構型式與材質應統一、形狀應單純化。

(7)控制表面之輝度：混凝土表面處理，以降低輝度。

(8)採用天然材料：採用木材或當地天然石材等，較易與周邊自然景觀調和。

7. 谷側擋土結構物型式之選擇

山區道路在谷側選用適當之擋土結構物，可有效減少挖填方量，從而減少山區道路施工對自然環境的衝擊，谷側擋土結構物示意圖詳表4所示。

四、道路維護管理階段之注意事項

維護管理階段係在道路通車營運後為確保結構物之使用功能所實施之檢查、維修及改善對策。本階段仍須考慮自然環境及生態系進行維護管理，並調查及確認維護之效果及影響程度，有新的問題產生時，則檢討實施新的對策，使山區道路與自然環境調和，並達永續的目標。

五、道路通過坡地災害地區之注意事項

台灣地區之山坡地因地質脆弱，存有許多坡地災害(含地層滑動、土石流、山崩落石等)，對山區道路之穩定性影響極大，有時因山區道路興建而破壞坡地之穩定性，引起坡地災害，對生態與景觀的衝擊頗大，必須詳予考量因應如下：

1. 避開坡地災害地區之路線規劃

於選線及規劃階段即依據詳細之地質調查資料，掌握坡地災害地區的特性、規模及範圍，並予以迴避。

2. 以隧道方式迴避

路線不得不通過坡地災害地區時，經常檢討採用隧道方式通過，以顧安全並減少養護成本，但必須確實掌握地層滑動面之位置。如隧道通過滑動面時，不僅隧道容易擠壓變形，且施工時易誘發地層滑動；如隧道在滑動面下方時，宜保持2倍隧道直徑或20m以上之淨距，以排除隧道開挖之地層擾動誘發地層滑動之疑慮。(詳圖九)。

3. 以橋梁方式迴避

如路線通過規模較小的坡地災害地區，可以檢討採用橋梁方式通過，但必須特別注意橋梁基礎的選址。(詳圖十)

4. 無可避免以路工方式通過地滑區時之因應對策

路線通過地滑區時，如削除坡趾或滑動土體上方加載，均會誘發地層滑動，因此，如可利用路線調整方式，於坡趾以路堤壓重或於滑動土體上方削除土重，則可有效減輕滑動力、增加抗滑力，有利維持邊坡之穩定。(詳圖十一)。

六、結  語

本文對於台灣山區道路自然環境保護之基本構想與對策，係積極採用生態工法(Ecological Working Method)之理念，遵循生態系統之完整性、尊重自然環境之多樣性，透過優質及適量的工程設施輔助，確保生態永續發展。

台灣地區之山坡地因地質脆弱，存有許多坡地災害(含地層滑動、土石流、山崩落石等)，對山區道路之穩定性影響極大，有時因山區道路興建而破壞坡地之穩定性，引起坡地災害，對自然生態與景觀的衝擊頗大，於工程之規劃設計時必須詳予考量因應。

道路通車營運階段仍需考慮自然環境及生態系進行維護管理，並調查及確認維護之效果及影響程度，有新的問題產生時，則檢討實施新的對策，各項工程措施均以動植物之生態棲地的復育與創造為準則，使山區道路與自然環境調和，自然與人類共存共榮，並達永續發展的目標。

參考文獻

(1)日本財團法人國土開發技術研究中心，「順應自然的山區道路」，1996年12月，山海堂。

(2)日本財團法人道路環境研究所，「與自然共生之道路建設」，1995年12月，大成出版社。

(3)日本財團法人地盤工學會，「土與基礎，NO.461」，1996年6月

(4)日本財團法人地盤工學會，「土與基礎，NO.474」，1997年7月

(5)日本財團法人地盤工學會，「土與基礎，NO.468」，1997年1月

(6)蔡光榮，地工技術第73期(P45~46)，「水土保持工程科技在山坡地保育之應用」 ，88年6月。

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