臺灣地區平均雨量豐沛，河川水流常夾帶著大量土石泥砂，對水庫壩堰產生嚴重衝擊及磨損，衍生堰壩營運安全風險。考量異常洪水夾帶高泥砂含量水流狀況，評估壩堰受泥砂磨損影響之行為與機制，進而研擬妥適耐磨防治策略與修補作業準則，實為需關注與探討之課題。有鑑於此，本研究第一年將經由壩堰磨裂損行為與機制之分析及試驗，評估各種破壞狀況之合宜應用耐磨材料。配合資料蒐集與彙整，檢討現行施工規範之適用性，以修復防治成本及成效分析，探討堰壩磨裂損防治執行時機及方法。研訂堰壩磨裂損檢測技術規範及修補作業準則。並探討國內壩堰應實施耐磨裂損改善案件優先次序，提出未來堰壩耐磨裂防治策略分析。第二年主要工作為堰壩耐磨裂損現地試驗，其中含試驗地點之選定、現地試驗規劃及設計、現地施工、成果評估與分析。經由完整之現地試驗，研訂堰壩耐磨裂損設計及施工規範。最後藉由教育訓練，將研究結果加以推廣。 在國內欠缺堰壩耐磨層相關修補作業準則與規範之環境下，本計畫研究團隊以過去研究成果及相關文獻之綜整分析，並藉由專家座談會議討論進行修正，本年度已研擬完成經濟部水利署「水工混凝土構造物修補作業準則 (草案)」，其內容大綱包含「通則」、「修補規劃與設計」、「修補材料及工法」、以及「修補工程品質之評定與認可」等。 另一方面，堰壩之修補改善時機，可分為立即與非立即改善兩種。當堰壩損壞情狀已構成結構體穩定性與安全性之危害時，則應立即實施修補改善。反之，若對結構體之穩定性與安全性無立即性影響，管理單位可依專家會議結論，以及操作管理經驗規劃修補改善時程。而對於堰壩耐磨層修補材料之探討，亦已完成矽灰混凝土、金屬複合水泥砂漿、聚合物混凝土、活性粉混凝土材料與工法，以及玄武岩磚貼片工法等五種耐磨修補材料之相關試驗。在選擇修補材料與工法時，除修補材料須具有抵抗磨耗衝擊之特性外，其與基底層之界面相容性亦相當重要，包括乾燥收縮、熱膨脹性與界面黏結力等性質。 本研究第一年將經由壩堰磨裂損行為與機制之分析及試驗，評估各種破壞狀況之合宜應用耐磨材料。配合資料蒐集與彙整，檢討現行施工規範之適用性，以修復防治成本及成效分析，探討堰壩磨裂損防治執行時機及方法。研訂堰壩磨裂損檢測技術規範及修補作業準則。並探討國內壩堰應實施耐磨裂損改善案件優先次序，提出未來堰壩耐磨裂防治策略分析。第二年主要工作為堰壩耐磨裂損現地試驗，其中在試驗地點選定方面，本計畫在多項評估後選擇仁義潭竹山驗作為第一年耐磨材料現地試驗施作地點。在現地試驗規劃及設計方面沿續去年度實驗室研究之成果，因此使用金屬骨材混凝土、RPC貼片複合材料、矽灰混凝土、與聚合物改質混凝土作為現場修復材料。相關現地施工過程藉由流程與照片進行說明。現地施工後於大型水文事件（泰瑞颱風、天瓶颱風）後進行目視觀察修復材料狀況外，亦藉由3D透視雷達分析經過7個月營運後修補材料磨損情形。相關成果經過評估與分析，發現修補材料在經過本年度數次豪雨與颱風後，除角落幾片RPC掉落外，其餘均屬於良好之情形。另就施工法而言，以高強度矽灰水泥砂漿為黏結材與填縫材的剛性RPC工法較以PU為黏結材與填縫材的耐磨裂損程度佳。經由完整之現地試驗，已完成研訂堰壩耐磨裂損設計及施工規範草案。並藉由教育訓練，將研究結果加以推廣。

一、緒論 1 1.1計畫緣起與目的 1 1.2 研究內容與流程 3 二、資料蒐集與彙整 9 2.1 堰壩水文、水理、水體含泥砂量與集水區地質條件對堰面衝擊磨耗之影響 9 2.1.1 台灣河川的水理現象 9 2.1.2 泥砂運動形式與磨損作用機理 9 2.2 國、內外堰壩磨損與裂損資料 18 2.3 混凝土構造物耐磨材料與工法 30 2.4 國、內外堰壩混凝土構造物耐磨設計、檢測與規範資料 42 2.4.1 堰壩混凝土構造物耐磨設計 42 2.4.2 堰壩混凝土耐磨性試驗 45 2.4.3 耐磨混凝土相關規範 48 2.5 現行修補工程相關規範彙整與檢討 50 2.6 堰壩面層修補材料與工法 53 三、堰壩磨裂損行為與機制探討分析 57 3.1國內堰壩磨裂損與修補案例 57 3.2 國外水工構造物受損與修補案例 85 3.3 堰壩磨裂損行為與機制 97 四、修補材料試驗規劃 107 4.1 修補材料系統 107 4.2 試驗項目 111 4.3 試驗方法 112 4.4 耐磨材料評估與探討 124 4.4.1修補材料之配比、新拌性質與工法 124 4.4.2 修補材料之力學性質 129 4.4.3 修補材料之耐磨性 132 4.4.4 修補材料之抗撞擊性 135 4.4.5 修補材料耐久性 136 4.4.6 修補材料之體積穩定性 140 4.4.7 修補材料與基底複合材料之性質 146 五、堰壩磨裂損檢測與修復防治策略分析 151 5.1堰壩磨裂損檢測技術規範研訂 151 5.1.1 檢測技術 151 5.1.2堰壩磨裂損檢測技術規範(草案) 159 5.2堰壩磨裂損防治執行時機與方法探討 163 5.3修復防治成本與成效分析 167 5.4國內堰壩應實施耐磨裂損改善案件優先次序探討 168 5.5堰壩耐磨裂修補作業準則 169 5.5.1 水工混凝土構造物修補作業準則(草案)專家座談會議 169 5.5.2水工混凝土構造物修補作業準則 (草案) 169 六、堰壩耐磨損防治實施計畫 195 6.1堰壩耐磨損防治實施標的之選定 195 6.2堰壩耐磨裂損實施規劃 198 6.3 堰壩耐磨裂損修復設計 202 七、堰壩耐磨裂損現地試驗 207 7.1 現地作業計畫研擬 207 7.2 預拌廠配比試拌 207 7.3 補修工程前期作業 217 7.4 矽灰混凝土現場施工 226 7.5 聚合物混凝土現場施工 231 7.6 金屬複合水泥砂漿現場施工 238 7.7 RPC貼片複合材料現場施工 241 7.8 修補材料品質檢驗 246 八、堰壩耐磨裂損檢測 261 8.1 檢測方法 261 8.2 現地試驗成果 265 8.2.1 三維雷射掃瞄測量 265 8.2.2 現場觀測結果 271 九、耐磨裂損設計及施工規範 305 9.1修補作業準則(草案) 305 9.2 堰壩耐磨裂損設計及施工規範 306 十、教育訓練 319 十一、堰壩耐磨裂損修復成本效益 323 11-1堰壩耐磨裂損修復材料/工法成本效益 323 11-2 堰壩耐磨裂損修復材料/工法性能與應用 324 十二、結論與建議 327 12.1 結論 327 12.2 建議 329 十三、誌謝 331 十四、重要參考資料 333