廢棄物掩埋場穩定性最佳化設計(I)

Abstract

雖然台灣的廢棄物處理逐漸以焚化取代掩埋，然而無論是不可燃的廢棄物、焚化灰渣、 或者是離焚化場運距較遠的鄉鎮，仍將繼續以掩埋為其主要的處理方式。此外，在位 於各地的數百座老舊掩埋場，雖陸續封場，但其長期穩定性仍然是必須關切的問題。 台灣自從1980 年代末期開始訂定了掩埋場的設置規範，使得過去的『衛生掩埋』邁入 一個新的階段。在這些掩埋場中，除了開始採用地工止水膜(Geomembrane)當做阻水材 料之外，也對於最終覆蓋有了初步的規範。歷經了十餘年後，在1990 年代末期修訂的 掩埋場設置規範，卻並未有明顯的修正，在掩埋場的穩定上，仍未有明確的要求。台 灣因為地狹人稠，所以許多掩埋場位於山坡地上。不少掩埋場在每年的颱風季節發生 破壞，但因位處人煙稀少之處，所以並未造成人民生命財產的損失。然而，政府卻依 然必須投入相當多的經費進行搶修工作。這些掩埋場破壞的主要原因就是在掩埋場的 設計時，並未進行邊坡穩定的分析；在營運期間也並未考量到穩定性的問題。另一方 面，台灣過去甚少有對於廢棄物的剪力強度進行研究，因此少數掩埋場在進行穩定分 析時，僅能採用國外廢棄物剪力強度的數據資料。然而，台灣的廢棄物不僅其成分與 國外不同，其含水量高達50%以上，更是高出國外甚多。引用國外的數據進行分析，可 能導致高估廢棄物的剪力強度。本研究的目的在於利用現地試驗，直接求出廢棄物的 剪力強度，並利用這些參數進行分析。在分析方法上，分別採用極限力平衡2D 的邊坡 穩定分析、考慮變形相容性的2D 邊坡穩定分析、3D 邊坡穩定分析、2D/3D 變形分析等 四種方法，由簡而繁，對於掩埋場進行邊坡穩定分析。分析的情境包括營運中與最終 覆蓋完成後兩個階段。針對常見的山坡地掩埋場配置與斷面，對於掩埋場營運中與封 場後的最終填築斷面進行探討，以提出既符合安全要求又能夠將掩埋容積最大化的最 佳斷面配置。計畫成果將可以提供掩埋場的管理單位與工程設計者作為掩埋場設計與 營運的參考，提高掩埋場的安全性，提高掩埋場的安全性與經濟效益。