野溪預鑄護岸的工程典範
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野溪預鑄護岸的工程典範
淨零、減碳、職安 All in one！
千百年以來，人類依水而生，溪、河、圳、埤、溝、渠等自然形成與人工構築之水，孕育並見證了聚落、村莊、社區、城市的發展。其中，溪岸帶是溪流生態系統的重要組成，位於水、陸交界處的兩側，包含枯水位與常水位之間、臨水植物生長的濱水區，以及常水位之上直至坡頂的溪岸，是河流生態系統和陸地生態系統之間進行物質、能量和資訊交換的生態過渡帶。
然而，臺灣山高流短，集水區上游的野溪坡度陡峭、水流湍急、流量變化大，有暴漲暴跌的特性，劇烈的沖刷與撞擊對溪岸形成破壞作用，對於沿著溪岸進行捕撈、水利或土地開發利用的聚落也造成威脅，為了保護溪岸、穩定坡腳、保護水土不流失，因而有了溪岸防護的需求。
早期野溪護岸大多就地取材用木、石、土及自然植被等天然材料建造自然植被護岸、 木質材護岸、乾砌石護岸、拋石護岸等生態護岸，透水、透氣，對溪岸植被緩衝帶環境衝擊比較小，缺點是耐久性、功能性較弱。後來改採傳統混凝土護岸工程， 最大的優點就是堅固耐久，然而其所形成的封閉體系，卻破壞了溪岸帶的生態，也有礙洪水調節水質淨化地下水補給等功能，對生態環境及水土保持都將造成負面的影響。多方權衡之下，兼具岸坡保護及良好生態功能的預鑄工法，應運而生。
兼顧安全、生態、效率
臺灣的預鑄工法被國際媒體譽為「建築奇觀」，這是指結構構件預先於工廠生產製作，施工現場僅利用機械化設備進行組立吊裝工作，將對於環境山林的衝擊降到最低，具環保概念；工地現場整齊乾淨，且免外牆搭架，有效減低工安事故，有利於工安管理。以預鑄工法建造的野溪護岸不僅在抵抗水流沖擊及其他外力作用之安定表現毫不遜色，在生態景觀保持、施工品質及成本、臨水面作業安全及維護、落實2050淨零碳排路徑規劃等，較之傳統混凝土護岸更具優勢。
兼顧安全、生態、效率的預鑄護岸工法，現今在全台野溪都有運用良好的代表案例。例如桃園市龍潭區打鐵坑溪，發源於龍潭區石門山西側，向北流至打鐵坑，於三坑自然生態公園附近注入大漢溪，平時溪流潺湲，但每當颱風豪雨過後，河道右岸常經常衍生大規模崩塌、水流紊亂等問題，影響河防與社區安全。水土保持局臺北分局因而規劃「打鐵坑溪治理二期工程」，由於河道蜿蜒，施工場域狹窄，為因應地域性多變氣候，使用快速較不受天氣影響的預鑄工法設計，兼顧安全及工期。
採用複合強度護岸。下部結構採高強度RC設計，抵抗水流衝擊及側土壓力作用；上部結構採兼具強度、施工快速、植生容易及美觀等特性的預鑄槽方式設計。預鑄單元可增加護岸糙度，減緩流速；其單元內之孔隙提供植物生長之基盤、昆蟲爬蟲類等動物食物來源及躲藏隱蔽之場所。預鑄塊為現場製作，其模板為自行研發組裝，可依現場地形或工程收邊需求，微調形狀大小，使預鑄塊更能符合現況所需，本預鑄塊工法已於108年取得「中華民國專利證書」，可做為溪岸治理工法的極佳參考。
臺中新社的茄苳寮溪屬頭汴坑溪上游，93年、97年都曾發生嚴重風災，大量土砂下移溢淹，導致中99道路中斷及鄰近土地與房舍受損，水土保持局臺中分局自100年起逐年執行治理，「茄苳寮溪整治六期工程」為該流域治理的最後一哩路。該項工程以土砂控制、穩定溪床及囚砂防災為理念，兼顧生態保育與節能減碳等概念；以緩坡預鑄護岸穩定植生立地條件而加速恢復濱溪生態環境，運用保育策略營造溪濱生態廊道，採用創新預鑄工法設計，導正流心穩定溪床，舊壩改善分階跌降、強化沿程消能及增加深潭面積，優化水域生物棲息及繁衍場域，確保重要保全對象安全及生態永續為目標。
降低環境影響 加速棲地復育
中、南臺灣也有出色的工程案例，包括「舊社野溪整治三期工程」、「觀石溪安定橋段整治二期工程」、「出火橋下游野溪整治二期工程」、「屏113線5K旁達拉非安野溪整治工程」等。
其中「出火橋下游野溪整治二期工程」突破預鑄塊應用護岸牆身限制，採用創新全預鑄工法，施工前進行工序模擬，於預鑄塊體疊放施作前，先行找出施工衝突點，提早偕同廠商協調並調整施作工序，研擬完整配磚計畫(牆身預鑄塊設有全磚、半磚及收邊磚)，避免施工段落導致臨時切磚。預鑄護岸融入現地，整體工程施工完成面透過多孔隙、中空槽、粗糙面、預鑄塊堆疊，內填土壤、卵塊石提供植物生長基盤，讓先驅樹種導入，加速植被復育。完工後，通洪斷面有效改善，110年8月盧碧颱風侵襲後，已無嚴重災害或溢淹情形發生，立下南臺灣全預鑄工法應用於水土保持工程標竿。
「屏113線5K旁達拉非安野溪整治工程」以預鑄塊構件組立護岸縮小開挖範圍，降低對工程周圍環境的影響，配合稻草蓆鋪設等綠化工法，加速植生及自然棲地復育，營造緩衝綠帶，建構動植物棲息環境。預鑄塊採中空RC箱設計，中間以土包袋回填壓實，以貼近自然工法方式施工，順應地形分層堆疊、融入現地，營造自然緩坡護岸，提升綠覆率，成功創造生態價值及綠化景觀。
大型災後復建可發展的治理模式
花東地區位於板塊擠壓接觸帶，地質作用頻繁複雜，除了陡坡與地質岩性不佳，所有溪流均為流短水急，沖刷力強、保護不易。考量同時能符合環境友善及職業安全的施工方法，預鑄工法是現階段能達成「營造溪流環境永續及施工場域友善」目標的解決方案。
以臺東地區為例，水土保持局臺東分局20年前便順應生態工法風潮，且考量預鑄工法可利用於工廠進行大量生產達到品質保障與成本降低的特色，開啟一連串預鑄工法的開發設計及應用。108年從分局歷年設計的相關預鑄工法原型中，以最具代表性的「植生護岸塊」（俗稱「預鑄RC箱」）成功向經濟部智慧財產局申請專利。
91年8月，蘭嶼地區遭逢天秤颱風侵襲，豪雨造成多處野溪災害擴大，沖蝕農地，致橋梁及箱涵通洪斷面阻塞及土砂淤積環島公路路面等災情，災後復建工程便採用預鑄RC箱工法，先在臺灣本島製作預鑄RC箱，再以船運載送至工地現場以鋼索串接，箱中則以當地土石回填，利用當地植物進行植生復育。由於無須深開挖河床，對地下伏流水與周邊生態影響較小，完工後觀察發現，野銀、朗島、椰油及東清等地區大部分的RC箱護岸工程植生狀況良好，已未見完工初期裸露情形，預鑄塊兩側草本植物於坡面附著茂密，均不易尋找預鑄塊體，且部分灌木從預鑄塊縫隙中生長，形成複層林相。唯一美中不足之處是RC箱的中空設計產生了對樹穴寬度的限制，無法形成足以遮蔽的喬木。然而但以災害復建的角度來看，在缺乏人力的偏鄉，預鑄工法能以以快速組裝的方式完成復舊工程，依然堪稱是大型災情後、搶修復建可發展的治理模式。