國道3號3.1K於99年4月25日約14：29分南下邊坡發生崩塌災害，崩塌土石阻斷高速公路南北雙向交通，國家災害防救科技中心獲知災害情況後，立即啟動緊急應變小組，於4月25日完成第一階段災情資訊蒐整報告，並分別於4月26日及5月1日邀集台大地質系陳于高教授、中央地質調查所費立沅組長與本中心坡地災害防治組陳聯光組長、地震災害防治組柯明淳助理研究員共同前往現地進行勘查作業，進行現地勘查提供相關單位防減災參考。 |
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依據交通部災害通報於99年4月25日約14：29分國道3號3k+100附近路段山坡崩落（地理位置如圖1所示），行政區域位於基隆市七堵區瑪東里，坐標點為（北緯25°7‘10.21“,東經121°41’41.55”），跨越國道3號之地方道路大埔跨越橋（約在3K+250）亦因走山崩落至高速公路，南北6個車道全部遭土石阻塞，共計造成3車4人遭土石掩埋死亡。為進一步瞭解災害發生前後現場之狀況，適逢GoogleMap網站所提供國道3號3.1K災害現場之2009年災前全景攝影圖片（圖2）可供參考，以及空中勤務總隊及相關單位所提供災後4月25日至5月2日之空拍照片以供比對參考如下所示（圖3-5）。
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圖1 國道3號3.1K南下邊坡崩塌位置圖
（底圖來源：Google Earth） |
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圖2 國道3號3.1K南下邊坡災前照片（左圖：往北上）（右圖：往南下）
（底圖來源：Google Map,2009） |
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圖3 國道3號3.1K南下邊坡崩塌災後照片（左上圖：往北上、左下圖：往南下）
（4/25空勤直升機空拍） |
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圖4 崩塌土石阻斷交通堆積超過10公尺（左圖：南下車道、右圖：北上車道）
（4/26NCDR攝） |
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圖5 國道3號3.1K南下邊坡災後現場（左圖：4/28日、右圖：5/2日）
（5/1空勤直升機空拍） |
國道3號3.1K南下邊坡崩塌災害規模，由林務局農林航空測量所之崩塌災前（98年5月6日）與災後（99年4月26日）立體航測影像得知，本次崩塌範圍乃由山脊岩層直接崩滑而下，並造成原本海拔高程約160公尺的坡頂於災後下降至146公尺，整座三角形狀之岩體沿坡面順向崩滑而下，崩塌範圍之三角形面積依林務局農林航空測量所計算為1.42公頃，坡頂崩滑下移約60-70公尺，崩塌源頭至高速公路邊坡長度約180公尺，崩塌影響範圍由源頭至堆積坡趾長約260公尺，崩塌土石直接衝擊阻斷國道3號高速公路南北雙向的交通長約170公尺，崩塌影響範圍為2.4公頃；另根據中央地質調查所對於崩塌鄰近區域之災前LiDAR地形測繪結果，配合災後林務局農林航空測量所之航測資料，其沿崩塌方向之災害前後地形剖面形態可圖7表示，崩塌源頭區與堆積區量測時間為4月26日，部份堆積區之土石已清除。總崩塌土方量根據現地勘查崩塌土石厚度約15-20公尺（圖8）與崩塌範圍1.42公頃推估結果，總崩塌土方量超過20萬立方公尺，實際運移土方量約為22萬立方公尺。
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圖7 國道3號3.1K崩塌災害前（上）後（下）剖面圖
（圖中黑框白色區域為崩移區，黑框橘色區域為堆積區） |
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圖8 崩塌深度約15-20米（左圖：崩塌南側、右圖：崩塌北側）
（4/26NCDR攝） |
（1） 順向坡地形
根據中央地質調查所及現地勘查結果顯示，崩塌區座落於順向坡地形區位，由圖9中明顯可見順向坡之滑動面傾角約為14-16度，由現埸可明顯看出崩塌南側滑動面位於第一階護坡平台上方，原有南側第一階坡面初步勘查並沒發現有產生崩滑現象；另崩塌源頭原坡頂下移約60-70公尺，滑動邊坡上緣屬自然植生區位，初步未發現人為破壞，源頭區因崩滑而陷落並堆積大量岩塊土石；而於現地所量測的岩層位態，其走向與傾斜方向為北偏東22度，傾角朝南15度，而崩塌災害的滑動面走向量測則為在北偏東20度，傾角向南傾斜，平均角度約在14度至16度間，明顯可見崩塌的滑動位置主要沿地層層面進行移動，此特徵為順向坡災害的特徵，由此可見，本次國道3號3.1K處南下邊坡為順向坡岩層滑動所導致的崩塌災害。
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| 圖9 崩塌地出露之滑動面（左圖）與斷裂之鋼腱（右圖）（4/26NCDR攝） |
（2）滑動岩體砂頁岩互層、節理與風化明顯
根據現地觀察透過由滑動體以及殘留之露頭可以得知，崩塌區域內的岩層屬性為砂岩與頁岩，滑動體上的厚層砂岩除風化嚴重外（圖10），砂岩同時也受縱向節理切割，砂岩層下方的頁岩層根據觀察也已受風化作用，觸摸時已出現類似黏土之黏性，且下層的頁岩也有風化及銹染的氧化鐵的出現。此外，在滑動體之週遭，除原屬於大寮層可見到明顯沉積構造的砂岩岩塊外，還可見到白色砂岩岩塊，大致推測應為石底層下部之白色砂岩，然白色砂岩之出現與原地質調查所五萬分之一地質圖所顯示資料略有差異，應為小比例尺之解析度問題。
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| 圖10 崩滑體上層岩性以砂岩為主下層為頁岩（左圖）、層面明顯並具垂直節理與明顯風化（右圖）（4/26NCDR攝） |
（3）滑動面裂隙明顯
根據現場滑動面之調查結果顯示，南側上層岩層崩移後所露出滑動面之下為頁岩，可見多條明顯之舊有岩層裂縫，裂縫最寬處可達24公分（圖11）；由災害照片及滑動面上泥層與岩錨鋼腱痕跡方向顯示，崩塌滑動方向接近垂直於高速公路，另無泥層覆蓋之滑動面上亦可明顯見到上下岩層崩滑後所產生之摩擦痕，滑動面上四處可發現覆蓋一層質地細緻之泥層，此層泥土具有黏性且於4月26日上午（距災後約18小時）之現地調查時仍可發現滑動坡面濕潤且泥層飽含水份。現地調查人員為進一步瞭解滑動面下方岩性以及含水狀況，於現場以地質槌敲擊滑動面，鑿深約4公分處，發現下方為新鮮頁岩層，且較不易透水，災後數日露出之滑動面頁岩表層接觸空氣與水後易風化，原於滑動面表面原有含水之覆表土已出現泥裂的現象；通常於順向坡砂岩、頁岩之交界泥層其抗剪強度很低，乃為順向坡岩層滑動的重要潛在因素之一。由滑動面之調查結果顯示，導致順向坡岩層滑動的重要因素如下：因上層透水性較佳的砂岩岩體風化嚴重，水易沿孔隙、垂直節理以及裂縫滲入岩層內部，直至遇到透水性較差的新鮮頁岩層表面，因無法即時排除水份，故逐漸使交界處含水量增加，引致摩擦力降低，當其上崩滑岩體下滑力超過坡面可支撐之力量後即可能發生滑移，而導致順向坡岩層下滑崩塌災害之發生。
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| 圖11 滑動面南側上多條明顯岩層裂縫（左圖）與，滑動痕跡與濕潤的泥層（4/26NCDR攝） |
（4）現地坡面工法現況
由現地調查地觀察中，邊坡防護工法包含階段護坡之岩錨施設與排水等設施，崩塌滑動面主要位於第一階護坡面之上方，故第一階之岩錨基座仍存在於坡面，而滑動面上方則可見多為斷裂之岩錨鋼腱，由遺留之岩錨鋼索受拉張方向，也為另一個證明滑動方向接近垂直高速公路之證據。另外由現場殘留斷裂岩錨鋼腱得知，每孔岩錨有7條鋼腱，露出崩滑坡面之岩錨固定端仍然在堅硬的岩盤內，且滑動面上之排水管仍可見水流痕跡（圖12），而崩滑坡面原有之岩錨頭、基座與混凝土塊則隨崩塌推移堆置於前緣。而造成岩錨鋼索斷裂之主因，應該為來自於龐大的滑動岩體下滑力可能超出岩錨承載力所導致。對於坡面岩錨之承載力狀況，則需依原地形地質條件、工程設計與相關規範、現場施工情形以及例行性之維護檢查結果評估。
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| 圖12 滑動面下方第一階護坡岩錨（左圖）、滑動面上鋼腱分佈與斷裂情形（右圖）（4/26NCDR攝） |
（5）道路設施因崩塌受損情形
根據5月1日至崩塌現場調查，國道3號3.1K南下邊坡崩塌土石影響範圍包含南下、北上以及鄰近交流道引道，道路橋板設施就現勘所調查之受損情形包括：南下道路橋台修飾板出現位移、部份鋼筋裸露、龜裂、北上道路橋板下緣龜裂損毀受損（圖13），崩塌之影響直接衝擊道路設施之安全。
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圖13 南下道路橋台修飾牆鋼筋裸露（左圖）、北上道路橋板下緣龜裂損毀（右圖）
（5/1NCDR攝） |
綜合以上依據現階段調查結果，本次崩塌災害原因初步歸類為以下四點：
（1）本次災害為順向坡地層向下坡滑動造成之災害。
（2）本處順向坡為砂岩與頁岩相互堆疊而成，上部十數公尺是厚層砂岩，其下則是泥層，因此在岩層界面處產生滑動。
（3）上層厚砂岩風化嚴重、具豐富的垂直節理、容易透水，而下層之頁岩透水性較差，以致於兩岩層界面處含水量較高，岩層界面處因而摩擦力降低導致滑動。
（4）滑動岩體龐大，可能超出岩錨承載力，造成岩錨斷裂。
北台灣臨近區域順向坡岩層崩塌重大災害案例分佈如圖14所示，包括民國63年9月28日的國道1號八堵交流道，於工程施工期間因雨水下滲，順向坡岩層因此下滑發生大崩塌，造成36人死亡。民國66年9月23日，國道1號基隆到內湖路段汐止收費站附近，同樣因豪雨引致國道1號北側道路順向坡發生崩塌，崩塌土石掩埋路面達300公尺，造成道路交通中斷數日，並經調查分析顯示，順向坡地形因上層風化與裂隙節理發達，易造成於頁岩或砂頁互層表面形成滑動面，上層不穩定岩層因而隨開挖坡面方向崩滑而下造成災害。由此上一章節現地調查可知，國道3號3.1K順向坡崩塌災害與過去汐止收費站順向坡岩層崩塌之情形相似。另外，86年8月18日林肯大郡因溫妮颱風降雨，坡地社區後方順向坡岩層崩塌引致百餘戶房屋損毀並造成28人遇難（歷史災例資料由洪如江教授提供）。由歷史重大災害案例得知，順向坡岩層崩塌所造成之災害不容輕忽。
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圖14 北台灣臨近區域順向坡岩層崩塌重大災害案例分佈
（資料底圖：Google Earth）（由左至右分別為林肯大郡、國道1號汐止收費站、國道3號3.1K、國道1號八堵交流道） |
對於本次災害事件根據現階段勘查結果，初步建議未來之預防工作可朝向
（1）災害事故現場工程應隨時紀錄岩層力學特徵，以做為未來檢測之參考。
（2）檢討現有公路邊坡安全檢查程序，並針對沿線高風險邊坡進行安全評估，及進行重點補強。
（3）針對地質災害高風險區（順向坡、地滑區、斷層帶等）進行儀器監測與巡檢，例如：地滑量、地下水位、雨量、地表變位、傾斜度等，並依據監測資料進行管理與對應作為。
（4）因應環境變遷與災害特性的改變，需整合各類災害潛勢資料庫，提供公共設施、大型開發、民間建物等工程參考。
（5）對於詳細致災原因則建議依原地形、地質調查、工程設計與規範、施工狀況以及例行性之維護檢查結果進行探討。
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