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落石Rockfall

紀宗吉 (Chi, Chung-Chi)

落石定義:

  岩塊或岩體自陡峭的岩壁上崩解分離後,以自由落體(freefalling)、翻覆(toppling)、滾動(rolling)和彈跳(bouncing)等主要運動型態,快速向下運動(圖1)。(A.Keith Turner and Robert L.Schuste, 1996)A fall starts with the detachment from a steep slope along a surface on which little or on shear displacement takes place. The material then descends mainly through the air by falling, bouncing, or rolling. 由於落石在運動過程中甚少與坡面接觸以減少動能,因此速度快,常造成極大的災害。

落石的條件與成因:

  落石發生的條件,首先必須存在有鬆動的岩塊或岩體,以提供落石的來源。當這些已鬆動的岩塊受到自然或人為的因素作用後,使之失去平衡而發生移動。假如鬆動的岩塊所處的地形坡度大於岩塊的運動安息角時,便會促使落石開始向下運動。

  影響落石成因之內在因素可以分為(1)岩石組成特性;(2)岩體中存在之不連續面型態。抗風化性強的岩石常較軟弱的岩石有較高之落石頻率。不連續面方位與斜坡的關係為決定落石發生的主因。外在影響因素主要有水、氣候、差異性侵蝕、地震及樹根搖動等因素(Piteau, 1978)。

落石的運動:

  落石運動距離受到諸多因素的影響,例如:岩塊的圓度、岩石之剛性,圓度越佳的落石,愈有利於落石的滾動與彈跳,而能達到較遠的距離。另外,落石塊的大小也是影響落石距離的一項重要因素,落石滾動時,愈大的落石比較不易受到坡面不規則起伏的阻礙,容易維持滾動的方式,同時也有較大的動能;較小的落石動能也較小,易受坡面起伏或其它岩塊所阻擋而停住。

落石的調查:

  落石多發生在高陡的岩層邊坡,其岩性堅硬,且已被節理等不連續面密集切割;或者發生在砂、頁岩互層的凹凸型邊坡。

  調查之重點至少應包含下列項目:(1)落石崖錐的範圍及坡面坡度。(2)落石崖錐的組成、石塊大小、不連續面特性、風化程度。(3)落石之類型、特性及發展過程。(4)落石災害活動性(歷史災害)。(5)邊坡之穩定性包含坡度、坡高、坡形、植生。(6)當地的降雨、水文和地震資料

落石災害之案例:

(1)基隆山落石災害基隆山(圖2)古稱雞籠山,由安山岩所構成,質地堅硬,抗蝕性強,因此在地形上易呈獨立峰頭,其四周山壁則相當陡峭。安山岩體因風化及解理發達,易形成不穩定現象,山壁不穩定岩塊常因地震或豪雨而崩落,並堆積於近坡腳處,形成廣大之崖錐堆積環繞於基隆山四周。民國53年2月26日,一場連日豪大雨,促使大量落石自山頂及山壁滾滾而下,壓毀山腳下3間民宅,造成5死8傷之不幸慘劇。
(2)北部濱海公路南雅路段落石災害民國85年4月4日清晨6時15分,北部濱海公路南雅路段(88.8k)邊坡發生大規模巨石崩落,兩部路過之自用小客車,被巨石擊毀埋在石堆中,總共造成6人喪生的慘劇。本區地層為中新世南莊層的白色塊狀至厚層砂岩,節理發達呈塊狀裂隙結構。因連日大雨,導致砂岩體鬆動,數噸重的巨石夾帶泥土一傾而下,造成大規模群體落石事件。(圖3)
(3)觀音山凌雲禪寺落石災害新北市八里區凌雲禪寺所在地形為落石岩塊堆積之崖錐斜坡,岩塊則是來自山的一處岩壁(圖4)。凌雲禪背後之山壁,岩塊自岩壁分離後翻覆墜落,再撞擊坡面碎裂為各種大小不同的岩塊及岩屑,向下方拋射散落。較小的岩塊碎屑,因動能低,不易在粗糙不平的坡面上滾動,因此多停留在斜面上;較大的岩塊有足夠的動能,不易受坡面起伏的影響,故可持續向坡面下滾落,直至撞擊凌雲禪寺之後殿為止。
(4)八斗子落石災害民國90年9月22日,因利奇馬颱風接近臺灣,帶來豐沛雨量,在連日大雨後,基隆八斗子街後方一處岩壁,一塊巨石突然崩落(圖5),直接壓毀下方民宅,造成1人死亡。推測造成本次巨石崩落的原因為巨石因側向缺乏支撐力,不斷造成節理面張應力增加,使破裂面延伸加長;樹根又不斷深入裂隙發育擴大裂縫,加上連日豪雨使岩體裂隙強度減弱,岩石重量增加。
(5)太極峽谷落石災害民國75年5月25日中午12時30分左右,太極峽谷發生落石事件,造成28名遊客死亡,30餘人輕重傷的慘劇。太極峽谷可能因山坡呈高角度傾斜,甚至為倒懸之岩壁,形成不安定的地形因素。而節理切割使厚層砂岩變成分離之岩片,增加其空間上的自由度,屬於構造上不利的因素,而上寬下窄的岩片,更促進其翻覆的可能性(賴典章,1986)。

圖1 落石運動形態示意圖

圖1 落石運動形態示意圖
紀宗吉(Chi, Chung-Chi)

圖2 基隆山落石災害

圖2 基隆山落石災害
紀宗吉(Chi, Chung-Chi)

圖3 北部濱海公路南雅路段落石災害

圖3 北部濱海公路南雅路段落石災害
紀宗吉(Chi, Chung-Chi)

圖4 凌雲禪寺後方山坡落石災害

圖4 凌雲禪寺後方山坡落石災害
紀宗吉(Chi, Chung-Chi)

圖5 八斗子的巨石翻覆墜落

圖5 八斗子的巨石翻覆墜落
紀宗吉(Chi, Chung-Chi)