Page 68 - 捷運工程叢書 精進版 － 6 捷運大地工程實務

臺北市政府捷運工程局

四、水中開挖

本方法無需於開挖期間進行抽水，或降低地層透水性。開挖完全於水中進行，至預定深
度後以特密管澆置底版混凝土，採用此工法時原導致開挖區底部不穩定之水壓，將與開挖面

上方之水壓互相平衡，而完全消除上舉或管湧破壞之模式。水中開挖完全不同於上述之降低
水壓力或降低地層透水性之施工法。此法於施工時必需處理大量之濕廢土，且必需於水中進
行開挖與澆置底版。由於在水中進行開挖故施工速度慢，並造成工作檢視困難與提高澆置底

版之費用。但採用此工法所面臨之問題將隨開挖區面積之減小而降低。

第三節 水井水力學應用

圖 4-3-1 為在理想狀況下，地下水水位因單井抽水而洩降之示意圖。如圖 4-3-2 所
示，抽水井附近的水會因井內的水壓下降而流進井中而形成一錐狀槽穴稱洩降錐（cone of
depression）。抽水初期，只有水井附近的水會流入井內，遠處之水因無水力坡降（hydraulic

gradient），而靜止不動。因為流入的水量小於自水井排出之水量，井內之水位會逐漸下降，
導致井外之水力坡降增加，而流入之水量因之增加，洩降錐也會向外擴張。在層流（laminar

flow）的基本假設下，地下水流遵循水力學之基本定律－達西定理（Darcy's Law）：

v=Ki （1）

針對不同之問題，可以公式（1）建立不同之控制微分方程式（governing differential

equation），再配合邊界條件（boundary conditions）及初始條件（initial conditions）導出不同
之數學解（mathematical solution）。水井水力學之參考文獻甚多，書目可以參考 Leeden（西
元 1991 年）一書。今就地下水工學常見之兩種理想化狀況：拘限含水層及非拘限含水層在

單井恒定抽水時之洩降問題作一介紹。

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