臺北科技大學土木與防災研究所學位論文
國立臺北科技大學,正常發行
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台灣地處環太平洋地震帶，地震活動相當頻繁，因此地震也成為台灣最主要之天然災害之一。然而地震之發生無可避免，如何能將地震所造成之災害降至最低是近年來各相關研究單位一直在致力進行的工作。 每次地震都具有其獨特性，也有諸多不確定因素，如：發生誘因、震源模式及震央所在等，都是影響地震是否造成災情的主要原因。因此，建立一套合理、不失準確且迅速之地震災損評估系統乃是現今一大課題。 本研究蒐集1990年至2003年台灣地區地震規模超越5以上共333筆地震料，對各強地動觀測站進行地震衰減律（Campbell’s form）之迴歸分析，求得各測站之相關參數，作為特定模擬地震引致各地最大地表加速度（PGA）之推估依據。所得結果並與後續多筆實際地震所引致PGA記錄進行比對，結果顯示分析結果可獲得頗佳的精確度。 橋梁為重要的生命線，其災損影響民生經濟甚鉅。近年來，各橋梁管理機關已針對若干橋梁進行詳細耐震能力評估，評估結果可顯現結構性能與PGA之關係，可建立橋梁易損性曲線。結合本研究的分析成果與橋梁易損性曲線，將可快速推估出橋梁結構在某一特定模擬地震發生時之損壞機率，配合橋梁在各種損壞狀態下，改建或補強所需經費與工期等資料庫之建立，將可順利達成橋梁災損評估之目的。本研究可得成果冀能供為國內橋梁地震防災策略訂定參考之用。
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都會區內建築物設計逐漸朝高層及地下發展，造成深開挖工程之規模和深度日益增加，在地下室開挖階段，開挖土方量及型鋼支撐架設面積增多，施工所需時間也相對的增加，使得擋土壁無側向支撐時間延長，擋土壁體的側向變位增加，也容易造成鄰損事件發生。 有鑑於此，本研究共蒐集並篩選六個土方開挖配合型鋼支撐的工程案例，藉由記錄土方開挖及支撐架設的施工程序，配合與工程界學者專家諮詢之方式，提出影響施工進度與安全之因素。將來可提供施工單位於構台配置及地下室開挖階段，依照基地現場條件，如開挖面幾何形狀、地盤種類及開挖支撐施工原則，針對影響現場施工進度與安全性之因素進行改善，達到提升工作效率和減少人力機具閒置的最佳化配置，使得擋土壁無側向支撐時間縮短，亦可減少擋土壁體的側向變位，確保鄰房之安全。 研究成果將各工程案例中所探討之因素，依照施工流程共歸納成三個部分：（1）構台配置：包含進出口位置、構台最小寬度、構台至擋土壁最遠距離及開挖支撐分開施工或重疊施工（2）土方開挖階段：機具因素、開挖深度、地盤種類與地下水、天候、地中壁、扶壁及開挖原則（3）型鋼支撐架設階段：工作面完整性、支撐架設深度、人力機具及材料搭配、背填混凝土施作時機、天候、基地高程差、開挖面幾何形狀、單路支撐長度、轉換橫擋及支撐施加預力方式。
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潛盾鑽掘工法在都會區施作捷運及地下鐵等工程已為先進國家所普遍採 用，該工法係利用潛盾機於兩車站間地下鑽掘，並配合地盤改良等輔助工法，以 及密集的監測控制系統，來達到有效控制地表沉陷及保護上方之建物。其主要面 對的對象為土壤與地下水的挑戰，因此，除了選擇適當潛盾機應對外，在掘進過 程中的管理更是隧道成功與否的關鍵。本文係依臺北捷運新莊線CK236 標潛盾 隧道施工作業為對象，探討潛盾施工作業管理過程中幾個重要因素: 1. 地盤改良成效與契約要求的合理性。 2. 潛盾掘進管理過程中，說明隧道、地盤及建物保護灌漿作業設計與施工 中調整情形與結果。 3. 隧道線形規劃設計與執行差異處，淨空分析的案例研討與異型環片於鑽 掘過程中的使用介紹。 4. 利用安全監測系統，分析當潛盾機穿越建物與瑠公圳下方和不同地質狀 況時，所顯示地表與結構物等的沉陷狀況。 5. 連絡通道設置情形介紹與減作連絡通道說明。 6. 當到達段無法破鏡時，潛盾機到達嵌入連續壁的介紹與過程說明。 本研究所建構潛盾施工與設計差異、安全監測結果與配置建議等各項探討， 可適用於臺北都會區潛盾工法施工分析，與回饋設計單位對於地盤改良設計及潛 盾掘進中之建物保護灌漿方式與到達方式之選擇。
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橋梁美學是現代橋梁建設中必須考慮的重要因素之一，設計橋梁時，除了考慮結構的功能性與經濟性之外，同時也需從橋梁美學觀點出發，進行整體景觀美學設計。橋梁工程司往往專精於結構力學的設計與分析，卻對於橋梁美學的認知不足，又缺乏案例資料庫之查詢，導致追求「美」的自信心不足。本技術報告彙整文獻上各種橋梁型式的設計注意要點，並以橋梁案例照片佐證說明，最後再以橋梁案例作綜合比較，並以實例照片說明相似案例之優劣。其內容說明橋梁「形態美」、「功能美」的要點，並闡述橋梁「質感」、「色彩」、「景觀照明」、「細部處理」及「環境景觀」之重要性，再分述各種橋梁型式（包括拱橋、斜張橋、吊橋、梁版橋、鐵公路跨越橋、都市高架橋、桁架橋、脊背橋、穿透性佳之橋梁等）美學上之設計注意要點，最後對台灣地區橋梁現況及發展趨勢，提出建議事項。
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「清水混凝土」常見以「忠實的混凝土」（fair-faced concrete）或「澆灌就完成混凝土」（as-cast-finish concrete）來稱呼，即是採用工作性良好的高品質混凝土、規劃完善的模板拼接及銜接樣式、合宜模板材料及木工，搭配技術精良的施工團隊，所完成自然美觀毫無虛假掩飾的混凝土構造；目前國內案例中可粗分二種類型，第一類為表面光滑，依其折光效果可分為鏡面、霧面或木紋印染面；另一類為粗糙面，依其複製紋路樣式有原木模面、蝕刻立體木紋面等變化。 現場澆鑄清水混凝土雖然與傳統混凝土使用原料及工法大致相同，但對於材料的選取及施工技術的要求卻相對的較為嚴苛，整個構築的工作在拆模後就視為已完成，儘量不再作修補或覆蓋其他材料維持原樣。成功的作品往往被當成藝術品，因其顯現精緻的質感大異於傳統鋼筋混凝土。至目前為止，清水混凝土建築之於建築師、營造公司及專業廠商仍是一個不會輕率嘗試的地帶，因其施工過程變數多，失敗率高，又無法以其他飾材掩飾，稍有不慎將變成負面案例。幸好仍有建築師願意多花數倍的心力，說服業主接受清水混凝土的質感與效果，且帶領著營建相關團隊邊施工邊研究改正的方式，努力達成符合設計之原意，為國內建築建立新的標竿，開拓新視野。 清水混凝土的施工品質除了良好的規劃設計及專精的施工技術外，最重要的是「尊重專業的心態」，所有參與的人員必須抱持謹慎的態度，尊重自己及他人的專業知識及技能；雖然是重複做了百千遍的動作，卻把每一次當作第一次，按部就班、一絲不苟、絕不減省步驟的執行。設計、監造、施工人員均依此執行，不愁無法維持甚或超過要求之施工品質。 本論文藉由專家訪談及一系列研究探討以了解國內清水混凝土建物引進的途徑、發展現況，進而釐清對清水混凝土之各項施工特點及相關管理重點，並提出清水混凝土建築物意象之提昇、設計重點及施工管理準則供相關人員之參考。
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台灣地區地下管線主管機關眾多，管線更新與維修的高挖掘頻率與誤挖情形，更造成交通阻塞、噪音、災害發生以及民怨不斷等問題，因此政府推動「共同管道」之建置與相關法令的訂定，將各種管線集約管理，以有效解決管線單位眾多衍生之問題與發揮防災效益。而政府當前為有效改善都市用水環境之品質，積極推動「污水下水道」系統之建設，並納入「新十大建設」發展重點，以帶動下水道相關產業，進而促進經濟發展，提昇國家競爭力。 然推動大型公共工程建設之工期冗長，且需要龐大的工程建設經費，而政府當前正積極推動共同管道與污水下水道之建置，若能運用共同管道集約管理的優勢，結合兩者的特性，以共構的方式興建，將可有效減少工程經費、降低社會成本與發揮共同管道防災功能等效益，收一舉數得之效。因此本研究以文獻蒐集與案例分析法，瞭解國內外共同管道與污水下水道的建設現況與問題，並藉由實例分析深入探討國內共同管道與污水下水道兩者共構的可行性與適用性，並提出未來共構的方向與建議，期盼研究成果能作為後續研究與相關主管機關之參考，以加速台灣地區管線的推動，使整體管線發展更為成熟與普及。
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由於過去對於規劃整治河川時，通常只考慮整治後對周遭人類生活機制的改善或影響，往往缺乏思索工程整治與防範後，對於溪流中原本之生態所帶來的衝擊與影響層面。然而慶幸的是，人們對於過去所未考慮的問題以及所犯的錯誤，在諸多專家與研究學者努力推展多層面的維護環境變遷後，逐漸的溪流中河川生態的問題著實被加以重視與重新檢討，故生態工法的提出也因此而備受關注。 生態工法中之丁壩除了具有造岸及保護河岸特性之外，其後方之緩流區提供了魚類洪泛時期最佳之避難空間，故對於生態環境的復育有其正面的影響。然丁壩工之設計長度、寬度及高度等，應配合溪流河幅、基流量等因素，於施工前應進行詳細之三維流場數值模擬，方能藉由三維流場數值模擬完整模擬並找出生態系中水生生物適合之棲地與流場特性。 本研究將以有限元素分析法Femlab軟體進行三維流場之數值模擬與分析。期望藉此建構出生態丁壩中的設計參數，將生態或生物學語言化為工程設計規劃使用之原理，使工程人員具有生態工法設計之相關依據，並對近年來蓬勃發展之生態工法能有所裨益。
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交通運輸是人類現代化發展過程中重要推動力之一，不僅帶動社會經濟發展，也帶給予人們便捷，但公共建設的興建，卻也造成自然資源品質惡化及生物多樣性破壞等負面的效應。近年來，國內隨著生態保育的意識增加，在交通建設工程上加入生態的概念及設計已為大眾所認同。 交通運輸建設會對周遭生態環境產生的重大影響，如造成完整棲地被切割形成不連續性的破碎化區塊。因此在生態環境改善過程中，要如何協助野生動物和棲地之空間連接，使棲地零碎化產生的負面衝擊降至最低，不無疑問。為了瞭解國內鐵公路等線性結構物對生物遷移之影響，本研究將以宜蘭地區的野生動物保護區（雙連埤野生動物保護區、蘭陽溪口水鳥保護區）作為研究區域，由於此兩個保護區受到鐵公路運輸及鄉鎮市建築物的阻隔分離，是一個具人為干擾及天然棲地鑲嵌的生態地景區塊，本研究將運用地理資訊系統（GIS）進行動物遷移評估之研究工作，藉由路網分析（Network Analysis）概念辨識動物遷徙路徑，預測生物所需的生態廊道地點，以提供量化的佐證，瞭解廊道之效益，以便未來可提供生態保育管理經營之參考。
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由於污水下水道用戶排水設備之工程建設及營運管理等問題，互相影響且環環相扣，目前辦理用戶排水設備工程建設及營運管理等主體為各縣市政府，故本研究以各縣市政府之立場，分別由工程建設及營運管理等方面，討論用戶排水設備工程建設及營運管理等遭遇問題及其相關配套措施。 本研究歸納用戶排水設備工程建設及營運管理等遭遇問題有『用戶排水設備施工模式』、『不接管戶』、『化糞池』、『超量進流』、『公私分界點』、『建築管制』、『施工障礙』、『資訊管理』、『使用費徵收』、『營運管理經費』等十項，分別提出建議方案並得到以下結論： 1、決定用戶排水設備施工模式為用戶排水設備工程建設之第一步，應以硬體設施完成後之營運管理為最重要考量因素，勿因一時施工之方便而自陷長期困擾、麻煩。 2、為有效運用政府經費及管線維護，故寧可不辦理用戶排水設備之工程建設，也不要採用穿牆鑿洞之用戶排水設備施工模式或採側溝截流之用戶排水設備施工模式。 3、無論是否辦理用戶排水設備工程之建設，皆應設置污水截流站，且最少需有攔污及除砂功能。 4、採用橘紅色管材施工可避免雨、污水『錯接』及『混接』，以防污水超量進流。 5、公權力必須『適當』介入，對住戶配合自行拆除違建者與不配合者予以若干差別待遇，以鼓勵民眾配合辦理用戶接管。 6、儘早建立機關組織執行污水下水道建設及營運管理等適用之標準作業程序，以因應行政管理之需求。 7、需建立污水下水道資訊管理系統，以利長期辦理維護及營運管理工作之便利。 8、完整的污水下水道資訊管理系統，包括硬體設備、系統軟體、污水下水道資料及1/1000地形圖。 9、必須儘早徵收污水下水道使用費，否則必然嚴重影響縣市政府財政。
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污水下水道為現代化之基本公共建設，其功能不僅可以改善生活環境衛生，亦可防止河川水域之污染，同時也是回收水資源之重要設施，先進國家均視為環境品質之重要指標。但我國污水下水道建設甚為落後，乃由於政府歷年投資建設偏低，每年建設費不及GNP之0.1％，以致普及率截至94年底僅及14％，甚至在各國之普及率排行榜上落居第四十六名，突顯我國污水下水道建設落後其他國家之事實。 鑑此，政府近年來遂積極推動污水下水道建設，以提昇國民總體生活品質與國家競爭力。惟其建設所需之工程經費極為龐大且工期相當冗長等問題，導致相關執行單位窒礙難行。營建署鑑於過去採傳統發包所遭遇諸多缺失與效率不彰等問題，因此於污水下水道第三期建設計畫中，配合「促進民間參與公共建設法」的實施，採用BOT採購模式辦理，期藉由民間之資金及經營效率，提昇污水下水道之工程品質與營運績效，並加速國內下水道之建設。然而國內近年以BOT模式建設之公共工程，無論在人力、經驗、技術、法規等等，仍處於學習階段，且對於工程發包、簽約、議約、履約、甄選廠商、融資等作業流程亦存在許多問題，以致於污水下水道推動初期遭遇諸多質疑與挑戰，也因此更加深推展的困難性。 故本研究將藉由探討污水下水道最適採購模式之問題，彙整並探討污水下水道過去『傳統發包』與現行『BOT模式』執行時所遭遇之困難點，並經由專家訪談研擬出可行方案，進而由各方案之優缺點分析及生命週期各階段之風險承擔角色，提出本研究之建議方案—「改良型統包模式」與「有償BTO模式」，爾後再以Delphi-SWOT 分析法更深入探討其建議方案之內部所擁有的優勢與劣勢、外部環境所面臨的機會與威脅，以瞭解其營運目標和因應策略，且為降低主觀的偏誤，最後再經由『台南柳營污水處理廠新建統包工程』之實例分析，驗證本研究最適採購模式之可行性，並期本研究成果將有助於未來相關單位辦理之依據。