¶ 防洪建造物工程設計講義-第 73–84 頁(1/2)
第 73 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
授權河川局局長審定情形外,應敘明理由報本署籌妥財
源後辦理。
(3) 工程預算編列
行政院為規範公共工程計畫在綜合規劃階段之經費編
列時,能有統籌劃一經費編列格式、估算程序及編估標
準,業於107年修正『公共建設工程經費估算編列手冊』
(以下簡稱經費估算編列手冊);並於86年度起於『中
央政府總預算編審辦法』中明訂要求公共工程計畫所需
經費應依該估算編列手冊相關規定辦理。相關規定事項
摘述如下:
A、工程建造費可粗分為直接工程成本、間接工程成本、
工程預備費及物價調整費。
B、工程計畫核定後,進行基本設計工作,所估算編列之
總經費作為工程主辦機關控管經費之參考,以期工程
在核定之預算額度內完成。
C、依據基本設計成果進行細部設計,所估算之工程經費
更為精確,據以編製工程預算書,作為工程發包之參
考依據。
2、 工程設計原則
現階段治水採『綜合治水策略』,以多元治水設施共同達成
流域內之防護目標;所設計單元設施在綜合治水整體考量
中的角色及功能應先充分理解,避免過當或不足的設計內
容。
(1) 一般工程設計原則:
河川治理工程設施的設計原則,應依規劃方案意旨施行,
使各項設施都能依規劃的型式、規模、位置及要領設計
完成,並確保整體設施能發揮預期功能。
A. 設計前應先就全河段工程系統進行整體布置設計,確
65
第 74 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
認系統整體功能,並修正各單元間互相干擾影響之處。
B. 所設計治理設施對河川天然機能、生態系、環境及景
觀等可能發生的衝擊應充分瞭解,設計時應在工程布
置、材料選擇及工法考量等方面力求因應,使負面影
響減輕。例如凹岸深潭是否應予填平,或考量採丁壩
群護岸,局部保留原有深潭。
C. 設施應充分考量安全性,除依一般常用方法及條件數
據進行結構設計外,環境因素變化可能影響結構體安
全的風險也需適當考量,必要時應增加保護措施或預
留緩衝空間。例如河川屬動態系統,外在環境條件隨
時可能發生變動,故進行工程設計時,不宜一成不變
使用前人設計工法,而應因地、因時制宜採用合適工
法,並掌握環境變動趨勢,超前佈署預為因應。
D. 設計應儘量掌握土方就近平衡減少廢棄物原則,工程
材料宜就地取材、設計工法因地制宜;並儘量利用植
生工法,使工程減量、節能減碳,以符合永續發展原
則。
E. 工程設計方案在定案進入細部設計階段之前,應先考
量構造型式、工程材料、施工難易、工期、維護管理
難易、工程費等因素,採取較適當方案辦理。
F. 優良的設計方案應事先考量工程完工後整個工程生
命週期的需求。因此,在工程生命週期內如何有效維
護管理及操作,包括管理方式、人力、經費來源等,
在設計階段均應考量使其可行。
(2) 復建工程設計原則:
辦理天然災害復建工程,除依『經濟部水利署辦理天然
災害緊急工程處理要點』規定辦理外,另依『經濟部水
利署中央管流域整體改善與調適計畫執行作業要點』第
66
第 75 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
29點規定辦理:
A. 以因地制宜,兼顧安全及生態保育,恢復既有構造物
功能為原則。
B. 經沖刷擴充之河段,應檢討放寬河道及加深基礎,以
增加通洪能力減少損壞機率。
(3) 莫拉克颱風所導致災害之中央管河川及區域排水之復
建原則(98年10月7日經水河字第09816006970號函):
A. 應先確定致災原因及是否為重複致災區,如為重複致
災區,請審慎檢討水道治理計畫線、工法、材料及需
布設之工程項目後再行辦理,以降低堤防再次受損風
險。
B. 應考量保全對象、不與河爭地等因素。已沖擴之河道,
以避免回復原束洪寬度為原則,惟已有水道治理計畫
線之河(渠)段,請審慎檢討堤線布設。
C. 復建工程所在之河道(渠道),得視狀況,併河道(渠
道)疏濬、拓寬深槽、丁(順)壩挑流工或固床工等
配合辦理。
D. 河道應儘量維持原有之蜿蜒狀,避免直槽化而造成河
道沖淤失衡與洪水災害。
E. 護岸、堤防之設計應考慮水流衝擊力集中、衝擊反射
點之問題,而非一律採用均一斷面之概念。
F. 水道治理計畫線內,除水利設施及必要之跨河(渠道)
構造物外,其他如高灘地親水公園、休閒活動等非必
要設施,原則上不予復建。
(二) 滿足計畫目標
為因應現代社會需求,河川治理計畫通常必須兼顧防洪、生
態維護及河川環境營造等多元目標(如圖3-4)。設計作業開
始前應先充分瞭解規劃階段所擬定之計畫目標,所設計設施
67
第 76 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
功能是否能確保計畫多元目標的達成,以及單項設施的設計
是否會對其他目標有所妨礙,且須滿足計畫目標各項設施應
具備功能之關聯性。
圖3-4 大礁溪橋上游段環境改善工程平面配置與斷面圖
(三) 重視環境維護
昔日相關工程設計常以人為本,對自然環境往往不夠尊重。
85年賀伯颱風、90年桃芝颱風、93年敏督利颱風及98年莫拉
克颱風侵襲期間,所帶來豪雨誘發土石流,造成人命重大傷
亡與財產嚴重損失。因此相關工程設計應具前瞻性,並應注
意環境維護與保育。
1、 氣候變遷:人類活動大幅增加大氣中溫室氣體濃度,加強
了溫室效應,引起地球表面和大氣進一步增溫,造成全球
氣候變化;使極地冰原急速溶化、海平面上升,導致不正
常暴雨、乾旱,以及沙漠化現象擴大,對於生態體系、水
土資源、人類社經活動與生命安全等均造成重大傷害。
2、 生物多樣性喪失:依據IUCN 紅皮書(Hilton-Taylor2000)
表明,大約哺乳動物物種的24%(1130 種)和鳥類物種的
68
第 77 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
12%(1183 種)被認為目前在全球範圍內受到滅絕威脅。
自1996 年的紅皮書評估以來,哺乳動物中極度瀕危物種
數已從168 種增加到180 種,而鳥類的極度瀕危種數則從
168 種增加到182 種。經由分析表明,經過下一個100 年
脊椎動物種群的滅絕速率可能高於15%~20%。
(四) 符合工程經濟最佳化
各項工程設計方案的評估比較,原則上以工程經費最經濟者
優先採行;但遇有特殊考量事項,如民眾阻力、生態及環境
維護需要、設施功能特殊需求、工料來源、工期及施工困難
度等事項,亦可視實際需求情形,以該特殊考量作為優選方
案。為符合經濟原則,設計方案應考量:
1、 選用適當工法並作最佳組合(如圖3-5)
例如丁壩工具掛淤與挑流功能,可與護岸工組合搭配,同
樣可達到護岸固灘功能,而毋需沿程施設護岸工程,以節
省公帑。另植生綠化時,應儘量採用自然植生,以降低日
後維護管理費用。
圖3-5 防洪設施功能分析與組合運用圖
2、 最小斷面
斷面設計應先作力學演算,取用最小需求斷面,勿過度設
計浪費公帑,除能降低排碳量,亦對環境友善。
3、 就地取用自然資材
使用自然資材可節省材料製作費用,對環境維護有極大
69
第 78 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
助益 。就地取材則可減少輸運成本,並具節能減碳效果;
惟取用自然資材時,仍應注意避免破壞當地生態環境。
(五) 具施工可行性
工程契約規定廠商須按圖施工,故設計內容應具可施工性,
否則施工期間須辦理變更設計,往往造成工程經費膨脹及工
期延宕,甚至造成民怨。
(六) 維護管理最小化
優良的 的設計方案應事先考量工程完工後維護管理階段的需
求,因此,如何有效維護管理及操作,包括管理方式、人力、
經費來源等,在設計階段均應考量使其可行。為符合前述要
求,設計內容應儘量採用容易維護之工法與材料;例如設計
綠化工程宜儘量採用自然植生,減少使用人為植生,一方面
可節省工程經費,另方面後續維護管理容易且經費較省,對
生態環境維護亦較有助益。 。
另基於河川形狀為狹長之帶狀,管理不易,如全部由政府單
位來維護管理,易因預算或合約問題造成環境維護空窗期;
如能於規劃設計階段即商妥附近社區或民間團體認養,除能
疏解機關人力不足問題,且社區居民基於愛護鄉土之情,較
易盡心維護(相片3-1、相片3-2),且會主動制止不當之使
用與惡意破壞行為。
相片3-1 隘寮溪 相片3-2 安農溪
70
第 79 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
(七) 公民參與
河川治理設施設計階段,應與當地民眾多作溝通(相片3-3),
儘量理解及採納其意見 ,日後施工較無阻礙,有時社區甚至
會主動參與(相片3-4);倘確無法接受,亦應妥為說明取得
諒解,避免引發衝突,以致埋下施工階段不易排解之抗爭。
依實務經驗,倘在設計階段未採納公眾意見,常於施工階段 ,常於施工階段
需辦理變更設計。
河川局執行中央管流域整體改善與調適計畫辦理之民眾參
與,應加強各項溝通活動,並依「經濟部水利署各河川局在地溝
通及在地諮詢小組設置及作業注意事項」等相關規定辦理。
相片3-3 設計階段公民參與 相片3-4 施工階段民眾主動參與
三、 工程設計成果
(一) 工程預算書
1、 設計圖:
包括圖目錄、位置圖、平面(配置)圖、縱斷面圖、標準斷面
圖、橫斷面圖、結構物配置圖、結構物剖面圖等。
(1) 圖目錄:
標示各設計圖圖號及圖名,以利迅速查閱相關設計圖。
(2) 位置圖:
標示工區地理位置,方便廠商自行至工址勘估,以利瞭
解工區施工環境、材料輸運道路與交通狀況等;俾利據
以估算工程經費。
71
第 80 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
(3) 平面(配置)圖:
顯示深槽流路、流向,以利研判建造物適用類型、斷面
型態。為利正確掌握河段流路型態,平面圖繪製範圍原
則上自工程起點上游100公尺至工程終點下游100公尺
止。橫斷面測量以用地範圍線向陸側延伸50公尺以上為
原則;必要時,縱斷與橫斷測量範圍應予延伸,以利掌
握治理河段地形地勢與流路狀況。其主要內容包括:
A、標示堤線(治理計畫線)、用地範圍線與主要建造物位
置(樁號里程)等。一般河川工程起點在上游、終點在
下游,故其樁號里程之編排宜由上游往下游編列。
B、繪製等高線,顯示河道地形地勢與深槽流路。
C、標示水流方向:以利區別上下游及左右岸;面向下游,
左手側為左岸,右手側為右岸。
D、標示重要構造物(例如丁壩工、越堤路、出水工、閘門
等)位置。
E、指北:以利判別方位。
(4) 縱斷面圖:
標示各樁段現況谿線高、計畫洪水位、計畫堤頂高、附
屬構造物位置及樁位累距、曲線段起終點位置與曲率等,
詳本署訂頒之工資工率手冊。
(5) 橫斷面圖:
橫斷面測量範圍以用地範圍線向陸側延伸50公尺為原
則,相鄰斷面型式或尺寸不同時,須以上下斷面呈現(例
0+100(上)、0+100(下))。
A、作為工程材料數量計算依據,例如土方工程之挖方、
填方、挖填方、回填方數量,護坡工材料數量計算等。
B、作為工程斷面尺寸施工與驗收依據。
(6) 標準斷面圖:
72
第 81 頁
本頁文字(可複製、可搜尋)
不同堤段,所設計堤型、斷面、材料、尺寸不同時,擇
取一至數個代表性斷面作為標準斷面,並標示該斷面代
表之樁號、里程,以資區隔適用堤段。
(7) 結構物配置圖:例如出水工、水閘門等。
(8) 結構物剖面圖:用以判別結構物斷面型式、各單元尺寸
及材質等。
2、 工程數量計算表
「水利工程工資工率分析手冊」將工程數量計算表區分為
土石方算表(甲、乙表)及工程數量計算表(丙表)兩類,各
有其適用對象。
工程項目數量估算不夠精確,常為辦理修正施工預算主
要原因;其中,以地形、地盤高程測量不夠精確,與兩岸
長度非依實測資料而以河道中心線長度計算,導致設計
數量與實際施作數量差異之情況最為普遍。
3、 預算表
「水利工程工資工率分析參考手冊」將工程預算表區分為
總表、詳細價目表、單價分析表、基本單價計算表等項。其
中,單價分析表之功能在條列詳細價目表各工項單價組成,
作為估算詳細價目表各細項複價之依據,其單位應與詳細
價目表單位一致。
至基本單價計算旨在分析基本單價(工資、施工機械使用費
率、公路貨運用路運費等)及乙式(全)工項單價;土石方計
算表在分析土方(純挖方、純填方、回填方等)數量。相關
工項數量不易估算部份,得以乙全(式)方式估列;惟能量
化部份,仍應予量化。
4、 施工補充說明書
各章內容主要規範:工期、一般規定、一般施工規定、工
程材料及機具、工程保險、土方工程、施工品質、勞安環
73