由軌道工法效益評估項目之權重分配,本研究試圖探討其成因,並與軌道專家進 行權重計算結果之討論,以下就權重分配之結果分為品質、成本及工期三個主要構面 說明其可能的成因。
5-1 品質構面成果分析
一般對於品質的定義,最基本的說法為符合規範要求之產品,對於軌道工程來說,
台灣高速鐵路公司乃依據興建營運合約中軌道系統準則研擬高速鐵路軌道工程設計規 範,該設計規範之基本考量為營運安全、乘車舒適性、最低生命週期成本,以及減輕 振動、噪音等對環境之影響,簡言之,軌道工程主要的訴求點為高速行駛狀態下之列 車穩定性及舒適性,故軌道工程之施工必須滿足此一基本要求,表 5-1 為節錄該設計規 範各部位誤差容許值供參考。本研究針對達成軌道工程施工效益在品質構面中之評估 項目進行探討:
1. 軌道線形品質
本評估項目之定義為軌道施工時針對各階段之調整作業內容及後續微調難易度,
即包含一開始到驗收階段之軌道線形之正確性及誤差,軌道線形包含軌道平縱面線 形、超高度等,本研究於第一階段專家訪談之結果,參酌軌道專家之建議,在評估項 目之定義以外加上說明,使定義所代表施工效益上的內涵更為明確,本項目在施工效 益上可說明為:
(1). 軌道線形調整作業可以一次完成之達成度
(2). 軌道線形調整完成所需之調整作業之階段及次數比較
(3). 軌道線形於各階段調整作業進行時所需之設備及相關限制條件 (4). 軌道施作完成後對線形微幅調整之難易程度
(5). 軌道施作完成後對線形微幅調整之允許範圍及程度
以台灣高鐵為例,軌道線形所需之精度要求較一般軌道工程更高更嚴苛,由於土 建工程所提供之精度有其限制,而軌道工程因應高速行駛之要求,其精度之要求須符 合軌道設計規範之規定,其設計線形之容許誤差,設計高程及設計線形誤差值不得大 於±5mm,線形之偏誤值不得大於 1/2500,第一線施工人員對於此嚴苛要求須反覆量測
及調整始能達成品質之要求,故在評估項目權重分配佔 14.1%,並且為所有項目中所佔 比重為最高,顯見軌道專家最為重視軌道線形品質及軌道工法對於達成線形品質要求 之表現及難易程度。
表 5-1、台灣高速鐵路軌道設計規範
項目 主線軌道 基地 說明
軌距(Gauge) 1435±2公厘 1435±3公厘 Deviation from the nominal value.The rate of change of gauge shall not exceed 1:1500.
高低(Vertical
Related to a versine with a 20-m-chord, measured at points with 5 m spacing. Versine v=S2/8R.
Versine measured with a 20-m-chord in curves and transition curves according the calculated value. Distance between the measurements 5 m.
超高度/水平 (Cant/Cross Level)
±2公厘 ±3公厘 Deviation from the designed value.
平面性(Twist) 1:1500(每2.5公尺 長, ≦1.7公厘)
*1:1000(每2.5公 尺長, ≦2.5公厘)
Deviation over 2.5m, ≦1.7mm
*2.5m, ≦2.5mm 設計高程
(Designed level)
±5公厘 ±8公厘 Measured at the reference points at the catenary masts, for speed>160km/h the max.
rate of change of the level must not exceed 1:2500. Between two adjacent reference points the different should be less than 10mm. At platforms the track shall not be located below the designed level.
設計線形 Designed alignment
±5公厘 ±8公厘 Measured between centerline of track and reference point. The rate of change of the designed alignment should not exceed 1:2500.
目在施工效益上可說明為:
(1). 現場混凝土澆置或填充材灌注時之週邊限制條件高低 (2). 場鑄混凝土(或填充材)之澆置環境限制條件
(3). 場鑄混凝土(或填充材)之材料品質限制條件
(4). 場鑄混凝土(或填充材)之拌和以及相關摻料品質限制條件 (5). 場鑄混凝土澆置完成之養護條件及設備
本評估項目權重分配佔 13.7%,並且為所有項目中所佔比重為次高,顯見軌道專家 甚為重視場鑄材料品質及軌道工法對於達成場鑄材料品質要求之難易程度。
3. 元件組裝品質控制
本評估項目之定義為現場元件組裝之整體品質可控制性,現場元件之組裝包括鋼 軌及扣件系統等,由這些元件將列車高速行駛時所產生的極大的衝擊力傳遞並分散至 結構體及基礎,元件各部位之組裝品質須達到一致性之要求才能發揮應有的性能,否 則將使軌道夀命無法達到原先設計的功能,造成維修成本增加,更影響列車行駛之安 全性,本項目在施工效益上可說明為:
(1). 軌道元件輸送至現場時之設備限制條件
(2). 軌道元件組立時所需人力、設備條件之限制程度 (3). 現場組裝時達成精度要求之難易程度
(4). 現場組裝時達成所需精度要求之設備及人力條件
本評估項目權重分配佔 10.5%,並且為所有項目中為第三重要者,顯見軌道專家甚 為重視元件組裝品質控制及軌道工法對於達成元件組裝品質要求之難易程度。
4. 預鑄品質控制
本評估項目之定義為預鑄場內生產之鑄件之品質可控制性,由於預鑄之元件通常 於預鑄場內大量製造,其生產過程中之各項條件較現場更易於控制,且有如工廠作業 生產線般,可使所生產的鑄件於尺寸、材質性能上呈現一致性,但工廠製造之鑄件仍 可能因生產設備、人力、材料及品質管制作業之差異而使鑄件品質產生差異,亦可能 因鑄件尺寸大小及形狀複雜度導致產品品質不穩定,進一步影響強度及後續組裝之品 質,使其無法發揮應有的性能,提高維修成本,更影響列車行駛之安全性,本項目在 施工效益上可說明為:
(1). 軌道預鑄元件生產設備、場所之條件 要求程度
(2). 軌道預鑄元件生產流程中,品質管制作業之人力/設備要求 (3). 軌道預鑄元件混凝土之拌和以及相關摻料品質限制條件 (4). 軌道預鑄元件混凝土之養護條件及設備
本評估項目權重分配佔 6.2%,顯見軌道專家仍相當重視預鑄品質控制及軌道工法 對於達成預鑄品質要求之難易程度。
5-2 成本構面成果分析
本研究對於軌道工程成本僅就軌道工程本體做為評估對象,由於土建工程之建造 成本因路線所在位置為橋樑、隧道或路工段而存在極大差異,故將土建工程成本排除 在本研究考量範圍之外,單就軌道工程之施工法不同所造成之單位長度之成本差異進 行效益評估,評估內容包含材料、人力成本、設備成本及機具成本,了解其重要程度 以進行後續的效益評估。以下就成本構面進行各評估項目之探討:
1. 材料成本
本評估項目之定義為軌道系統組成材料之成本,如混凝土、鋼筋及其特殊材料之 購置成本,由於新式施工法所採用之材料皆有其專利,通常混凝土、鋼筋等材料皆可 由國內供應,特殊或專利材料須經由國外進口,墊高材料成本。本項目在施工效益上 可說明為:
(1). 材料取得之難易程度
(2). 材料是否會受到專利生產之影響限制 (3). 材料成本之價格穩定性
(4). 材料成本之料源穩定性
(5). 材料成本受市場因素干擾之高低
本評估項目權重分配佔 4.5 %,顯見軌道專家尚考量材料成本及軌道工法對於材料 成本之影響程度,但由於一般材料及特殊專利材料在成本上已固定,難以藉由替代材 料節省成本,況且不同工法間之材料成本雖然存在差異,但其差異之影響性無法較品 質要求或工期壓力來得大,故本評估項目之權重相較其他各項略低,顯見材料成本對 於可能非重要考量項目。
2. 人力成本
本評估項目之定義為完成單位長度路段所花費之人時數及所花之成本,人力成本 大致可分為現場及預鑄場內之人力,通常預鑄場內之所使用之人力由於工作單一化且 大多採自動化設備取代人力,人力花費可以降至最低,本評估項目主要以現場考量,
不同工法之人力需求存在著成本差異,本項目在施工效益上可說明為:
(1). 軌道組立時,搬運材料運用人力之密集程度 (2). 軌道組立時,人力使用之無法替代程度 (3). 軌道線形調整時,人力使用之密集程度 (4). 軌道澆置混凝土時人力之需求程度
(5). 軌道施作完成後,場地復原整理之人力需求程度
本評估項目權重分配佔 5.1 %,顯見軌道專家尚考量人力成本及軌道工法對於人力 成本之影響程度,但由於不同工法間之人力成本雖然存在差異,但其差異之影響性無 法較品質要求或工期壓力來得大,故本評估項目之權重相較其他各項略低,顯見人力 成本對於軌道專家可能非重要考量項目。
3. 設備成本
本評估項目之定義為調整軌道及檢測設備所花之成本,由於軌道之品質要求,軌 道於安裝定位後或混凝土澆置前須進行軌道檢測及調整,本項目在施工效益上可說明 為:
(1). 軌道組立時,必須之檢測設備使用程度
(2). 軌道各階段之作業,對於檢測或微調設備之需求程度
(3). 軌道調整作業進行時,相關調整及檢測設備及費用之需求程度
本評估項目權重分配佔 4.7 %,顯見軌道專家仍重視設備成本控制及軌道工法對於 設備成本要求之程度。但由於不同工法間之設備成本雖然存在差異,但其差異之影響 性無法較品質要求或工期壓力來得大,故本評估項目之權重相較其他各項略低,顯見 設備成本可能非重要考量項目。
4. 機具成本
本評估項目之定義為運輸及安裝軌道所花之成本,由於施工現場所需之各項材 料、混凝土預鑄構件及軌道各部位元件通常於發進基地備料,再由運輸機具運送至現 場組裝,組裝時須利用專用之組裝機具吊裝組合,本項目在施工效益上可說明為:
(1). 軌道元件運輸時,對機械之需求程度
(2). 軌道之各階段施作吊裝或調整,需使用特殊機具之必要程度 (3). 軌道施工時,對各式機具之相對需求程度比較
(2). 軌道之各階段施作吊裝或調整,需使用特殊機具之必要程度 (3). 軌道施工時,對各式機具之相對需求程度比較