海事工程挖泥船浚填作業工期影響因素及因應策略

全文

(1)國立交通大學工學院專班工程技術與管理學程碩士論文海事工程挖泥船浚填作業工期影響因素及因應策略 Factors Affecting The Duration of Dredger Operations of Marine Construction Works. 研究生：林松吉指導教授：王維志博士. 中華民國九十七年七月.

(2) 海事工程挖泥船浚填作業工期影響因素及因應策略 Factors Affecting The Duration of Dredger Operations of Marine Construction Works. 研究生：林松吉指導教授：王維志. Student：Sung-Chi Lin Advisor：Wei-Chih Wang. 國立交通大學工學院專班工程技術與管理學程碩士論文. A Thesis Submitted to Master Degree Program of Engineering Technology and Management College of Engineering National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master In Engineering Technology and Management July 2008 Hsinchu, Taiwan, Republic of China. 中華民國九十七年七月.

(3) 海事工程挖泥船浚填作業工期影響因素及因應策略. 學生：林松吉. 指導教授：王維志博士. 國立交通大學工學院專班工程技術與管理學程碩士班. 摘. 要. 國內海事工程挖泥船浚填作業之施工環境多變與複雜性，常使工期難以掌握，由於海上施工存在諸多不確定性之因素，因此在專案工程預估工期時，必須確認可工作天數，但工期的影響，常隨著挖區作業環境與選用船機的不同而改變，使業者極易誤判情勢，導致船機毀損停工待修，而影響後續工程之施工。有鑑於此，本研究針對海事工程挖泥船浚填作業部分，藉由文獻回顧、過去挖泥工程之實際案例、及 20 年以上工程經驗專家訪談等方法，來分析探討可能影響工期之因素，並進ㄧ步研擬其因應策略，目的為當有業者標到新工程時，可提供施工作業之參考依據，讓工程管理者依據工程性質及施工條件，能正確估算出可工作天數及排除可能延誤工期之障礙，使工程能如期順利完工。經由研究結果，海事工程挖泥作業依挖區可分為港內作業及外海作業，工期影響兩相比較明顯為外海作業大於港內作業，而工期影響因素依影響程度及機率可分為：氣象及海象因素、挖區沉積物因素、作業船機因素，排泥管因素等 4 大母因素及颱風、東北季風、土質太黏、水下障礙物、船機老舊、超時限作業、排泥管老舊破損、飄失及沉入等 8 子因素。. 關鍵詞：海事工程、浚填作業、施工工期、影響因素 i.

(4) Factors Affecting The Duration of Dredger Operations of Marine Construction Works student： Sung-Chi Lin. Advisor：Dr. Wei-Chih Wang. Department of Master Degree Program of Engineering Technology and Management College of Engineering National Chiao Tung University. ABSTRACT Due to the varieties and complexities of dredging environment on domestic marine construction projects, the duration is frequently beyond control. Those uncertainties existing in marine construction lead to the necessity that when estimating duration, the workable days have to be ensured. However, the impact arising from duration often varies with the dredging environment and choice of dredging equipments, which easily results in the contractors’ misjudgments on the overall project such as the machinery breakdown, damage and suspending for repairs which in turn impact the operation of follow-up construction. In light of the above, this study, focusing on dredging operation of marine construction project, is to analyze and assess the liable factors affecting project duration through looking back relevant papers, practical case study of past dredging projects and interviews with professionals having more than 20 years in the said fields, which in turn may work out the countermeasures. The purpose is to provide the contractors with references for project execution, which would let project managers, according to the project nature and dredging conditions, estimate the workable days and preclude the possible factors delaying duration which in turn may complete the project smoothly and on schedule. As per the study, in terms of dredging area, marine dredging engineering is to be classified into in-harbor and offshore operation. Comparing between them, project duration is to be largely impacted by the latter than the former,The factors affecting project duration, in terms of extent of impact and probability, can be categorized into four major elements inclusive of weather and sea state, deposit in dredging area, condition of the dredger and discharge pipeline, which can further be divided into eight sub-elements including typhoon, monsoon, cohesive soil, underwater obstruction, over-time operation, and damage, drifting-away and sinking of discharge pipeline. Keywords：Marine Construction、Operations、Construction Duration、Factors. ii.

(5) 目. 錄. 中文摘要英文摘要目錄表目錄圖目錄第一章. 緒論--------------------------------------------------------------1. 1.1. 研究動機----------------------------------------------------------1. 1.2. 研究問題----------------------------------------------------------1. 1.3. 研究目的----------------------------------------------------------2. 1.4. 研究方法及步驟----------------------------------------------------2. 1.5. 論文架構----------------------------------------------------------3. 第二章. 文獻回顧----------------------------------------------------------5. 2.1. 營建施工延遲原因相關文獻------------------------------------------5. 2.2. 海事工程工期影響相關文獻-----------------------------------------10. 2.3. 相關文獻之工期影響因素彙整. 2.4. 小結-------------------------------------------------------------15. 第三章. 海事工程之介紹---------------------------------------------------16. 3.1. 挖泥之定義-------------------------------------------------------16. 3.2. 海事工程挖泥船發展過程-------------------------------------------19. 3.3. 國內海事工程挖泥船發展過程---------------------------------------19. 3.4. 挖泥船型式及性能-------------------------------------------------22. 3.5. 附屬配合作業船---------------------------------------------------31. 3.6. 浚挖工程主要附屬設施---------------------------------------------36. 3.7. 小結-------------------------------------------------------------37. 第四章. 挖泥船浚填施工作業-----------------------------------------------40. 4.1. 挖泥浚填作業前之工作準備事項------------------------------------ 40. 4.2.. 浚填施工前置作業之實例-------------------------------------------58. 4.3. 挖泥船挖區就位及就位後之工作事項---------------------------------62. 4.4. 挖泥船施工作業時應注意事項---------------------------------------65. 4.5. 小結-------------------------------------------------------------65. -----------------------------------12. iii.

(6) 第五章. 挖泥作業影響工期因素及因應策略-----------------------------------66. 5-1. 資料來源與專家訪談-----------------------------------------------66. 5.2. 影響工期因素之整理-----------------------------------------------66. 5.3. 影響工期因素分析及實例探討---------------------------------------70. 5.3.1 挖區氣象及海象因素-----------------------------------------------70 5.3.2 挖區沉積物因素---------------------------------------------------78 5.3.3 作業船機因素-----------------------------------------------------86 5.3.4 排泥管因素-------------------------------------------------------93 5.3.5 作業人員因素-----------------------------------------------------98 5.3.6 其他因素--------------------------------------------------------100 5.3.7 實例驗證結果----------------------------------------------------102 5.4. 小結------------------------------------------------------------108. 第六章. 結論與貢獻------------------------------------------------------109. 6.1. 結論------------------------------------------------------------109. 6.2. 貢獻------------------------------------------------------------110. 6.3. 後續研究方向----------------------------------------------------110. 參考文獻----------------------------------------------------------------111 附錄一：海事工程專家訪談姓名背景資料表----------------------------------113 附錄二：專家訪談記錄----------------------------------------------------114. iv.

(7) 表目錄表 2-1. 工程施工期間影響工期因子彙整表------------------------------------13. 表 3-1. 工程性質與使用挖泥船舶比較----------------------------------------31. 表 3-2. 海事工程挖泥浚填作業使用機具彙整表--------------------------------38. 表 4-1. ㄧ般浚渫土壤之分類及判別------------------------------------------41. 表 4-2. ㄧ般浚渫土壤浚渫ㄧ小時之標準排泥量--------------------------------42. 表 4-3. 浚挖土壤分類及辨識法----------------------------------------------43. 表 4-4. N 質與浚挖土壤之分類-----------------------------------------------44. 表 4-5. 59 年台灣海域附近颱風各月發生次數及頻率（1949-2007 年）--------------45. 表 4-6. 50 年各月侵台颱風之次數及頻率統計表（1958-2007 年）------------------46. 表 4-7 （1998-2007）侵台及影響作業颱風統計表------------------------------47 表 4-8. 台中港各月份波高出現百分率----------------------------------------50. 表 4-9. 浪高與風力對照表--------------------------------------------------51. 表 4-10 各種挖泥船適用土質及施工條件--------------------------------------52 表 4-11 土質及適合作業船舶------------------------------------------------53 表 4-12 作業天數統計表----------------------------------------------------58 表 4-13 施工方法比較圖----------------------------------------------------61 表 5-1. 海事工程挖泥船歷年挖泥作業影響工期因素統計表----------------------67. 表 5-2. 台西浚挖 Y 區挖泥施工船機停工時數統計表----------------------------75. 表 5-3 （1993-2008 年）國內現有挖泥船調查表--------------------------------87 表 5-4 （82-86 年）榮民工程處海事工程隊重大損壞機具統計表------------------89 表 5-5 台中港航道浚深工程（第七標）大興號停工時數統計表-------------------91 表 5-6. 各類管線受損額度情況表--------------------------------------------95. 表 5-7. 台中港航道浚深工程（第七標）大隆號停工時數統計表------------------96. 表 5-8. 大武號 88 年 1 月實施交辦統計表------------------------------------100. 表 5-9. 挖泥作業工期影響因素之因應策略彙整表-----------------------------104. v.

(8) 圖目錄圖 1-1. 研究步驟流程圖----------------------------------------------------3. 圖 3-1. 挖泥船在水底下浚挖泥砂情形---------------------------------------16. 圖 3-2. 挖泥船利用排泥管線輸送泥沙情形-----------------------------------17. 圖 3-3. 利用挖泥船本身之船艙輸送泥沙情形---------------------------------17. 圖 3-4. 利用受泥船輸送泥沙情形-------------------------------------------17. 圖 3-5. 利用拋石船輸送砂石情形-------------------------------------------18. 圖 3-6. 挖泥船將水底下砂石排放至塡區造地情形-----------------------------18. 圖 3-7. 榮工處大隆號挖泥船實體圖-----------------------------------------20. 圖 3-8. 榮工處大興號挖泥船實體圖-----------------------------------------20. 圖 3-9. 榮工處大華號挖泥船實體圖-----------------------------------------21. 圖 3-10 榮工處大漢號挖泥船實體圖-----------------------------------------21 圖 3-11 榮工處大夏號挖泥船實體圖-----------------------------------------21 圖 3-12 榮工處大禹號挖泥船實體圖-----------------------------------------22 圖 3-13 榮工處大舜號挖泥船實體圖-----------------------------------------22 圖 3-14 挖泥船作業方式分類-----------------------------------------------23 圖 3-15 抓斗式挖泥船基本形式圖-------------------------------------------24 圖 3-16 抓斗船作業狀況實體圖---------------------------------------------24 圖 3-17 鏈斗式挖泥船基本形式圖-------------------------------------------25 圖 3-18 鏈斗式挖泥船示意圖-----------------------------------------------25 圖 3-19 鏟斗式挖泥船基本型式圖-------------------------------------------26 圖 3-20 背儲式挖泥船構造及其挖泥示意圖-----------------------------------27 圖 3-21 背儲式挖泥船實體圖-----------------------------------------------27 圖 3-22 絞刀抽吸式挖泥船基本構造圖---------------------------------------28 圖 3-23 絞刀抽吸式挖泥船實體圖-------------------------------------------29 圖 3-24 自航抽吸式挖泥船構造圖-------------------------------------------29 圖 3-25 自航抽吸式挖泥船實體圖-------------------------------------------30 圖 3-26 推船實體圖-------------------------------------------------------32 圖 3-27 托船實體圖-------------------------------------------------------32 圖 3-28 受泥船實體圖-----------------------------------------------------33 圖 3-29 起錨船實體圖-----------------------------------------------------33. vi.

(9) 圖 3-30 利用平台船裝運混凝土型塊情形-------------------------------------34 圖 3-31 油、水泊實體圖---------------------------------------------------34 圖 3-32 測量船實體圖-----------------------------------------------------35 圖 3-33 水上加壓站內之泵浦、管路實體圖-----------------------------------35 圖 3-34 絞刀頭各種形式圖-------------------------------------------------36 圖 3-35 絞刀齒外型圖-----------------------------------------------------37 圖 4-1. 直接排填示意圖---------------------------------------------------54. 圖 4-2. 半直接排填示意圖-------------------------------------------------54. 圖 4-3. 間接排填示意圖---------------------------------------------------54. 圖 4-4. 二次排填示意圖---------------------------------------------------55. 圖 4-5. 直接排填+陸上運輸示意圖------------------------------------------55. 圖 4-6. 台南科技工業區浚渫造地施工方法圖---------------------------------59. 圖 4-7. 安平港內浚挖迴船池與北支航道位置圖-------------------------------59. 圖 4-8. 挖泥船浚挖前置作業流程圖-----------------------------------------64. 圖 5-1. 工期影響特性要因圖-----------------------------------------------69. 圖 5-2. 港內作業時工區原地防颱圖-----------------------------------------71. 圖 5-3. 港內作業時泊靠碼頭防颱圖-----------------------------------------71. 圖 5-4. 彰濱工業區外海作業時隱蔽地區防颱圖-------------------------------74. 圖 5-5. 台西浚挖 Y 區挖泥停工影響結構圖-----------------------------------77. 圖 5-6. 高壓黏土包覆絞刀頭圖---------------------------------------------79. 圖 5-7. 清除絞刀頭黏土圖-------------------------------------------------80. 圖 5-8. 絞刀頭護板上焊接犛頭圖-------------------------------------------80. 圖 5-9. 大漢號挖泥船挖泥及交通艇作業情形---------------------------------83. 圖 5-10 挖泥作業時挖到廢鋼筋水泥塊實體圖---------------------------------83 圖 5-11 挖泥作業時挖到 40 公分以上大石頭實體圖----------------------------84 圖 5-12 挖到障礙物時液壓油管爆管洩油實體圖-------------------------------84 圖 5-13 絞刀頭絞刀齒裝置圖-----------------------------------------------86 圖 5-14 故障率曲線圖（浴盆曲線）-----------------------------------------87 圖 5-15 挖泥船機泵浦零件倉庫佈置圖---------------------------------------89 圖 5-16 挖泥船傳動軸檢修圖---------------------------------------------- 90 圖 5-17 船內管線檢修圖---------------------------------------------------90. vii.

(10) 圖 5-18 台中港航道浚深工程大興號停工影響結構圖---------------------------92 圖 5-19 挖泥船作業排放泥砂實體圖-----------------------------------------94 圖 5-20 挖泥作業沉設管實體圖---------------------------------------------94 圖 5-21 海上管橡皮接頭斷裂實體圖-----------------------------------------94 圖 5-22 台中港航道浚深工程大隆號停工影響結構圖---------------------------97 圖 5-23 大興號台西、台中挖區工期影響比較長條圖--------------------------103. viii.

(11) 第一章緒論 1.1 研究動機台灣四面臨海，山多平原少，人口稠密，資源蘊藏有限，有導向經貿與工業之邊際發展更漸次沿海造地，期以離島工業區集中工廠，除提昇產量亦根治污染，以改善內陸與近海環保品質。工業之原料與成品端賴船舶大宗運輸銷國際，各商業、工業專用港亦配合亞太營運中心之需求加速擴建、浚深與新建。而海事工程乃達成上述填海造地、港灣擴建、新建、航道疏浚等之首要工作。近幾十年來台灣濱海工業區及重大工程建設用地陸續的開發，各港區碼頭擴建、航道擴寬浚深等港灣重大建設，帶來台灣工商業經濟繁榮，海事工程佔有相當程度的貢獻，且基於西部海岸陸地不斷向西延伸，國內陸地的不敷使用及工業污染源需盡速逐離出海等事實，都亟需以後海事工程建設不斷的參予。由於海事工程施工船機造價昂貴，平常保養費用高，及可用施工船機少，致船機故障時可替代性低。施工作業時，其挖泥施工項目費用佔所有承攬金額比例最高，且為工程中的要徑作業，一但施工船機故障或氣候影響無法施工時，其影響施工成本甚巨，所以工程的成敗全賴施工船機能否順利施工，但挖泥船機在海上施工及在深不可測之水底下作業浚挖土質，因不可預知之風險較大，致施工船機經常停船或施工時挖泥效率不佳，致工程經常延宕而無法如期完工，所以如何在挖泥施工作業時，找出工期延誤之因素及其因應策略，把損害降到最低，為本研究之動機。. 1.2 研究問題海事挖泥工程對台灣這個海島國家重要性無庸置疑，惟過去 40 幾年來鮮少有海事挖泥工程文獻，尤其是工程方面影響工期的研究探討，在面對高承攬金額、高風險作業環境下，稍微不慎就會影響工程甚巨，因此能否順利完成工程，當是海事工程業者最重要研究課題。所以本研究之研究問題，是以挖泥船過去數十年來在台灣中西部海域浚填作業時，所遭遇到的各種原因導致停船影響工期，來做探討及如何因應。. 1.3 研究目的基於上述事實說明挖泥工程存在之重要，及未來西部濱海尚待施工填海造地工程專案，有中油第八輕油裂解廠、民營大煉鋼廠、發電廠等均需大面積造地，每個專案動輒. 1.

(12) 1-2 千公頃以上用地，國內填海造地工程市場可期，因此如何在工程預算內如期、如質完工達成目標，成為一海事工程業者嚴峻之考驗。由於目前國內海事挖泥工程有逐漸加溫現象，及挖泥船經汰舊、轉售國外等船機數量劇減，在工程量多、施工機具少之情況下，業者承攬海事挖泥新工程時，其所承受工程無法如期完工之風險程度相當高。因此本研究主要目的如下： 1.本研究海事工程挖泥船學術方面資料少，因此藉本研究來了解海事工程挖泥船團等各種船機種類、浚挖施工方法、作業前之相關前置作業及船機就位後等相關作業資料。 2.藉由文獻回顧及過去挖泥工程施工實例，來探討及確認海事工程挖泥船浚填作業影響工期之因素。 3.藉由海事工程實例探討分析，併同專家訪談後，彙整出影響工期之因應策略，以作為爾後專案工程施工時，能正確的估算出挖泥可工作日期及排除各種可能延誤工程施工等因素，使工期能順利完工。. 1.4 研究方法及步驟本研究所採行之研究方法及步驟如下： 1.蒐集國內外有關挖泥工程相關期刊、海事工程研討會論文、博碩士論文著作、研究報告。 2.蒐集國內中西部海域水文資料、論文、期刊等並做整理以分析海象對挖泥作業之影響。 3.蒐集參考作業船輪機日誌與挖泥日誌，對過去所發生之各種停船原因作統計分析，並以工程實例來作探討及作驗證，以作為後續工程施工參考之依據。 4.以專家訪談（以實際從事海事工程者 20 年以上之資歷）方式，對其影響挖泥工期因素及因應策略等研究作參考比較研究。 5.綜合分析結果產生結論。. 2.

(13) 本研究之研究步驟流程圖如圖 1.1 所示：. 研究主題訂定. 確立研究動機與目的. 確立研究之方法. 蒐集相關資料及文獻. 海事工程專家之訪談. 相關之工程實案探討. 資料歸納整理與分析. 結論. 圖 1.1 研究步驟流程圖. 1.5 論文架構本論文內容主要分為六個章節說明如下： 1.第一章緒論：確定論文研究動機與目的，與本論文要研究之問題，以文獻回顧、專家訪談及實例分析方法來探討。 2.第二章文獻回顧：說明本論文之一般工程及海事工程等相關文獻回顧，並將文獻回顧各因素彙整成表，及說明本研究過去研究不足之處。 3.第三章海事工程之介紹：說明海事工程挖泥船發展過程，介紹各類挖泥船機及附屬設施和附屬配合作業船，以供本研究主題施工船機最基本之認識。 4.第四章挖泥船浚填施工作業：說明挖泥船機在浚填作業前之各種前置作業及挖區就位後之工作事項，一連串的準備. 3.

(14) 流程及應用，以供爾後施工參考之依據。 5.第五章挖泥作業影響工期因素及因應策略：依過去在台灣中西部海域不同挖區挖泥施工實例，來探討主要影響工期之因素，藉專家訪談後研擬因應策略，並以實例分析來求證。 6.結論：提出本研究之結論與貢獻度，並探討後續進ㄧ步之研究方向。. 4.

(15) 第二章文獻回顧 2.1 營建施工遲延原因相關文獻營建施工過程中，由於時間長，參予團體多，複雜度高，加上外在因素影響，造成遲延的風險相對變高。營造業遲延之產業特性詳述如下（鄭明龍 2003）： 1.時間長ㄧ般營建工期短則數月，長則數年，期間有諸多因素可能造成施工遲延，較諸其他短工期專案更不易評估其風險，施工當中可能因為物價漲昇或政策改變，造成未完工就失去預估利潤，更不用說匯率、安全事故或其他變動更快的風險。 2.參予團體多：工程施工需有各項資源投入，各個協力廠商、供料商、業主單位、政府單位、居民百姓等，任一個團體應該配合之時程遲延；例如：合約專用混凝土供應商的環保出問題遭鄰近居民抗議而停工，轉由備用廠供料，就可能影響進度造成遲延；另外，施工過程中，除監造單位外，勞工安全單位、環保單位、品管稽核單位、甚至鄰近居民都有可能造成部分施工中斷，遲延完工日期。 3.複雜度高：營造業並非生產線作業，大部分的作業都必須將資源運送到現場就地配合，很多的過程是不可復原的，而且多數步驟都有很多的先行作業，任何一個先行作業，都有機會遲延到整個工程；例如：橋墩帽樑混凝土施工，其現場先行作業就有：剪力、支承墊、止震塊、排水孔、檢修凹槽、工作車錨定鋼鍵等預埋件、預留孔，都必須在混凝土澆鑄前完成並經檢驗，因為混凝土澆鑄是不可復原之步驟，也因此任ㄧ個先行工作之圖說、材料、施工方法、設備及位置出問題，就可能形成整個工作的嚴重遲延，這些複雜的配合工作，具有不重複性，無法像生產線ㄧ樣，試車成功便可大量生產。 4.外在因素營建工程絕大部分屬於戶外交貨地點現場施工，易受當地自然或人為因素影響；例如：臨近海邊的深開挖就很有可能因為潮汐造成感潮現象，使得開挖工作加倍困難，加上氣候的多變化將使工作的進度更難掌握；又例如遭遇到隱藏的地下不利條件，也不能遷地為良，或攜回處裡，必須依現場狀況就地解決。施工中常見的遲延原因可歸列如下： 1.在業主方面有：（1）遲延交付工地及通路（2）設計變更（3）設計錯誤. 5.

(16) （4）設計資源過遲頒給（5）審核逾時（6）增減工作數量等 2.在承商方面有：（1）開工太遲（2）資源配當不良（3）管理不善（4）工人素質低落（5）打除重做（6）應負部分的設計不良（7）改變工法或順序（8）財務困難（9）供應商或協力廠商之遲延（10）針對承包商之罷工（11）損鄰事件等 3.不可抗拒因素：（1）天候惡劣（2）非預期地下條件（3）第三者的界面阻礙（4）戰爭（5）罷工（6）法令修改（7）放射性物質污染等ㄧ般營建工程施工中，造成工程進度落後的原因有（劉賢淋 1996 ）： 1.業主方面：（1）財務不健全（2）不能確定需求（3）不能及時供應機具材料（4）提供資料與機具不符（5）決策延誤時效（6）協調連絡不良 2.人員方面：（1）技能不足、經驗不夠（2）缺乏品管觀念. 6.

(17) （3）對機具、工法操作不熟（4）技術人員數量不足（5）作業效率低落 3.工法方面（1）操作不正確、操作程序複雜、作業有安全顧慮（2）受現場環境限制（3）無法滿足設計要求、效率太低（4）操作成本過高（5）與現行法規抵觸（6）未標準化 4.機具方面：（1）性能不符合需求（2）採購費時（3）故障率高、維修費時（4）操作困難、操作安全有顧慮、操作成本高（5）數量不足 5.材料方面：（1）規格不符、品質不符（2）採購前置作業時間太長（3）進料延誤、檢驗延誤。（4）材料選擇錯誤、操作中損害率高、操作程序複雜 6.其他方面：（1）設計錯誤（2）天候影響（3）工期之擬定不合理（4）意外事故（5）規範限制過嚴工程逾期依其發生原因可分為四類（王伯儉 1996），各類逾期說明如下： 1.可歸責於業主由於業主原因引起遲延的情況，大都因業主未盡協力業務，或業主代表工程師遲延之情形，如未按時間向承包商提供施工現場或施工道路、干涉施工進展、業主提出工程變更或額外工程、審核之時間拖延過久等，對承包商而言，此種遲延稱為可體諒且可補償之遲延。 2.不可歸責於雙方. 7.

(18) 此種遲延稱為不可抗力因素或可體諒之遲延，如洪水、颱風、地震、或因非承包商故意或過失所引起之勞工糾紛、罷工等。 3.可歸責於承包商此種為承包商本身的財務困難導致工程無法順利進行、承包商施工組織不良、工效不高、設備材料供應不足，或承包商本身錯誤造成之遲延。 4.共同遲延遲延是由兩種以上原因同時發生而引起的，亦即同時遲延。共同遲延所造成之逾期，承包商是否可獲得工期或費用補償，需視遲延因素發生的時間先後而定。工程施作過程中，造成遲延的原因有很多（顧美春 2003），例如： 1.承攬人之設計、施工、管理等之疏失 2.定作人之違約、遲發開工通知、變更設計等 3.地震、颱風等不可抗力之停工 4.不可預見之事變 5.法令、政策變更（如核四停工案） 6.關連介面廠商之影響等等結果導致承包商未能在所約定期限內如期完工，於此許多之遲延原因，依歸責事由可區分為以下四類：（1）可歸責於承包商，不可歸責於業主：此種情形大部分因承包商財務困難，施工能力不足，或者因其協商遲延或施工錯誤或人為災害所致，此種工程遲延，又稱不可原諒遲延。（2）可歸責於業主，不可歸責於承包商：此種情形大部分因業主未盡契約之協力行為，如用地取得延誤，契約執行中變更設計，業主審核施工計畫或圖說時間過長等，此種工程遲延，係稱為可原諒的遲延。（3）可歸責於雙方：此種情形之工期遲延，業主及承包商均有過失，且均應負責，ㄧ般稱為同時遲延，如業主未取得用地之遲延，而承包商亦無法依原時程進場施工之情形。（4）不可歸責於雙方：常見者屬不可抗力之情形，ㄧ般工程所指不可抗力如： A.地震、颱風等天然災害 B.異常氣候，如持續降雨不斷 C.戰爭、恐怖活動等，造成國際情勢發生重大變化 D.法令或政策變更 E.政府機關依法或依行政命令之徵收、拆毀、或禁運等命令此外，凡是有經驗之承包商在訂約時，無法預料及採預防措施，無法加以抵抗、排除者，均屬此種遲延，以承包商立場而言，係屬可原諒之遲延。. 8.

(19) ㄧ般工期遲延原因，依發生影響事由之情況，可歸責性可分為下述三種類型（陳英本 2005）： 1.不可歸責於雙方之事由：（1）天災：如颱風、地震、海嘯、豪雨、濃霧、下雪、水災、火災等不可抗力因素（2）地質異常情況（3）法令變更、政策變更（4）民眾抗爭（5）其他第三者因素 2.可歸責業主之事由：（1）契約規範錯誤（2）業主遲延交地（3）民眾抗爭（4）業主檢驗遲延（5）工程變更（6）契約漏項（7）數量錯誤（8）審圖遲延（9）業主驗收遲延 3.可歸責於雙方之事由：工程遲延發生於同ㄧ工作時段不同作業項目，為各歸責於單一方者，稱共同遲延。營建工程的風險隨著工程的進行，可分為開工前、施工中及完工使用等三個階段，各類型項目的風險均有不同性質，分別摘列如下（劉福標 1999）： 1.開工前期間（1）計劃階段：業主風險 A.專業顧問的選擇 B.工址的選擇 C.地質的測量 D.測量與查勘 E.財務計畫 F.其他（政治因素、經濟因素、戰爭行為）（2）設計階段：建築師或顧問風險 A.設計錯誤 B.施工規範遺漏或遺失 C.施工計畫不當（採用不適當的施工方式）. 9.

(20) D.承包商、材料供應商的選擇 2.施工期間：營造廠商風險（1）與施工處所環境因素 A.自然環境：雨量、洪水、風速、颱風、山崩、地震、地下水、地形、地質等 B.政治環境、風俗習慣、公共設施以及其他相關配合性工程（2）工程技術 A.工期的延誤 B.新工法的使用 C.工程實務經驗 D.倒塌 E.材料瑕疵 F.動力設備或施工機具故障 G.土地下陷 H.地震（3）人為因素 A.疏忽 B.欺騙或不忠實行為 C.施工計畫錯誤 E.工地管理不當 F.碰撞 G.火災 H.竊盜 I.人為惡意行為 J.罷工、暴動、民眾騷擾 3.使用期間：但歸責於承攬人、設計者或顧問者，負連帶責任。（1）安全性（2）耐用性（3）火災及各項災害防制（4）保養維護. 2.2 海事工程工期影響相關文獻ㄧ般海事工程相關研究文獻如下： 1.影響海事施工的因素海事施工項目大致可分陸地施工與海上施工兩部份（湯麟武 1996）. 10.

(21) （1）陸地施工：包含了採砂場開闊、工程用地整地、施工道路、通棧與堆貨場、道路與排水系統、給水設施…等。（2）海上施工：包含了工作船渠興建工程、沉箱渠工程、浚填覆蓋工程、挖泥工程、防砂堤工程、基樁施工工程…等。施工與陸地施工主要差異在於施工機具之不同，海上施工所使均屬大型機具，且並無穩定的基礎可供架設，機具多安置於船舶上，由於船舶傾斜、伏仰的運動直接影響施工機具操作的穩定度，是造成海上施工作業困難的主要原因。此點可由兩個方面加以說明： A.船舶耐海性：在海上施工時，有大小不同的施工船舶，每一艘船舶對於海況條件的承受度不同，因此船泊本身是否耐得住海況，是施工與否重要因素。 B.施工精度考量：另ㄧ方面，即便是船泊能承受風浪的侵襲，但不可避免地必定搖晃不穩定，只要船舶受影響，對於施工精度就會受到影響。工程專案中，工期的控制是施工中最重要考慮因素，其中以受天候影響之可工作日最難以精準估算，海事工程較陸地工程要承擔更多天候影響的不確定風險，因此在施工工期的估算更需有明確的施工天數，估算方法相對於陸上施工，主要差異在海事工程的不確定因素，包含了波高大小、風速大小、海流大小、降水多寡、結冰期等，而陸地施工僅受降水多寡此因素之影響（朱宗蔚 1990）。在天候對工期影響的層面，分直接影響與間接影響兩方面考量（郭斯傑 1998）：（1）直接影響：直接影響指的是直接造成生產力降低的現象，而影響力則持續到天候因素結束後停止。（2）間接影響：間接影響指的是天候因素停止後，許多作業生產仍然無法完全回復正常，其影響力甚至可以持續至數天，造成這種現象的原因主要有： A.天候因素的影響造成人員或機具移位施作不便 B.天候因素造成的積水、潮濕使得作業項目無法施作 C.進行中的作業或材料受損使得作業無法進行海事工程在施工前需先勘查及調查工地資料（汪爕之 1990）：（1）氣象條件：每年 12 月初至次年 2 月底為季風季節，風象為東北風，風力為 4-8 級之間，此季亦為雨季，但雨量不大；每年 7-9 月為颱風季節，平均每月有兩次颱風警報，颱風來臨時，風力在 8-16 級之間，並挾帶豪雨，颱風來臨如過境時，其延時平均為三日，如於鄰近掠過時，其延時平均為一日。（2）海象條件：季風季節海上浪高多在 2m-4m 之間，海上無法作業；颱風來臨時，浪高多在 4m-12m 左右，如屬過境，連同防颱及復原時間，約需 5 天不能海上作業，. 11.

(22) 3 天不能陸上作業；如屬鄰近略過時，海上約 3 天不能作業，陸上 2 天不能作業。（3）工作天估算：颱風季節即 7-9 月，每月工作天海上約為 18-22 天，視工作項目而定，陸上最多為 24 天；在季風季節及 12-2 月，海上不作業即為全停狀態，陸上最多 24 天作業。（4）地質條件：海底小部份為珊瑚礁岩石，其餘部分為沙質泥土。（5）當地環境及交通狀況：當地居民稀少，由於港灣工程所造成之環境汙染與噪音甚小，可以接受。 2.海事工程挖泥船實際施工影響因素：經與長年從事海事工程從業人員訪談、船體保險出險記錄、作業日報表、輪機日誌總結歸納出下列挖泥船作業之五種影響工程因子（溫蔚元 2004）（1）惡劣海象：挖泥船在外海浚填作業，必須面臨颱風及東北季風等引起之海象變化之風險，管理者要有豐富的海上經驗外，更要有正確的判斷決策能力，才不會引起人員船機傷亡損壞，在台灣中西部海域每年的颱風季節及每年十月至隔年四月為強烈東北季風期，風速達五級，浪高亦達 2 公尺以上，此種海象已不適宜海上作業。（2）挖泥船機故障：船體內各式機械、油壓、電機、自動控制及管路複雜，在超時限 24 小時作業下，導致船機故障及停船，造成工程延宕損失。（3）填區沙土的飄失與沉陷耗損：海底地質複雜，挖區若含大量軟泥土質，不能迅速沉澱亦隨沉澱池回水溢流口隨海水流出，造成填方效率低落，延宕填方時程，造成損失，而沉陷耗損係為自然壓密耗損，在挖泥船成本未變動的情形下，挖泥船填方與測量後實方之間差異損失。（4）排泥管設備破損：排泥管最遠由挖泥船至排泥口綿延 5-6 公里，其中只要ㄧ處破損即能造成損害，此種損害造成排泥效率降低，而使工程延宕，及造成賠償問題，若破損處為海底沉設管，則須停船將其打撈浮起後修補，尤其打撈曠日費時，難度高且具危險性。（5）其他：挖泥船絞刀與離心式吸泥泵在作業時，如為海底異物吸附，會造成挖泥效率降低，須停船清除，延宕工程。. 2.3 相關文獻之工期影響因素彙整在營建工程施工中，影響工期或工程延誤之原因很多，由上述營建工程工期遲延原因之 6 個相關文獻，及海事工程工期影響之 5 個相關文獻探討研究，可知兩種工程雖部分性質相異，但影響工期因素大部分雷同，因此綜合上述兩種不同工程之影響工期相關文獻，並彙整如表 2-1 所示，以利本研究後續之分析探討。. 12.

(23) 表 2-1 工程施工期間工期影響因素彙整表項目. 影響因素. 說明. 1.技能不足、經驗施工欠缺經驗，工程進行遲緩，且易造成施工缺失。不夠 2.缺乏品管觀念人員方面. 施工時未做好品管控制，導致工項缺失，修正改善甚至拆除重作，影響工程進度。. 3.技術人員數量不人員數量不足，無法照正常作業施工，致工程延後完工。足 4.作業效率低落. 作業消極，敷衍了事，無法配合各項施工作業。. 5.對機具、工法操機具操作不熟，常造成機具損壞，停工待修，工程無法作不熟進行。 1.性能不符合需求機具選用不當，無法發揮其功能，作業效率不如預期。 2.故障率高. 精密機具損壞率高，經常停工待料、待修，工程停擺。. 3.操作困難、操作機具不容易操作，工程無法順利進行，容易受傷造成工安全有顧慮安事件，無人操作且停工待查。. 機具方面. 4.數量不足. 機具數量不足，無法消化既定之工作量及配合工程之進行。. 5.採購費時. 機具採購程序繁雜，從申請到交付期間無法掌控，以致影響工程的進行。. 6.排泥管設備破損老舊或不堪用排泥管線，銹蝕、破洞或爆管，停機檢修或更換，導致施工船機停擺。 7.船舶耐海性. 大小不同船舶對海況的承受度不同，船舶本身是否耐得住海況，是施工與否重要因素。. 8.海上施工精度. 耐得住海浪，但船身晃動必定會影響到施工精度，致海上施工困難。. 1.規格不符、品質規格不符、品質不佳之材料，不但使用期間壽命縮短，不符且易造成機具不當之損壞，停工檢修影響工期。材料方面. 自然環境. 2.進料延誤、檢驗施工材料延誤進場及延誤檢驗時機，致待料施工，後續延誤施工項目無法進行。 3.採購時間太長. 採購程序繁雜，時間冗長，無法符合材料即買即用之彈性原則，導致損壞機具待料檢修，影響工程進度。. 1.颱風. 每年 5 月至 10 月颱風來襲，防颱期間影響工程無法進行，且工地及機具易遭致毀損，影響後續工程進行。. 2.季風. 每年 10 月至 4 月東北季風期間外海浪大，海上作業無法進行，陸上填區砂土長期隨風飄失，間接影響工程之進度。. 13.

(24) 項目. 自然環境. 影響因素. 說明. 3.海浪. 海浪波高影響施工船機的抗浪性及施工精度，致海上工程作業困難，影響工程進度。. 4.雨水. 雨水造成人員或機具移位施作不便、積水造成潮濕使作業項目無法進行，進行中的作業或材料受損使得作業無法進行。惟海上施工因在水中作業，比較不受影響。. 5.火災. 施工中機具爆炸起火，造成人員傷亡，影響工程進行。. 6.地質. 堅硬地質及高硬度黏土常造成機具磨損、故障、清除，為隧道及海事等工程最常遭遇到之問題。. 7.地震. 地震引起山坡地崩塌或結構物倒塌，導致工地毀損或人員傷亡，使工程受阻，惟海事工程不受影響。. 8.地下水. 地下湧水導致工地積水造成潮濕，使作業項目或材料受損使得作業無法進行，惟海事工程不受影響。. 1.受現場環境限制受現場地形及作業環境限制，導致工作無法展開致效率不佳，影響工程進度。工法. 2.無法滿足設計要工法選用不當，未符合設計原意，致工作效率降低，嚴求、效率太低重影響工程進度。 3.操作成本過高. 工法使用導致操作成本過高，影響承包商財務結構，致工程無法進行。. 4.改變工法或順序工法和順序改變，人員、機具、材料等檢討及調度，影響工程施工進度。 1.設計錯誤、變更工程設計錯誤，業主指示變更設計，導致停工待命，工設計程無法進行。. 其他. 2.意外事故. 作業時發生工安意外事故，造成工地人員傷亡，停工待檢察單位調查。. 3.環保事件抗爭. 工地環境汙染，當地人士藉環保之名，阻擾工程進行及請求補償。. 4.損鄰事件. 工程施工時毀損周邊結構物，要求工程停工改善。. 5.清除障礙物. 海事工程施工時，水下有大石塊等障礙物，卡在絞刀頭上或泵浦殼內，影響作業效率，須停機清除。. 6.開工太遲. 廠商開工太遲，壓縮工程施工時間，致工程品質低落，影響後續施工，導致工程期限延誤。. 7.戰爭. 施工期間發生戰爭，影響工程施工，甚至工程停擺。. 8.罷工. 施工時有罷工行為，致工程停擺，影響到後續施工。. 9.財務困難. 承包商財務困難，人員、機具及材料難以調度，致工程無法推展。. 14.

(25) 項目. 影響因素. 說明. 10.拆除重作. 施工品質不佳或未照圖施工，甲方要求拆除重作及罰款，影響工程進度。. 11.供應商或協力材料商供料遲延及供應廠商進場施工遲延，工項無法配廠商之遲延合進行及後續工程無法施作。. 其他. 12.法令修改. 法令修改或改變工法等部分作變更設計，須停工待命影響工程進行。. 13.審核逾時. 施工計畫等計畫及材料檢驗逾時，影響正常作業之進行。. 14.竊盜. 工地進場材料或施工機具被偷竊，致後續工程無法施工。. 15.地質的測量或業主提供之地質鑽探資料不正確，至選用機具不符現況工區測量錯誤使用，工區測量錯誤，浪費施工人力、物力且要恢復原狀，嚴重影響到工程進行。. 2.4 小結由上述相關文獻可知，影響工期因素繁多，在施工前、中、後期間，業主、顧問公司及施工廠商等部分，任何一項皆可影響到工程進度，惟本研究是以挖泥作業期間之影響工期為主題，並藉由施工中之營建工程及海事相關工程文獻作彙整（如表 2.1 所示），以確認所有不確定因素是否均在其內，而使本研究更具寬廣。過去海事工程文獻，僅敘述一些影響工程風險之因素、船機介紹及使用之工法，鮮少有實例作深入的探討，尤其在挖泥工程方面實在乏善可陳，所以藉本研究來了解，以挖泥船過去數十年來在台灣中西部海域浚填作業時，所遭遇到的各種原因導致停船之實例來作探討及求如何因應，為本研究之研究問題。. 15.

(26) 第三章. 海事工程之介紹. 海上浚渫及港灣工程均為海事工程ㄧ部份，舉凡航道之開闢、加深與擴寬，碼頭、防波堤等港灣構造物之海床基礎浚挖，及濱海工業區之抽砂造地等，均有賴各種施工船機之參與，所以要了解海事工程挖泥作業，應先知道海上施工的各種形式挖泥船、附屬配合作業船及挖泥工程主要附屬設施及各種挖泥作業方式，方能對海事工程有進ㄧ步的認識。. 3.1 挖泥之定義浚渫為水域執行水下土石方開挖之行為，或曰疏浚，俗稱挖泥。其機具設備除具水下開挖土石方之能力外，亦需兼具船舶之浮體功能，是項裝配水中開挖機械之船舶，俗稱挖泥船，需使用挖泥船作業之工程，稱為挖泥工程或浚渫工程（黃申伯等 1992）。挖泥工程依施工順序可分三個步驟： 1.浚挖：係以挖泥船自水底挖除，被開挖物質通常多為泥砂（如圖 3-1 所示）。 2.輸送：係將被開挖物質運送到目的地，其方式概分三類：（1）使用排泥管或輸送帶等（如圖 3-2 所示）。（2）利用挖泥船本身之船艙等（如圖 3-3 所示）。（3）利用受泥船（如圖 3-4 所示）或拋石船（如圖 3-5 所示）等。 3.排放：將被開挖物質依設計用途以適當型態之執行，如造地（如圖 3-6 所示）、養灘、碼頭與沉箱回填、堤心填充、道路路基與壩心填築、外海拋棄等。. 圖 3-1 挖泥船在水底下浚挖泥砂情形（資料來源：IHC HOLLAND）. 16.

(27) 圖 3-2 挖泥船利用排泥管線輸送泥沙情形（資料來源：IHC HOLLAND）. 圖 3-3 利用挖泥船本身之船艙輸送泥沙情形（資料來源：IHC HOLLAND）. 17.

(28) 圖 3-4 利用受泥船輸送泥沙情形. 圖 3-5 利用拋石船輸送砂石情形（資料來源：汪爕之 1987）. 圖 3-6 挖泥船將水底下砂石排放至塡區造地情形. 挖泥工程具多元化之用途，上述三項過程以達設計之目標，其主要功能可歸納下列四項（黃申伯等 1992）。（1）浚深：如開闢新港、港口航道與船席維護加深、放流管涵之基槽浚挖、水庫疏浚、河道浚深、沙灘沉箱下水、改變海床深度等。（2）填築：如造新生地、防波堤或沉箱與道路之基礎、沉箱回填砂、人工海灘、護岸養灘等。（3）換料：係挖除不良基礎之土質而改填良好者，如橋樑墩基、碼頭基礎、造地區之淤泥等。（4）採礦：如碎石與沙、錳土、金沙、錫礦、煤礦等。. 18.

(29) 3.2 海事工程挖泥船發展過程依記載，世上第一艘挖泥船乃數千年前西歐之湯匙與皮袋挖泥船，係小木舟之樞軸安裝多支長竿，其外緣以籃子、袋子或其他容器，以挖泥沙，亦即日後鏟斗式挖泥船之鼻祖。西元 1435 年荷蘭米得堡鎮造出名為水上耙船之挖泥船船艉設犁耙，水面上藉風力吹動風帆，水下則利用潮水衝擊兩邊側冀而移動船身。此型船於荷蘭某些地區直用至 1800 年。約至西元 1600 年，阿姆斯特丹之「泥車」為蒸汽機發明前最進步之挖泥機，藉轉動木輪、鏈條傳遞帶動循環挖泥之斗桶，將砂土卸於旁邊之受泥船，初以人力踩動木輪，自 1640 年後及改以馬匹驅動，於 1778-1793 年間，船上使用五匹馬，兩匹馬作業，三匹休息，挖深 10～15 英呎泥砂，可達 400 頓/天，為現代機械式挖船之前身。第一艘水利原理之離心式泵浦挖泥船於西元 1864 年由法國流體力學家 M.Bazin 建造，泵浦直徑約 24 吋，轉速約 350rpm，原設計葉輪四片，某次斷兩片而效率更佳，雙葉泵浦遂開始使用。工業革命後，引擎取代馬匹，鋼鐵替換木材，科技文明一日千里，挖泥船亦隨工業之升級而蛻變，時至今日，挖泥船已可針對各種不同之施工目標與環境，而有各型類別之船機設計，而各類型之船機設計依其作業方式，可區分為兩大類：第一類是機械式挖泥船：係利用機械能直接挖取水中之土石方，如抓斗式挖泥船、鏈斗式挖泥船、鏟斗式挖泥船及背儲式挖泥船；第二類是水力式挖泥船：乃利用流體力學之真空吸力原理，間接將物質吸送至目的地（或泥艙內），如絞刀吸管式挖泥船及自航吸管式挖泥船（黃申伯等 1992）。. 3.3 國內海事工程挖泥船發展過程台灣自身之挖泥最早應係河床之抽砂，標準浚渫之開始或源自光復後高雄港航道之浚深。新型之挖泥船，係歐美日等先進國家於二次世界大戰後因應建港浚挖，外海造地等需求而研發建造。台灣於 1965 年因基隆河之整治方始引進，乃開創我國浚渫之新紀元，再經各港擴挖整治，安平港與十大建設建港之需求，而使浚渫技術更深入，各型挖泥船亦隨之增多（黃申伯等 1992）。過去榮工處（榮民工程公司前身）為國內最具規模的海事工程組織，各式船機達百. 19.

(30) 艘之多，榮工處第一艘挖泥船，為 RSEA NO.1，建造於民國 53 年，這是一艘由榮工處自行設計，建造裝配的自造挖泥船，排泥管徑是十英吋，在高雄前鎮漁港大武及林口等地區，均曾擔任過挖泥工作，有著不可磨滅的汗馬功勞。這一挖泥船雖其貌不揚，但它開創了榮工處的浚渫之河。榮工處最大一艘挖泥船為榮工公司所購 1982 年份大隆號絞刀吸泥式挖泥船（如圖 3-7 所示），為荷蘭 IHC 造船廠製造，船型為 BEAVER10000 型，規格為（長）84.98M×（寬） 15.03M×（深）4.25M，總馬力為 11,000 馬力，浚深 25M，掃寬為 70M，排拒達 6KM（超出可加壓輸送）為一艘非自航半自動化絞刀式挖泥船，其工作實績更集中、南部海域港口，亦曾遠赴泰國工區作疏浚工程，在此之前榮工處向荷蘭、日本購至多艘大小不等挖泥船如大興、大華、大漢、大夏、大禹、大舜等多艘挖泥船（如圖 3-8～3-13 所示）。除榮民工程公司外，過去在民營海事工程公司組織擁有大型挖泥船如台灣打撈公司國造「台浚二、三號絞刀吸泥式挖泥船」及台塑六輕工程東怡營造公司向荷蘭 IHC 船廠購置二艘「彩虹」及「旭日」號沖吸式抽砂船，台灣港灣公司國造「浚渫三號」，另有原屬台中港務局德造「中港號」自航式吸泥船。. 圖 3-7 榮工處大隆號挖泥船實體圖. 圖 3-8 榮工處大興號挖泥船實體圖. 20.

(31) 圖 3-9 榮工處大華號挖泥船實體圖. 圖 3-10 榮工處大漢號挖泥船實體圖. 圖 3-11 榮工處大夏號挖泥船實體圖. 21.

(32) 圖 3-12 榮工處大禹號挖泥船實體圖. 圖 3-13 榮工處大舜號挖泥船實體圖. 3.4 挖泥船型式及性能海事浚挖工程作業，對挖泥船之採用，因所浚挖土壤性質之不同，工作數量大小之不同，實際工作環境之懸殊與資金籌集之難易，及浚挖作業方式之不同，而採用不同形式、不同性能、不同工作能量之船舶以作為浚挖之工具。. 一般挖泥船依其作業方式，可區分為三大類（侯和雄 1994）： 1.機械式用機械之方法（通常為各種挖掘斗）從底部挖泥裝斗並提出水面，然後開斗卸於駁船或船上泥艙，故又稱為斗式。此類挖泥船有鏈斗式、抓斗式、鏟斗式及背儲式等。. 22.

(33) 2.水力式使用機械方法或沖水法使水下土被切割破碎、沖散，而從底部將水下土提出水面，則藉助於挖泥泵浦及排泥管採用水力吸引之方法，並排卸於泥艙或遠處，故又稱為吸式，此類挖泥船有抽吸式及絞刀抽吸式等。 3.氣力式此法係以壓縮空氣之能量使水底泥砂進入管道並排出。依據上述分類，可將挖泥船作業方式簡單分類，如圖 3-14 所示。. 機械式－. 鏟斗式挖泥船掏挖式挖泥船抓斗式挖泥船鏈斗室挖泥船自航抽吸式挖泥船. 挖泥船－水利式－絞刀抽吸式挖泥船氣力式－. 氣動泵浦挖泥船. 圖 3-14 挖泥船作業方式分類（資料來源：侯和雄 1994）. 1.機械式挖泥船：（1）抓斗式挖泥船 A.作業方式（黃申伯等 1992）：抓斗式挖泥船之基本形式如圖 3-15～3-16 所示，為機械式挖泥船中最普遍且種類較多者，作業係使用船上起重機，藉由鋼索或鐵鍊控制懸掛於吊臂下端抓斗之開、合、昇、降等動作。抓泥時先將抓斗張開，鬆吊索藉斗重力加速，使斗齒插入海床，次將抓斗閉合（裝滿泥砂）吊起，移至泥艙上空，再鬆鋼索使抓斗張開而御泥砂於泥艙，空斗再移回浚挖下降位置，即完成一斗之循環作業，俟泥艙裝滿後，再御裝他側受泥船並執行拋泥。 B.性能（凌士彥 1971）：抓斗式挖泥船之優點為：機械構造簡單，易於操作，購買費用低廉，不拘水位高低深淺，能在狹窄水域工作，以用於碼頭邊挖泥，或碼頭等基礎挖泥為. 23.

(34) 較宜，而不適合於大量挖泥之用，而且不適用於有海浪之處工作。其缺點為：所浚挖之水底面，不易平坦，且僅能對付泥土地質，效能不高，浚挖量不大。. 圖 3-15. 抓斗式挖泥船基本形式圖（資料來源：汪爕之 1999）. 圖 3-16 抓斗船作業狀況實體圖. （2）鏈斗式挖泥船 A.作業方式（黃申伯等 1992）：鏈斗式挖泥船之構造如圖 3-17～3-18 所示，又稱梯式挖泥船，船上以梯形之牆固支架，自船頂斜撐伸到水底，支架上環繞鍊條與鋼齒鐵斗（40-70 個）而成斗鏈，斗內即自水底泥砂，沿梯面上昇，繞過頂端轆軸，斗身翻轉，泥砂即傾入斜槽而流入受泥船之泥艙，泥艙裝滿後則由拖船拖帶拋泥。 B.性能（凌士彥 1971）：鏈斗式挖泥船係連續動作，工作能量及效率大於抓斗式挖泥船，故挖泥之. 24.

(35) 單價低，適用於大量浚挖工程，尤其適合挖掘整齊之斷面，且此種挖泥船之適航性甚高，能在較大波浪中出港入海拋泥，而為泥駁拖運所不能辦到者，此為其優點，但建造費較高，修理維持費亦大，當為財力所難接受。. 圖 3-17 鏈斗式挖泥船基本形式圖（資料來源：汪爕之 1999）. 圖 3-18 鏈斗式挖泥船示意圖（資料來源：IHC HOLLAND）. 25.

(36) （3）鏟斗式挖泥船 A.作業方式（黃申伯等 1992）：鏟斗式挖泥船之構造如圖 3-19 所示，係於船體前方加裝長柄汽鏟，可在水底向前鏟起泥砂、礫石或鬆岩等，舉出水面後再移至受泥船上方，將鏟之背面開啟，挖掘勿即御入受泥船內，船身之固定與前進，均藉前二後一之三支棒錨。 B.性能（凌士彥 1971）：鏟式挖泥船之優點在於結構堅固，鏟挖力量強大，能克服吸式、抓斗或鍊斗式挖泥船所不能對付之堅硬地質。其缺點為工作較慢，挖掘量較低，挖方單價較大。其浚挖能量，自然亦視地質程度，馬力與鏟斗容量大小，以及水下深度與船舶新舊而定。. 圖 3-19 鏟斗式挖泥船基本型式圖（資料來源：汪爕之 1999）（4）背鋤式挖泥船 A.作業方式（黃申伯等 1992）：背鋤式挖泥船之構造如圖 3-20～3-21 所示，又稱怪手式挖泥船，乃平台船上裝置挖溝機，以直接挖取水下之泥砂，為增加船體之穩定，裝設三隻以上之棒錨，以棒錨支撐支持船重以抵消波浪起伏之侵襲與挖泥之反作用力。臂鋤式挖泥船雖為挖泥船之一種，但通常少見於工程市場，如挖泥量不大而又無其他挖泥船可資應用時，即可依此原則將陸上長臂挖溝機裝置於平台船之上應用，用畢再將挖溝機駛抵岸上，另作他用。. 26.

(37) 圖 3-20 背儲式挖泥船構造及其挖泥示意圖（資料來源：汪爕之 1999）. 圖 3-21 背儲式挖泥船實體圖（資料來源：IHC HOLLAND）. 2.水力式挖泥船：水力式挖泥船又名吸管式挖泥船，船上設置強力離心式泵浦，連接吸泥管深達水底，將泥砂連水吸起，或於管口加裝絞刀或泥耙，將較硬土質予以刨削或耙鬆，以並隨水同時吸入。此種將水底固體泥砂與水混成泥漿，藉吸管強大吸力抽起，屬間接浚. 27.

(38) 挖方式之挖泥船，統稱為水力式挖泥船（或吸管式挖泥船）。此類挖泥船又可分為絞刀抽吸式挖泥船及自航抽吸式挖泥船（侯和雄 1994）。（1）絞刀抽吸式挖泥船 A.作業方式（黃申伯等 1992）：絞刀抽吸式挖泥船之基本構型如圖 3-22～3-23 圖所示，又稱定位式挖泥船，俗稱絞刀式挖泥船。絞刀式挖泥船裝置強力離心式泵浦，連接吸管深達水底，將吸管外緣絞刀所切削或攪動之泥砂與水混合吸入，藉泵浦後連接之排泥管直接輸送至遠處指定地域，此乃他型挖泥船未具有之特性。絞刀式挖泥船一般均無自航能力，其船位之固定係靠船艏兩個運轉錨與船航之作業棒錨。運轉錨索經絞刀梯架前之滑輪繞於船之絞盤上，以控制絞刀頭移動之方向。挖泥時放下作業棒錨（主棒錨）為中心，升起行走棒錨（副棒錨），同時拉緊或放鬆左右錨索，船身隨之左右迴轉（可達 40~50rpm）。迴轉一次即將該弧狀地帶之泥砂挖除，再借船艉之棒錨運作，推動船體前進。. 圖 3-22 絞刀抽吸式挖泥船基本構造圖（資料來源：汪爕之 1999）. 28.

(39) 圖 3-23 絞刀抽吸式挖泥船實體圖（資料來源：IHC HOLLAND） B.性能（凌士彥 1971）：絞刀抽吸式挖泥船與其他各式固定挖泥船一樣，不但不能自航，需要拖船拖帶至工作區，且適應海上環境亦差，風浪較大水面工作困難，此為缺點之ㄧ，絞刀抽吸式挖泥船須在水中利用流體工作，高出海面沙灘無法浚挖，此為缺點之二，較硬地質及塊石不能吸收，此為缺點之三，其輸泥管只可鋪設於不通航之水面，若越過海面妨礙航行，此為缺點之四。但抽吸式挖泥船有其優越處，在適宜砂質土壤之浚挖，其工作效能甚大，挖方單價為各式挖泥船中之最低者。且水底土壤又常以泥砂為主要部份，航道泊地大量挖泥工作多採用之。（2）自航吸管式挖泥船 A.作業方式（侯和雄 1994）：自航吸管式挖泥船之形式如圖 3-24～3-25 所示，基本上為一海運自航式船隻，其一側裝置可抽吸泥砂之抽吸管，抽吸管升降端有一吸頭或稱泥耙，即以此吸頭吸取海（河）底之泥砂，抽吸泥砂之動力為抽吸泵裝於船身，連同水份（即泥漿）泵送至船身所設巨大泥艙之內。. 3-24 自航抽吸式挖泥船構造圖（資料來源：汪爕之 1999）. 29.

(40) 圖 3-25 自航抽吸式挖泥船實體圖（資料來源：IHC HOLLAND） B.性能（凌士彥 1971）：自航吸管式挖泥船本身隨時可調整船位，不必長久佔據固定位置，決不致妨礙其他船舶之航行。自帶泥艙吸取之泥沙，隨時可轉儲倉內，不必等待泥駁之來回輸運，及鋪設輸泥管之周折。如此，可解決已開放港口，因挖泥而妨礙航運之問題。況此種挖泥船適航性甚高，在波浪相當大海面，仍可繼續工作，對於長距離之浚挖帶，工作表現之優異，由非他式固定式挖泥船所能及。且其能量大，挖方單價低，兼能遠航拋泥，為他式挖泥所不能及之優點，不過其造價約為同量固定式挖泥船之一倍。以上為挖泥船舶適於之工程性質與使用優缺點，歸納後如表 3-1 所示。. 30.

(41) 表 3-1 工程性質與使用挖泥船舶比較適合之挖泥船地質舶. 附屬支援船地質（沙優點舶土處理方式）. 缺點. 鏟斗式挖泥船堅硬之海底拖船、受泥外海海拋適於大規模之挖泥不適風浪高大地（非自航式）地質船工程區、浚渫能力低鏈斗式挖泥船細砂、黏（非自航式）土、軟岩. 拖船、受泥外海海拋效率低、水底下浚不適潮差過大地船挖斷面整齊區. 抓斗式挖泥船硬土、礫（非自航式）石、黏土. 拖船、受泥外海海拋適宜場地狹窄地挖泥能量小、效船區、不受潮汐高低率不高影響、浚渫深度可隨鋼索及吊桿之長短調整. 吸管式挖泥船細砂（非自航式）. 拖船. 以管線至構造、設備簡單固定排區填新生地. 沖吸式挖泥船砂、土. 拖船. 以管線至適於大規模造地工受排距影響不能固定排區程輸送到遠方填新生地. 不適合港口底面整修、效率較低. 絞刀吸泥式挖砂、黏土、拖船以管線至不受潮差影響及船管線橫阻海上有泥船（自航式或珊瑚礁岩（自航式無固定排區體移動影響，適於礙船隻通行非自航式）需拖船）填新生地大規模造地自航式附泥艙砂、土吸管式挖泥船. 無須拖船. 外海海拋排泥距離無限制. 效率低、不適合大規模造地工程. （資料來源：溫蔚元 2004）. 3.5.附屬配合作業船本類作業船隻均為支援配合性質，但缺少了它海上工作便會受影響，甚至於停頓。 1.推船推船的形式如圖 3-26 所示，一般推船裝置為雙俥高出力之中速引擎，在淺海中可航行，具有良好旋轉性能，主機操作在操縱室內，一人即可控制該船航行，在船艉甲板裝有拖曳設備，可作為拖船使用（莊乾道 1982）。. 31.

(42) 圖 3-26 推船實體圖 2.拖船拖船的形式如圖 3-27 所示，凡不能自行航駛的船隻，即大多數均需拖船來拖曳，拖船的大小有自港內服勤小至數匹馬力大致外海工作之 12,000 匹馬力者。其功用亦廣泛較小馬力之拖船上增加救生設備可做交通船，裝上潛水伕用空氣壓縮機、減壓設備、小絞機時可作為潛水伕工作船之用（莊乾道 1982）。. 圖 3-27 托船實體圖. 32.

(43) 3.受泥船受泥船亦可分為自航式及非自航式兩大類，容泥艙都為分格式，大多為底開門亦間有側開門式（如圖 3-28 所示），啟動裝置有油壓式及鏈條絞盤式之分，泥艙打開後可將整艙泥水棄入海底，因其吃水較淺，容量大，亦可載卵石及消波型塊利用滿潮時可填築潛堤之用，為其他各型泥船無法比擬的（莊乾道 1982）。. 圖 3-28 受泥船實體圖（資料來源：IHC HOLLAND） 4.起錨船起錨即為一種小型起重船（如圖 3-29 所示），在船艏有一固定式吊桿並備有一絞機，其起重能力視海上工作需要而定，一般起吊能力為三十 ~ 四十噸左右。可協助非自航式船佈錨及起錨，亦可佈設海上浮管、海底沉設管等海上設施，若在艉部配上拖鉤可兼作拖船使用，因其小巧靈活，可說是施工船隊必備之船種。. 圖 3-29 起錨船實體圖. 33.

(44) 5.平台船平台船係一隻鋼結構之大浮箱（如圖 3-30 所示），在甲板有繫船柱及艙蓋，甲板上可放置施工所需之各類物料，諸如混凝土型塊各類打樁用之樁料，以及塊石、卵石、木料、鋼筋、土砂等，舉凡海上施工所需之物料皆可搬運，若甲板上載挖土機載以二根棒錨固定平台，船身則可當作一簡單的挖泥船。. 圖 3-30 利用平台船裝運混凝土型塊情形（資料來源：汪爕之 1987） 6.油、水泊油、水泊的形式如圖 3-31 所示，內至艙間專作為燃油、淡水補給，分自航式及非自航式兩種。. 圖 3-31 油、水泊實體圖. 34.

(45) 7.測量船常見浚前及浚後測量，以計算海底方數，普通施工用測量船只要求船身及船速穩定之小船即可適用（如圖 3-32 所示），故常以小型拖船充用，在船中放置一台測深器，在舷架設一支音波發射音管（音鼓）船內置監測接收器，其原理為音波的反射，以數位化的方式顯示在監視器上，這是一般施工常用者，另可附以事務機裝置，列印測量成果。. 圖 3-32 測量船實體圖 8.加壓站如挖泥船至排泥地點距離過長，超過其最大輸送能力，船上主泵浦壓力（動壓力）無法將泥漿送達排泥地點時，必須在距挖泥船最大輸送距離處增設一加壓泵浦以增加泥管內向前輸泥能力，此種能力有效距離一般約為 1 公里，亦即每延長輸泥管 1 公里，即需增設加壓泵浦一座，直至輸泥管到達最終目的地。此種增加輸泥能力之加壓泵浦所在地點，稱之為加壓站。加壓站可區分成兩種，一為陸上加壓站，另一為浮式（水上）加壓站。通常浮式加壓站裝置在水上管之末端，吸管式挖泥船經過適當之改裝即可做此目的之用（如圖 3-33 所示）。大多數之陸上加壓站，由泵浦與裝載底架上之驅動機械裝置所組成，底架常設計成橇式（陳嘉元等 1998）。. 圖 3-33 水上加壓站內之泵浦、管路實體圖. 35.

(46) 3.6 浚挖工程主要附屬設施 1. 絞刀頭（1）絞刀頭種類於浚挖作業中，「挖泥」及「輸送」是有分別的，前者如採絞刀式吸管挖泥船作業，其挖泥即由絞刀頭所產生，而後者則由挖泥泵浦及吸口四周之流水來控制，而將泥漿輸送至排泥管。期間之配合則往往為挖泥工程界研究之重點，因為由絞刀頭絞切之泥土如無法瞬間由泵浦全數吸排，將產生漏失現象，漏失愈多對挖泥之效率即大打折扣。有鑑於此，荷蘭 IHC 公司研究發展各種形式之絞刀頭（如圖 3-34 所示），除適用於不同質地之土壤特性，並解決上述漏失問題（侯和雄 1994）。. 圖 3-34 絞刀頭各種形式圖（資料來源：汪爕之 1999）（2）絞刀頭之選擇「工欲善其事，必先利其器」，絞刀吸管式挖泥船其作業效率若欲發揮極致，端視絞刀頭選擇適宜與否而定，而絞刀頭之選定則須配合挖泥船之特性及挖泥區土質狀況而定（侯和雄 1994）。 A.依挖泥船之特性選用適宜之絞刀頭絞刀頭之驅動馬力，即絞刀頭之轉速可確定絞刀頭之大小尺寸，絞刀頭轉速確定後即可確定其驅動馬力，強而有力之橫向位移絞機配上較小直徑之絞刀頭，將可產生較大之絞切扭力，則有利於硬質之挖泥區（如岩盤區）。當橫向運轉絞機之強度受到限制時，其最大之絞切扭力亦受到限制，簡稱為定絞刀扭力，此類之絞刀式挖泥船將不適用於硬質土壤。亦即在發展絞刀式挖泥船時，應發展較大之切力，橫向絞機能量增大，絞刀頭直徑縮小，可順利成功的完成該項，. 36.

(47) 假若此類型特殊絞刀頭必須使用於鬆質之泥區時，在全負荷下，該絞機將會有某些剩餘馬力，此剩餘馬力會使挖泥船挖泥不致產生阻礙，但在鬆質之泥區挖泥，欲產生高產量應增大絞刀頭之直徑。 B.依挖泥區土壤狀況來選用適宜之絞刀頭在鬆質之挖區時，絞刀頭之性質能力會由絞切成為掘穴（即由絞刀吸式挖泥船成為吸式挖泥船，挖泥船之絞刀頭能力因鬆質之砂地而減弱），故絞刀頭在較低速度時即可獲得適宜之絞切力之狀況下時，應選擇較大直徑之球型及籃型之絞刀頭，以便產生高能量。然絞刀頭直徑大小並非完全沒有限制，應配合吸泥管之吸嘴來使用。在高密度及硬質之黏土區挖泥時，一般而言，應使用小直徑之絞刀頭，若絞刀頭直徑不變時，可使用錐形絞刀頭，如此，在全負荷下雖然產量減少，但浚挖之絞切力增大，其目的即為增加挖泥效果。在此應特別注意者，即於質密之黏土區挖泥時，絞刀頭之構架應盡量張大，以便所挖之大塊泥巴容易通過；反之，假若黏土黏附於絞刀頭上時，其挖泥效果即顯著降低。 2.絞刀齒由於土質之不同，所使用之刀片亦異（如圖 3-35 所示）。一般而言，在黏土區需平面刀片，而於硬質土壤及密度緊密之砂質土壤，則以齒刀代替平面刀片，以增加其絞切力。在極硬土質實施浚挖時，則由平齒型刀片改為尖齒型刀片，使絞切力集中在齒尖上，以增加其挖泥效果（侯和雄 1994）。. 圖 3-35 絞刀齒外型圖（資料來源：ESCO）. 3.7 小結本章介紹各種形式挖泥船及配屬作業船、船機內主要附屬設施等，主要是說明挖區在任何狀況下，如何選用適當的船機，並在確認挖區地質情況下，選用適當的絞刀頭及齒（如表 3-2），在工欲善其事必先利其器之下，期能達到挖泥最大效率。. 37.

(48) 表 3-2 海事工程挖泥浚填作業使用機具彙整表項目. 挖泥船形式. 機具總類. 說明. 抓斗式挖泥船. 機械構造簡單，易於操作，購買費用低廉，不拘水位高低深淺，能在狹窄水域工作，適合水下障礙物之清除，但不適合大量挖泥，且不適用於有海浪之處工作。. 鏈斗式挖泥船. 工作能量及效率大於抓斗式挖泥船，挖泥單價低，適用於大量浚挖工程，抗浪性、適航性高，惟建造費用高，維護費用大。. 鏟斗式挖泥船. 結構堅固，鏟挖力量強大，能克服吸式、抓斗或鍊斗式挖泥船所不能對付之堅硬地質。惟工作較慢，挖掘量較低，挖方單價較大。. 背鋤式挖泥船. 適用於清除水底下障礙物，或挖泥量不大且又無其他挖泥船可用時。. 絞刀式挖泥船. 不能自航，適應海上環境差，浪大時工作困難，高出海面沙灘無法浚挖，較硬地質及塊石不能吸收，適宜砂質土壤之浚挖，工作效能大，挖方單價為挖泥船中最低者，適合航道泊地大量挖泥工作。. 自航吸管式作業中隨時可調整船位，不妨礙其他船舶之航行，自帶泥艙輸挖泥船送泥沙機動性強，適航性及抗浪性高，適合長距離之浚挖，非他式固定式挖泥船所能及，且其能量大，挖方單價低，兼能遠航拋泥，為他式挖泥船所不能及，惟其造價高，約為同量固定式挖泥船之一倍。. 附屬配合作業船機. 推船. 具雙車葉高出力引擎，在淺海中可航行，具有良好旋轉性能，單人可操控船機航行，裝有拖曳設備可作拖船使用。. 拖船. 凡不能自行航駛的船隻，即大多數均需拖船來拖曳，其功用亦廣泛，較小馬力之拖船可做交通船，及可作為潛水伕工作船用。. 受泥船. 分為自航式及非自航式兩大類，卸泥時迅速，泥艙打開後可將整艙泥水棄入海底，吃水較淺，容量大，亦可載卵石及消波型塊，利用滿潮時填築潛堤之用，為其他各型泥船無法比擬的。. 起錨船. 為小型起重船，能吊起四十噸左右，可協助挖泥船佈錨、起錨，及海上管架設，可兼作拖船使用，船身小、機動性強，內艙部份可做油、水艙用，為施工船團必備之船種。. 平台船. 為一鋼結構之大浮箱，可當施工各類物料之搬運，甲板上裝挖土機及二根棒錨，可改裝成一背儲式挖泥船。. 油水泊. 油、水泊內艙間專作為燃油、淡水補給，分自航式及非自航式兩種。. 測量船. 作為浚前及浚後測量以計算海底方數，測量時常以小型拖船或交通船充用。. 38.

(49) 項目. 船機主要附屬設施. 機具總類. 說明. 加壓站. 可分陸上加壓站及水上加壓站，吸管式挖泥船經過適當之改裝後可當水上加壓站用，陸上加壓站，由泵浦與驅動機械裝置所組成。. 絞刀頭. 在鬆質之挖區時，選擇較大直徑之球型及籃型之絞刀頭；在高密度及硬質之黏土區挖泥時，使用小直徑之絞刀頭，絞刀頭之構架應盡量張大，以便所挖之大塊泥巴容易通過。. 絞刀齒. 在黏土區作業時用平面刀片，在硬質土壤及密度緊密之砂質土壤，則以齒刀代替平面刀片；在極硬土質實施浚挖時，則由平齒型刀片改為尖齒型刀片。. 39.

(50) 第四章挖泥船浚填施工作業當業者標到海事工程時，選用的挖泥船團隨即動員，除整修施工船機、補充機料配件及選用排泥管線等至備便狀態外，還須至工地現場了解現況，如船機拖航的停靠點、排泥管線如何架設，當地的交通狀況、挖區地質資料的調查、及蒐集當地海象及氣象資料等前置作業事項，以作該工程浚填計畫的編寫，依照工程計畫進行，以期該工程能順利完工。. 4.1 挖泥浚填作業前之工作準備事項浚挖是一種專業的工作，它的每一個工程計畫都有其困難之處，大多受到作業需要以及作業地點的實際條件左右，在擬定浚渫計畫時，更要考量以現有之浚渫設備，於有限之時間內執行此計畫是否經濟可行，為探討此問題，必須先在浚填作業前，研究及斟酌所蒐集不同來源之資料（曾武龍等 1983）。 1.挖區地質資料的調查為施工船機選擇、施工計畫擬定之首要因素，一般業者所提供者僅供參考，當接獲資料有疑惑時，應即至工區現場踏勘及蒐集鄰近資料研判，或自行鑽探印證。在海事工程大量浚挖範圍中，其土壤之性質必不盡相同，浚挖方法與施工難易因此而異，浚挖單價亦相差懸殊，欲知各地點浚挖土質，必須從事浚挖鑽探，劃定其個別之地質範圍與深度，並計算各佔若干實方，從而擬定各種浚挖計劃，以利施工。地質調查之目的，在瞭解土質之粒徑、砂所佔之比例及砂層厚度，以供選擇合適之抽砂船、計算抽砂成本、流失量及瞭解現有地盤之特性，供沉陷計算、液化潛能分析及結構物基礎設計之依據。一般地質調查方法可分物理震測及鑽探取樣兩種，彰化濱海工業區採用後者之地質鑽探及 CPT 鑽孔。水下土壤為疏浚挖泥船之工作對象，其浚挖土壤之種類及性質（如表 4-1 所示）直接影響挖泥船之效率及產能（如表 4-2 所示）、機具磨損及疏浚成本，甚至能決定工程之成敗。由於土壤力學之發展起源於土木建築工程，其土壤特性之試驗研究著重於地基之承載力、沉陷以及結構物之穩定等，而疏浚工程所探討之土壤特性則著眼於水下土壤之機械切割、破壞、掘起及輸送等之難易程度，目的與前者迴然不同。且疏浚土壤之研究較晚，故現今一般土壤之判別法有如統一分類法，實較難反映浚挖土壤之特性（簡連貴 1996）。. 40.