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高鐵變電站工程界面管理機制之探討

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Academic year: 2021

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全文

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國 立 交 通 大 學

工學院專班營建技術與管理組

碩 士 論 文

高鐵變電站工程界面管理機制之探討

Investigation of Interface Management System for Taiwan-High-Speed-Rail

Bulk Supply Substation

研 究 生 : 林 祺 鈺

指導教授 : 王 維 志 教授

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高鐵變電站工程界面管理機制之探討

研 究 生:林祺鈺 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組

摘要

高鐵能否順利通車,其中一個決定性因素在於變電站是否能夠順利的轉輸送電 力,而變電站是否能夠順利完成,則取決於土建與機電的界面整合,而整合工作又得 從最根本的管理機制建立著手。本研究目的是藉由高鐵變電站工程做案例比較說明, 證明在施行「界面管理機制」運作下之變電站工程,比未經施行之變電站,可以得到 較好之成果。 本研究透過文獻回顧、實務案例及專家訪談、歸納整理及實例研究,對於高鐵變 電站土建與機電間之界面管理整合做深入分析與探討。經由「界面管理機制」的說明, 並佐以「質化」以及「量化」之分析,可清楚比較出施行此機制之變電站 A 缺失量, 與未施行此機制之變電站 B 及變電站 C 缺失量,相差懸殊,證明此機制的運作是可 以減少界面間之問題。此外,本研究藉以瞭解高鐵大型工程界面作業之處理方式,並 整理比較高鐵工程與捷運工程於工程界面項目處理之不同處,以及藉由「界面管理機 制」於高鐵工程之運用,可實際了解機制背後建立的原因背景,並可利用此機制運用 於其他工程。 關鍵詞:變電站、界面管理機制、高鐵工程

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Investigation of Interface Management System for Taiwan-High-

Speed-Rail Bulk Supply Substation

Student:Chi-Yu Lin Advisor:Wei-Chih Wang

Master Degree Program of Construction Technology and Management

National Chiao Tung University

Abstract

Whether high speed rail is capable of operating successfully or not, one of the decisive factors is if power transmission works smoothly by Bulk supply substation (BSS). And the critical point with regard to BSS accomplishment depends on Interface Integration between Core system and Civil Contractors. Thus it can be seen that establishment of Interface Management System (IMS) is the fundamental approach for Interface integration.

This research would demonstrate BSS case to proof the result of BSS construction with IMS is much better than which failed to perform IMS. In addition, it details the operation of Interface work of High Speed Rail (HSR) Project and also compares HSR in terms of Interface Management with MRT. Finally, the research introduces the reason that the background for System establishment and utilizes this system to any other projects for Interface management.

Key Words: Bulk Supply Substation (BSS), Interface Management System (IMS), High-Speed

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致謝

感謝老師 王維志教授於研究所求學期間之指導,使本論文得以順利完成,在求學方 法及待人處世的態度上給予學生許多深刻啟發。 同時感謝 曾仁杰老師, 中華大學 余文德老師, 楊智斌老師在論文口試期間撥冗 審閱本論文且提供許多寶貴的意見及建議,使本論文得以更加完善,在此致上謝意。 感謝互助營造 康文斌處長,華大林組 鍾志明經理, 李萬賢主任及高鐵機電廠商 賴 博懷工程師等專家在論文相關訪談及資料取得過程中不吝協助,在此致上深深的謝意。 另外,也要感謝雄哥,謝老大以及忠哥,在這段求學階段彼此間的相互扶持,以及 適時給予我協助的好同學,更要感謝一路走來在我身旁悉心照料一切的俐均,及關心我 的家人,以及父親對於我的期望,謝謝你們。

林祺鈺 2007.12

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目 錄

摘要...I Abstract………..II 致謝………III 目錄………IV 表目錄………..VII 圖目錄………IX 第一章 序論...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...2 1.5 研究範圍...3 1.6 研究流程...3 1.7 研究架構...5 第二章 文獻回顧...6 2.1 界面問題現況...6 2.2 台北捷運工程界面管理回顧...7 2.2.1 相關文獻回顧...8 2.2.2 台北捷運界面協調作為...13 2.3 台北捷運工程界面管理流程...17 2.4 其他相關文件回顧...18 2.5 小結...21 第三章 高鐵工程全線界面管理系統...22 3.1 前言...22 3.2 高速鐵路界面工程之介紹及實務整合...23 3.2.1 前言...23 3.2.2 設計前及設計中的階段...25 3.2.3 施工階段...28 3.2.4 竣工移交階段...28 3.2.5 測試運轉階段...29

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3.3 界面協調報告及界面協調計畫...30 3.4 協調用圖樣...31 3.5 界面協調工具...34 3.6 里程碑...38 第四章 台北捷運工程與高速鐵路工程界面管理系統之比較...39 4.1 界面整合方法之比較...39 4.2 高鐵與捷運於各階段之界面工作項目...39 4.3 機電/土建工程界面管理之比較...40 4.4 界面協調工具之比較...41 4.5 界面協調圖說之比較...42 4.6 小結...44 第五章 高鐵 A 標土木機電界面管理機制之建立過程...45 5.1 高鐵 A 標工程界面管理流程...45 5.2 設計階段...46 5.3 施工階段...50 5.4 小結...56 第六章 實例展示-高鐵變電站土建機電界面管理機制說明...57 6.1 前言...57 6.2 變電站特性及簡介...57 6.3 高鐵變電站工程設計階段之界面協調處理...61 6.3.1 界面事項發生於 2001/4/2~2001/7/30...62 6.3.2 界面事項發生於 2001/7/31~2001/10/14...62 6.3.3 界面事項發生於 2001/10/15~2002/1/30...63 6.3.4 界面事項發生於 2002/1/31~2002/3/3…...65 6.3.5 界面事項發生於 2002/3/4~2002/6/20…...65 6.4 高鐵變電站工程施工及移交階段之界面協調處理...67 6.5 實例展示說明及比較...70 6.6 土建廠商角度檢視變電站之界面問題處理……….105 第七章 結論與建議...107 7.1 結論與貢獻...107

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7.2 後續研究之建議...107

參考文獻...109 附錄 A-專有名詞彙整表...113

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表目錄

表 2-1 台北捷運局工程界面的整合方法...9 表 2-2 捷運機電工程界面管理...10 表 2-3 捷運界面協調方法...11 表 2-4 捷運相關研究整理...12 表 2-5 台北捷運淡水線界面協調行為...13 表 2-6 國內界面管理相關研究...18 表 2-7 以空間為切入點之界面研究...20 表 3-1 設計單元與各界面廠商之關連...25 表 3-2 土建合約規範廠商所需取得及提供界面資料時程...27 表 3-3 機電合約規範廠商所需取得及提供界面資料時程...27 表 3-4 疑義澄清表...35 表 3-5 資料庫處理過程說明...36 表 4-1 高鐵與捷運於各階段之界面工作項目...39 表 4-2 機電/土建工程界面管理之比較...40 表 4-3 界面協調工具之比較...41 表 4-4 界面協調圖說之比較...42 表 5-1 土建合約及機電合約訂定之階段性資訊提供時間表...46 表 5-2 界面廠商會勘通知表...51 表 5-3 界面廠商現場勘驗檢查表...52 表 5-4 界面需求檢驗規範...53 表 6-1 變電站各棟建物簡介...58 表 6-2 界面事項發生於 2001/4/2~2001/7/30...62 表 6-3 界面事項發生於 2001/7/31~2001/10/14...63 表 6-4 界面事項發生於 2001/10/15~2002/1/30...63 表 6-5 界面事項發生於 2002/1/31~2002/3/3...65 表 6-6 界面事項發生於 2002/3/4~2002/6/20...66 表 6-7 界面廠商間之資訊協調溝通...67 表 6-8 主變電室施工階段界面相關項目檢查表(接地)...71

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表 6-9 主變電室施工階段界面相關項目檢查表(預埋管)...73 表 6-10 主變電室施工階段界面相關項目檢查表(預埋鋼板)...75 表 6-11 主變電室施工階段界面相關項目檢查表(預埋鋼樑)...77 表 6-12 主變電室施工階段界面相關項目檢查表(拉勾,鋼軌及吊勾)...79 表 6-13 主變電室施工階段界面相關項目檢查表(開口,鐵件及預埋管)...81 表 6-14 主變電室施工階段界面相關項目檢查表(設備基座)...83 表 6-15 主變電室竣工階段界面相關項目檢查表...84 表 6-16 自動變電室施工階段界面相關項目檢查表(開口及鐵件,預埋管)...86 表 6-17 自動變電室施工階段界面相關項目檢查表(建物開口)...88 表 6-18 自動變電室竣工階段界面相關項目檢查表...89 表 6-19 72kv GIS 施工階段界面相關項目檢查表(開口及鐵件,預埋管)...91 表 6-20 變電站 A,B,C 界面工程竣工缺失項目...92 表 6-21 變電站界面工程竣工缺失統計表...101 表 6-22 變電站 A,B 同異點比較...102 表 6-23 變電站 A,B,C 同異點比較...104

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圖目錄

圖 1-1 研究流程...4 圖 2-1 工程興建期間各階段界面問題浮現可能性...7 圖 2-2 台北捷運網路線...9 圖 2-3 台北捷運工程界面管理流程...17 圖 3-1 高速鐵路工程計畫執行架構...23 圖 3-2 高速鐵路土建工程範圍...24 圖 3-3 高鐵土建 A 標與界面廠商之關係...24 圖 3-4 申請 TCOMP 管制區(高鐵路權)流程圖...29 圖 3-5 工作許可單...30 圖 3-6 綜合設施圖(CSD)...32 圖 3-7 結構機電圖(SEM)...32 圖 3-8 變電站聯絡道路配置圖(DRD)...33 圖 3-9 界面分界圖(IDD)...34 圖 3-10 主界面管理表處理流程...37 圖 5-1 高鐵 A 標工程界面管理流程...45 圖 5-2 設計圖說(含 CSD 及 SEM)送審流程...48 圖 5-3 高鐵 A 標界面資訊協調流程...49 圖 5-4 施工階段界面相關項目勘驗流程圖...50 圖 6-1 變電站之地理位置...58 圖 6-2 變電站各棟建物之外觀...59 圖 6-3 變電站傳輸電力至高架橋...60 圖 6-4 高鐵 A 標界面資訊協調流程...61 圖 6-5 界面廠商竣工檢查及進場機制流程圖...69 圖 6-6 施工階段接地項目勘驗步驟...70 圖 6-7 施工階段預埋管項目勘驗步驟...72 圖 6-8 施工階段預埋鋼板項目勘驗步驟...74 圖 6-9 施工階段預埋鋼樑項目勘驗步驟...76 圖 6-10 施工階段拉勾項目勘驗步驟...78

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圖 6-11 施工階段開口,鐵件及預埋管項目勘驗步驟...80 圖 6-12 施工階段設備基座項目勘驗步驟...82 圖 6-13 施工階段開口,鐵件及預埋管項目勘驗步驟...85 圖 6-14 施工階段建物開口項目勘驗步驟...87 圖 6-15 施工階段開口,鐵件及預埋管項目勘驗步驟...90 圖 6-16 變電站工程界面缺失數量比較圖...101 圖 6-17 變電站界面工程竣工缺失統計圖...102

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第一章 序論

1.1 研究動機

隨著人類的生活水準提高,工程規模日趨龐大,以高速鐵路為例,其專案規模較 同性質之台北捷運系統龐大,更是其他一般傳統工程所無法比擬的。高鐵工程雖然以 專業分工及聯合承攬(Joint Venture)的方式各自管理可使規模龐大的專案切割且較 單純,然而,界面卻也相對的變多變雜;惟機電標是從南到北由一個廠商承包,因此 機電廠商與土建廠商若在作業的時間、空間、資源、功能等處產生衝突點或不密合之 處,勢必對整個專案的進度、品質及成本造成影響,小則影響各標施工進度,大則影 響整體通車時間,而這些問題均歸類於「界面問題」。 界面問題普遍存在於工程界中,也的確可能會發生於工程生命週期的各個階段 (王維志,2000),尤其專案規模龐大如高鐵工程,其作業分工分標的情形相當精細, 而潛在的界面問題也就愈多,尤其高鐵是否能順利通車,其中一個決定性因素在於電 力是否能夠順利的輸送,變電站則扮演了關鍵性角色;而變電站工作是否能夠順利完 成,取決於土建與機電的界面整合,而整合工作又得從最根本的機制建立著手。本研 究以高鐵工程界面機制的建立輔以變電站作實例說明,藉此機制讓往後工程在處理工 程界面問題上,能夠有條不紊並進入狀況解決問題。

1.2 研究問題

高鐵工程為目前國內外最大的 BOT 工程,為使高鐵能在最短時間內通車,高鐵 土建廠商採用統包方式即設計與施工同步進行,其目的即是為了在預定之工期內完 成;然而在實際執行專案時發現,儘管土建廠商依照合約進行界面協調,卻由於機電 廠商之初期設計尚未成熟以及土建廠商於施工時對於界面相關項目未加以重視,也因 此產生以下問題: 1. 界面工程未有明確之機制,致使界面問題發生層出不窮 界面廠商依合約規定提送階段性資訊供土建廠商納入其設計,然而機電廠商因需 求不斷更改,使得土建廠商也必須跟著修正其設計,在缺乏一套界面管理機制的 情況下,界面問題勢必會不斷的發生。

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2. 缺少施工界面管理,導致工程進度落後 變電站屬特殊需求功能之機房,內含許多界面相關工項由土建廠商施作,在結構 體施工階段時,所施作之界面相關工項在未經充分之協調溝通情況下,依照界面 廠商之需求,亦或承商本身經驗不足,導致在施工完成後,未能達成界面承商所 定之需求,其他土建廠商也屢次發生相同情況,以致最後整個結構體雖已完成, 但因界面項目未能完全符合界面需求,以致工程無法於工期內順利完成。

1.3 研究目的

針對高鐵工程在界面部分之上述兩個問題,經翻閱國內相關工程界面之論文研究 時,發現並未有針對上述問題之相關論述或是提供解決方案;因而,希藉由本標案建 立並自我施行之界面管理整合機制做說明,並佐以另外兩個高鐵變電站工程比較,以 證明經由此機制之運作下,是可以得到較好之成果。而本研究之目的主要有下列兩項: 1. 為解決土建廠商因接收機電廠商之最新需求而不斷修改其設計之困擾,本研 究將以高鐵 A 標施行之之界面管理機制做說明,以使界面問題單純化。 2. 為解決工程在進行當中,因不了解界面需求而產生工進之問題,本研究藉由

高鐵土建 A 標之變電站工程(Bulk Supply Substation)為例,說明在執行界 面相關工項之界面需求時,所需注意之事項。

1.4 研究方法

為了達到上述之研究目的,本研究將透過下列方法及步驟進行: 1. 文獻回顧 蒐集過往對介面問題所進行之研究論文、期刊及書籍等,釐清界面問題的意涵 及特性,並藉由目前高速鐵路工程上之合約內容條款及相關文件理出工程界面之頭 緒。 2. 實務案例及專家訪談 藉由案例蒐集及實地訪談實務界界面管理相關部門,了解實務界在界面管理上

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的實際操作情形,以及實務界對界面管理上的需求及建議。 3. 歸納整理 歸納現有之學術研究成果及實務上之實際操作情形,以期將兩者作適當之連接 4. 實例分析 透過實際案例,藉由高速鐵路沿線之小房間(small building),如變電站等檢討特 殊建物之界面整合及來說明研究成果之實際操作情形及注意事項。

1.5 研究範圍

本案例為針對高速鐵路之變電站(BSS)作為主要研究對象,其餘土建部分如高 架橋、隧道等工程不在此次之研究範疇;且由於高鐵變電站為提供高鐵列車行駛之動 力,因而機電核心系統與建築部分之界面為變電站之主要研究範圍,高鐵全線共七個 變電站,本研究則以變電站 A 作為主要研究之依據。 高鐵變電站工程主要以土建結構與機電設備為主,土建廠商於施作結構體時為配 合機電廠商設備之需求,而必須施作如開口,預埋件,基座等項目,這些項目稱之為 「界面相關」工作項目,此工作項目之區分為設計工作屬機電廠商,土建廠商則代為 施作,簡言之,凡需土建廠商代為施作之工作項目,均為「界面相關」工作項目,其 工作範疇均詳列於界面圖說中。

1.6 研究流程

本研究以圖 1-1 所示之研究流程進行,首先確立研究方向為「特殊機房 – 變電 站之土木-機電界面機制建立」後,便著手蒐集有關界面的相關文獻及案例,以了解 變電站工程之界面情況,針對目前實務界對於特殊功能使用的小房間(small building) 等機房之缺失部分作改善,因此決定將研究目的及範圍鎖定在變電站的土木-機電界 面管理機制的建立來解決界面整合所面臨的困難,希望建立一份可以供後續小房間機 房工程施作時之界面整合報告。

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研究動機 選定研究問題 確立研究目的及範圍 尋求研究方法,包含 1.文獻回顧 2.實務資料蒐集 3.專家訪談 捷運及高鐵工程界面管理系統 之比較 高鐵工程界面管理系統介紹- 針對高鐵土建合約規範事項 高鐵A標土木-機電間界面管理 機制建立之過程 結論及建議 高鐵變電站實例展示及說明-與其他變電站比較 第 一 章 第 二 章 第 三 章 第 四 章 第 六 章 第 五 章 第 七 章 圖 1-1 研究流程

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1.7 研究架構

本研究論文共分為七章,各章內容敘述如下: 第一章 序論 說明本研究之研究動機、目的、方法與流程。 第二章 文獻回顧 本章針對過往有關界面之期刊、論文、書籍、各項研究資料及相關工程文件,藉 由回顧文獻資料中筆者對於界面的敘述研究,再與高速鐵路工程實際界面之操作比 較,資料中雖有「土建和機電的界面」之描述,然機制的建立似乎仍有其不足及深入 之處,希針對此不足之處於第四章藉由高鐵土木-機電界面機制之建立以及第五章變 電站之實例作深入之說明界面管理上之發展。 第三章 高鐵工程全線界面管理系統 高鐵工程土建合約規範界面之責任,及於設計,施工,竣工及測試階段所需注意 之事項。 第四章 台北捷運工程及高鐵工程之界面管理系統之比較 藉由蒐集之文獻對於工程規模龐大之捷運及高鐵界面管理系統作異同之比較,且 針對界面整合部分作探討。 第五章 高鐵 A 標土木機電界面管理機制之建立過程 說明該機制從設計、施工乃至竣工移交是如何建立,以及為何建立此一機制,藉 由此一機制以為將來在處理類似情形時之參考。 第六章 實例展示 - 高鐵變電站之土木-機電界面管理機制說明 以高鐵變電站為例說明特殊機房於土建施工階段與機電之間之界面問題及如何 解決。 第七章 結論與建議 本章針對本研究成果作一總結,再提出本研究中遭遇的問題及後續發展的方向供 後續研究作參考及注意。

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第二章 文獻回顧

2.1 界面問題現況

隨著工程規模日益擴大及工程內容日趨複雜,使得工程執行之分工演變更多元化 及專業化,也由於專案的分工確實及複雜化,專案執行過程中發生非計畫內之衝突、 配合不良及認知差異等需要額外進行溝通、協調及變動之情形便愈發頻繁,這些或多 或少都對專案的進度、品質及成本有所影響,此即為「界面」的影響。 界面實為目前工程界常見之不確定因素,為深入瞭解目前工程界之界面現況,特 舉出高鐵工程中已完成之三個變電站(全線共有七個變電站),分別以變電站 A,變 電站 B 以及變電站 C 作為為實際比較案例。而藉此三個案例,主要為瞭解: 1. 界面問題普遍存在於建築工程計畫中 2. 分標之多寡對界面問題之影響。 一、界面問題普遍存在於建築工程計畫中 以高鐵變電站工程之其中三個變電站為例:變電站 A,變電站 B 以及變電 站 C 合約完工之日期(Substantial Completion Date)前,機電界面廠商依合約有 義務先行作界面項目之竣工檢查,以便機電設備隨後進場施工;由於機電界面廠 商於土建廠商施作前即提出界面需求勘驗之施作標準(Interface Requirement Compliance Check),因此土建廠商必須依界面廠商之要求施作,而在機電廠商 檢查後,發現三個變電站均有界面工程項目缺失。由此得知,即便是ㄧ個規模不 大之變電站工程,經由機電界面廠商做總體性界面項目檢查後,卻仍有不少缺 失,由此可看出界面問題普遍存在於建築工程計畫中。 二、工程興建期間各階段界面問題浮現之可能性 茲將台北捷運工程之生命週期分為綜合規劃、初步設計、細部設計、施工規 劃、結構施工、設備安裝、設備試車、完工驗收等八個階段,請受訪者分別勾選 各階段界面問題浮現之可能性,而所得之數據整理如圖 2-1 所示。而由此圖可 知,綜合規劃及初步設計階段,受訪者認為界面問題浮現之機會並不大,而隨著

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工程逐漸進展,從細部設計、施工規劃、結構施工到設備安裝,界面問題浮現之 可能性亦隨之有逐漸升高,尤其是施工規劃、結構施工及設備安裝等三個實際施 工階段,有 45%~55%之受訪者認為有很高的機會發生界面問題。故可知,施工 階段之界面問題相對於工程興建期間其他各階段而言,有顯著較高之傾向,因 此,尋找並解決施工界面問題,對營建管理領域,著實重要。 68 54 14 14 10 13 45 57 26 37 52 43 42 33 32 22 9 12 37 46 51 57 26 25 0 20 40 60 80 綜合規 劃 初步 設計 細部設計 施工規 劃 結構 施工 設備安裝 設備試 車 驗收 階段 階段別 可能浮 現機會﹙人數﹚ 低 中 高 圖 2-1 工程興建期間各階段界面問題浮現可能性(王維志,2000) 由以上數據分析證明,界面問題的確普遍存於目前工程界中,界面問題的確可能 會於工程生命週期的各階段發生,特別是在施工階段,界面問題的發生頻率非常之 高。因此,為有效降低界面問題可能造成之影響,需能對施工階段之界面問題發生之 型態和時間作更進一步瞭解和掌控。

2.2

台北捷運工程界面管理回顧

臺北市政府捷運工程局於七十六年二月二十三日正式成立,臺北都會區大眾捷運 系統之興建,開啟了大眾運輸新的一扇門,其路線規劃區分為三階段(詳圖 2-2);從 淡水線開始通車以來到最近土城線完工通車,如此綿密的交通網絡,讓我們想到哪裡 都可以隨時到達,一個大型計劃由於規模龐大、組織眾多而分工細密,因此往往會投 入大量人力、物力來從事界面整合及界面協調工作,「界面協調」的管理乃成為大型 計劃中重要環節之一。

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第一階段:以營運通車路線包括木柵、 淡水、新店、中和、南港、板橋、小南 門、土城等線。 第二階段:以核定並執行的路線包括內 湖、新莊、蘆洲、信義、松山、中正機 場捷運線等。 第三階段:未來繼續規劃興建,建構完 整捷運路網,包括安坑、三鶯、萬大-中和-樹林社子-士林-北投區域輕軌路 網、信義線東延段、土城延伸、淡海線 等。 圖 2-2 台北捷運網路線 自台北捷運各路線相繼完工後,透過各種學術研討會、捷運技術半年刊及其他相 關期刊將捷運專案執行過程期間所發展出的工程及管理技術發表,為國內營建業不論 是在施工技術或管理方法上提供了許多新的思考方向及指引,以下首先針對目前關於 台北捷運在界面管理上的文獻進行回顧及整理,並以台北捷運淡水線專案執行過程中 在界面管理上的實際作為為例,說明專案執行生命週期中各個階段在界面管理上的一 些主要應注意事項。

2.2.1 相關文獻回顧

由於捷運工程擁有龐大複雜的機電工程界面問題,因此有關捷運工程界面管理相 關的文獻,多以捷運機電系統為切入點,林陵三等(1999)介紹台北都會區大眾捷運系 統各機電工程可分為電聯車(EMU)、號誌系統(Signaling)、供電系統(Power Supply)、 通訊系統(Communication)、電扶梯及電梯(Escalator and Elevator)、自動收費系統 (Automatic Fare Collection)、環控系統(Environmental Control System)、機電設施及工 作 車 (Depot & Workshop Equipment and Service Locomotive) 及 車 站 及 隧 道 工 程 (Station and Tunnel Service)等九大系統,以供深入瞭解各機電工程相互間之界面種 類,並說明台北捷運局對工程界面的整合方法,如表 2-1 所示。

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表 2-1 台北捷運局工程界面的整合方法 機電-土木界面 機電-機電界面 定義 機電標所需與土建標之設計、施 工存有之實體安排關係之協調 事項。 機電標之間所應進行之界面協 調事項,包含全部之功能界面與 少數的設備組裝的實體界面。 基本規劃 (1) 彙整土建設計單位及其他單 位之基本需求。 (2) 委約圖說中的界面規劃。 (3) 細部設計顧問服務合約草案 中之界面工作規定。 技術規範中的界面規劃及界面 事項訂定 細部設計 (1) 細部設計顧問設計文件之送 審及審查。 (2) 機電承商使用土建圖說確認 並修正設定單位之預估需求 (1) 招開機電界面管制會議, (2) 界面控制文件 ICD 送審及審 查。 (3) 系統整合測試程序之送審及 審查。 施工 (1) 依界面需求管制程序招開施 工安裝計畫及施工安裝計畫 會議。 (2) 施工界面圖說請機電承商確 認或修正。 (3) 混凝土澆注前檢驗。 (4) 機電標設備進場安裝事項協 調。 參與系統界面整合測試作業。 張辰秋(2000)說明捷運機電系統工程為一功能性工程,偏重技術面工作,有順序 性及系統連貫性,係土建工程的下游工作,依賴土建工程提供良好的工作環境,工作 內容較土建工作細緻、精密,具備多元技術並且工程界面繁雜的特點。並將捷運機電 工程界面管理分為內部界面及外部界面,內部界面包括機電工程與土建工作的互動及 水電/環控之配合,而外部界面則包括機電工程與捷運公司模擬演練的互動、危機處 理及安全管制,如表 2-2 所示。

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表 2-2 捷運機電工程界面管理 機電工程 界面 主要考量 說明 內部界面 機電工程與土建工作 的互動 捷運建設初期以土建為主,機電為輔,機電工程 管線的佈設,設備位置的安排,進場時機及工作 環境的配合,均仰賴土建藉由 SEM/CSD 圖說, CIP 會議做適當的處理;機電工程進場後,高壓 供電前,土建與機電角色逐漸易位,三軌送電後 改由機電為主,土建為輔。 水電/環控之配合 主要包括低壓供電、提供機房接地銅排、提供不 斷電系統、啟動機房抽排風、啟動空調以及緊急 發電機測試等。這些工作看似簡單,實際運作時, 卻伴隨大量的界面協調。 外部界面 機電工程與捷運公司 模擬演練的互動 讓捷運公司充分了解工程進度及預定通車時程, 以利期規劃人力安排訓練,而模擬演練的時機、 時段以及所需要的設備,均應先行溝通配合。提 供的協助至少包含人員訓練、人力支援、安全管 制、設備使用及演練時程安排。 危機處理 危機處理的管理,機電工程須經測試來驗證其品 質與效能,過程難免產生瑕疵,首先必須有一指 揮處理中心對所有的界面以一致的處理原則及步 調,做好協調及資料提供適宜。 安全管制 機電工程到了測試階段尤其重視安全的管制,在 工作區段管制上,系統整合工務所(CFO)是最重 要的角色,另外也必須考慮捷運公司路權範圍之 管制區,再加上其他進入管制區之承商注意其工 作區段之月台及軌道沿線之安全。 而捷運工程在為了有效管理如此龐大且複雜的界面問題,針對界面的整合上至今 發展了幾項重要的協調方法,也隨著工程的完工及各種技術研討會及期刊陸續發表出

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來,如表 2-3 所示。 表 2-3 捷運界面協調方法 協調方法 方法及功能 SEM 圖 (結構機電整 合界面圖)

Structural Electrical Mechanical Drawings(SEM) 於行控中心、車站、機廠或隧道內,土 建工程為配合機電系統安裝,並考量結 構安全,綜合整理各關聯承包商所提之 意見需求,將其所需的開孔、機座、套 管、預埋物件等,彙整歸納入結構設計 圖中,提供土木施工之用途。 Category-A:細部設計前之 基本資料。 Category -B:加入水電標及 空調標細部設計顧問與機 電系統標的需求。 Category -C:施工階段由各 機電承商對 Category -B 進 行確認修訂建議綜整而 成,提供土建承包商繪製施 工圗。 CSD 圖 (機電整合界 面圖)

Combined Service Drawings(CSD)

協助配置機電設備及主要管路的位置及檢討設備運搬之動線有無衝 突,避免設備管路間的實體界面。CSD 圖係作為施工階段 SEM 圖製 作之依據,並供相關承商據以準備各自之施工圖。 ICD (界面控制文 件)

Interface Control Document(ICD)

藉由各類控制表,達到輔助整合界面問題的一種手段。當承包商認為 合約內某一項目與其他承商有關時,若無法解決時,就將該項目列為 ICD 文件,在界面會議進行協調。 CIP (施工界面協 調計畫)

Coordinated Installation Program(CIP)

由各個工地的土建承包商主持,處理該工地範圍的界面協調的會議。 合理的排定相關承包商的施工時程與施工順序,建立以時間為基礎的 CIP 網圖,合理排定各相關承包商的施工時程與施工順序,使各相關 承包商有合理的施工時程,進而防止廠商先做先贏。

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表 2-4 為回顧台北捷運所參考之相關文獻並加以整理: 表 2-4 捷運相關研究整理 作者 文獻 時間 類型 摘要 林陵三 蕭永豐 台北捷運系統機 電工程界面概述 與整合 1999 機電界面 整合 介紹台北都會區大眾捷運系統各機電 工程,以供深入瞭解各機電工程相互 間之界面種類,及台北捷運對工程界 面的整合方法。 裴文正 捷運工程界面整 合管理 2000 界面整合 1. 界面協調不良實例。 2. 將界面作業分為:釐訂、分工、設 計、施工、測試等五階段。 張兆麟 捷運專案計畫施 工管理 2000 施工管理 1. 說明台北捷運之計畫特性及發包 方式之影響。 2. 說明土木/建築/機電 施工特性 以利整合協調。 3. 將界面整合管理分為時程、界面 項目及界面作業三個部份。 張辰秋 捷運機電系統工 程時程控制與管 理技術 2000 機電工務 與管理 捷運機電工程界面管理可分為: 1. 內部界面:機電工程與土建工作 的互動以及水電/環控之配合。 2. 外部界面:機電工程與捷運公司 模擬演練的互動、危機處理與安 全管制。 黎煥霖 界面協調在淡水 線捷運工程的實 際作為 1994 界面協調 作為 1. 依工程生命週期說明淡水線捷運 工程之界面協調實際作為。 2. 綜合說明界面協調機制主要分為 會議、審查流程、書信往來及圖 面協調等方法。這些方法具有制 度、活動、資料及人員等四個基 本要件。 張辰秋 捷運工程設備整 合之探討 1997 設備界面 整合 針對捷運工程設備整合做一探討,分 別由設備之界面、界面整合時程及界 面整合之重要問題等方面討論。 簡哲宏 台北捷運淡水線 「軌道工程介 面」 探討 - 軌道界面 1. 軌道界面之問題描述。 2. 淡水線設計、施工階段界面協調 方法。 賴榮吉 、謝宇珩 捷運工程因工期 展延衍生公平調 整合約金額探討 2002 工程合約 1. 規劃、設計、施工各階段可掌握 及不可抗拒之因素。 2. 各階段業主及廠商應注意事項。 3. 工期展延須付出之成本。

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2.2.2 台北捷運界面協調作為 台北捷運路網中,淡水線是最早動工的的高運量路線,自然也是最早遇到上述這 些問題的路線,也因此許多新的因應措施及管理手法都是隨著淡水線工程的進行而發 展的,而淡水線的經驗也是後續其他路線最重要的參考準則,淡水線在整個工程推動 期間針對界面問題協調的作為如表 2-5 所示。 表 2-5 台北捷運淡水線界面協調作為 生命 週期 目的 協調作為 內容 規劃 階段 定義系統需求、 條 件 及 執 行 方 式。 會議、書面及非 書 面 之 資 訊 溝 通。 1. 機電系統選擇及整合。 2. 路權取得。 3. 社經資料取得。 設計 階段 定義界面責任及 協調工具,作為 施工之依據。 TARF 及 CMDR 審查 設計主管單位收到設計顧問設計之文 件後,送給相關單位審查並提供意見。 審查會 某些特殊文件或特殊條文之審查,主辦 單位會召開會議請各單位來討論以解 決問題。 CSD/SEM 圖說 1. 機電包商將機電系統所需之牆面 開孔、預埋管健、地板開孔或套管 等需求藉此圖說告知土木包商。 2. CSD / SEM 圖 說 又 分 為 三 類 , SEM-A 為細部設計前之基本資 料,SEM-B 為加入水電標及空調 標細部設計顧問與機電系統標的 需求,SEM-C 為由各機電承商確 認需求後定版。 3. 土木承包商將依照 SEM-C 之需求 施作。

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生命 週期 目的 協調作為 內容 界面事項規定 設計單位在製作合約時必須負責編寫 各項界面規定,除了有專門的章節說明 外也會在合約適當的部份列出相關條 文。 進場時刻、條件 1. 於合約中訂出機電標進入工地施 作之條件及日期。 2. 機 電 標 稱 之 為 進 場 日 期 (access dates),土木合約中稱為進場里程 碑(guaranteed milestone)。唯進場 條件之認定尚需在施工階段進行 界面協調加以修正。 設計協調 由於土木、建築、水電、空調等方面的 合約,是先由細部設計顧問完成設計以 後再發包,因此除了在設計準則上會規 定一些界面事項以外,細部設計顧問之 間也會依實際的需要進行某些協調工 作。 施工 階段 1. 解決實際發 生的界面問 題。 2. 依合約管理 架構進行各 單位的協調 工作。 機電界面會議 (Interface meeting) 1. 由系統工程處主辦,依合約不同及 界面關係而有不同的會議,參加的 單位包含承包商、工務所及設計單 位之相關人員。 2. 討論的內容除各合約之界面項目 外,各單位在工作中發現必須協調 之項目亦可在會議中提案討論。此 會議約一個月召開一次。

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生命 週期 目的 協調作為 內容 界面管制文件 (ICD, Interface Control Documents/ Drawings) 1. 當承商認為合約內某一項目與其 他承商有關係時,就主動將該項目 之文件列為 ICD 文件,送該相關承 商審查。 2. 若相關承商有意見則利用界面會 議進行協調,若沒有問題,則在該 文件上簽名後退還原承商做為雙 方處理該界面之依據。 CSD/SEM 圖說 1. 施工階段的 CSD/SEM 圖主要工作 在於確認及完成 SEM-C 之需求審 查。 2. 機電承商的需求如果還有衝突則 必須先協調解決,才能成為定版 圖,交給土建承商去施作。 CIP/ECIP 會議 1. CIP(Coordinated Installation Program)會議是由各個工地的土建 承包商主持,處理該工地範圍之界 面協調的會議。 2. 通常每個工地大約只涵蓋土木承 商所負責的幾個車站,每個月召開 一次,出席代表包刮各合約的承商 代表及工務所代表。 3. 早期某些發包合約中此會議是由 土木的監造工務所主持成為 ECIP(Engineers’ Coordinated Installation Program)。 CIP/ECIP 網圖 1. 每個 CIP 會議關聯承商,必須提出 自己的安裝計畫,交給土木承商, 再由土木承商綜整一份總的安裝 計劃或時程,此文件即為 CIP 網圖。 2. 若由土木監造工務所製作,則稱為 ECIP 網圖。

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生命 週期 目的 協調作為 內容 三 月 / 四 週 預 定 進度報表 除 CIP 網圖外,土木承包商必須預告其 工作進度給關連承商,以便關連承商配 合 。 此 進 度 預 告 資 料 稱 為 Rolling Schedule,分為三個月預訂進度表及四 週預定進度表。 水泥澆置單 1. 水 泥 澆 置 乃 土 木 工 程 之 重 要 關 鍵,在打水泥以前必須檢查關連廠 商的預埋管、開孔等需求是不是正 確處理了。 2. 通常土木承商在水泥澆置以前必 須先申請土木工務所的許可,土木 的監造工務所則會要求關連承商 先確認無誤以後,才會准許土木承 商澆置水泥。 進場條件 1. 一般在合約階段對於所謂的進場條 件並沒有明確而完整的定義,因此 必須在施工階段進行協調。 2. 並規定在土建標的里程碑日期的三 個月以前,由各個土建承商召開協 調會確認里程碑的認定標準,做為 里程碑驗收時依據。 機電、土建、軌 道界面協調會報 1. 施工階段後期,機電工程進入全面 施工的高峰,工務處與機工處間的 協調業務增加,因此每週召開一次 協調會報,其中每兩週由兩個工程 處的處長共同主持一次,另一週則 由兩個處的副總工程司主持。 2. 由於層級提高,而且每週檢討執行 情形,成為最有決策權力的會議, 通常稱為「兩處界面會議」。

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生命 週期 目的 協調作為 內容 安衛協議組織 1. 各個捷運工地依照安全衛生法的規 定必須設立安衛協議組織,專門處 理各個承包商間的環境清潔、廢棄 物清運、車輛清洗、工地廁所等費 用及責任分攤事宜。 2. 其組織架構和 CIP 會議類似,但是 參與人員是各個包商的主辦安全衛 生的工程師。 2.3 台北捷運工程界面管理流程 圗 2-3 為台北捷運工程在界面管理上的主要流程,由流程中可見 SEM 圖面整合 及施工協調兩個界面管理的主要程序執行的時機。

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2.4 其他相關文件回顧

目前國內外針對如何有效的管理及解決界面問題進行了許多相關的研究,有的從 設計角度出發,有的從單一工種出發,有的從單元元件出發,有的則是由整體的宏觀 角度出發。本研究在此針對國內外在界面管理上的研究發展現況做回顧(詳表 2-6)。 表 2-6 國內界面管理相關研究 作者 文獻 時間 工程 類型 摘要 李政憲 等 高層集合住宅 建築與設備界 面之整合 1996 建築 針對界面整合的分析對象:人、事、物進 行分析,以界面矩陣探討、整合界面問題 來訂出各空間之建築與設備界面需求,最 後以查核表方式整合建築與設備之界面 問題。 謝文通 建築與設備介 面整合資料庫 模型 1996 建築 針對國內高層集合住宅建築與設備界面 整合的問題與事項,利用「建築與設備界 面整合編碼系統」予以編碼,藉之將界面 問題之整合途徑與資料電腦化。 郭哲明 建築工程施工 界面整合之研 究 1999 建築 以界面查核表方式解決施工界面問題,將 整個專案區分為各單項工程,再透過對各 單項工程施工步驟之描述,製造界面問題 查核表,探討各流程間可能遭遇之界面問 題。 顧文翔 界面管理經驗 資料庫系統 2000 建築 以網際網路技術為基礎,輔以資料庫技術 與概念,以界面管理為經驗學習之切入 點。界面事件分類上主要以分標商和工項 來做區隔,例如「建築」分標商和「水電」 分標商於「天花板」工程之界面事件。 賴宇亭 考慮工程界面 之新進度網圖 模式 2000 建築 將界面問題納入工程進度網圖模式內考 量,以隨工程之進行,瞭解其時程可能遭 遇之工程界面。為之發展之「工程界面自 動表達系統」乃基於過往研究成果和目前 工程現況,將繁雜之現場作業簡化為各類

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作者 文獻 時間 工程 類型 摘要 型代表「元件」間之交互作用,而這些交 互作用亦可以幾種「界面作用」來代表。 此系統可將現況中之施工界面影響簡單 劃分成幾個具代表性之類型,使得對界面 此一不確定因素之資訊掌握更為確實、更 為有助於管理手段之實行。 劉正章 考慮界面影響 之施工進度網 圖 模 式 - 以 NETCOR 網圖 模式為基礎 2001 建築 引入「工程界面自動表達系統」建立模式 之雛形再以 NETCOR 網圖模式為基礎, 將原本僅能定性之基礎雛形,轉化為能計 算各作業隱含界面對工期等影響量之完 整模型,評估界面對工期之可能影響量和 各界面、各作業於界面管理上之重要程 度,並利用此模式之評估結果針對界面管 理之專案、路徑、階段與作業四個階層, 分別提出有助益之資訊,亦可透過模擬結 果,獲取各界面作用隨工程進展之累積趨 勢,以期瞭解在工程各階段內,分別要注 重何種界面作用,作為管理者決策之用。 江文章 界面表達系統 與界面管理體 系之研究-以 土建與機電之 界面為對象 2002 土木 建立一靜態界面表達系統,用以描述作業 與作業間的關係,並對專案工程的執行做 一完整、即時、動態的界面管控,協助工 程師作界面管理;提出一在工程推動過程 中,以績效化的界面管理體系與手段,擬 定出專案工程界面管理的控管流程與運 作機制,以建立專案工程界面管理運作體 系。 林宗銘 捷運工程施工 階段土機介面 管理模式之研 究 2003 土木 藉由擬定施工作業界面管控體系,建立關 鍵性作業與注意事項,可能問題及可行對 策之控制措施以及研擬可行對策之作業 方式,建立捷運工程施工階段土機介面管 理模式。 陳曉晴 建築工程機電 系統施工界面 整合之探討 2004 建築 將種類及工項繁雜的機電工程現場管理 經驗條理化與邏輯化,透過套圖階段與施 工階段之整合,找出合理的機電系統施工 排序,建立各系統及全系統分項施工排序 以及施工排序邏輯網圖供現場做較佳之

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作者 文獻 時間 工程 類型 摘要 時程控管依據,釐清機電工程施工中容易 發生的界面問題。 莊知軒 建築工程施工 界面問題之市 庫之建立 2006 建築 利用示意圖形、施工照片佐以介面注意事 項,藉以體會界面問題之相關資訊,並以 階層性分類方式做為知識庫的基礎架構 對施工界面問題進行收集與施工單元之 界面問題之案例展示,並探討問題之建議 解決方式。 亦有不少界面管理的研究由空間管理的角度切入,利用施工規劃(site layout planning)降低空間衝突及考慮空間限制(space constraints)之進度管理技術,且已成功 界定空間的特性並提供解決衝突的方法,茲將以空間為切入點的界面相關研究列舉如 表 2-7。 表 2-7 以空間為切入點之界面研究 作者 文獻 時間 摘要 Tommelein, I. D., Zouein, P. P.

Interactive Dynamic Layout

Planning. 1993 提出的MovePlan 進度管理系統將空 間視為作業資源,在進行進度管理 時同時模擬作業的空間需求,依據 不同施工階段產生施工規劃配置, 並藉由調整作業時程來減低空間衝 突發生。 Thabet, W. Y., Beliveau, Y. J. Modeling Workspace to Schedule Repetitive Floors in Multistory Building. 1994 設計一可供高層建築之進度管理模 式中將作業空間需求予以量化。 Riley, D. R., Sanvido, V.E. Patterns of Construction-Space Use in Multistory Buildings. 1995 提出敘述性的空間型式及主要的空 間使用類型提供建築工程施工時進 行邏輯性的施工規劃。 Riley, D. R., Sanvido, V.E.

Space Planning Method for Multistory Building Construction. 1997 建立空間規劃方法以確認特定作業 之空間需求、界定作業空間位置, 並發展各作業之空間先後順序及確 認可能發生的空間衝突。 Akinci, B., Fisher, M., Kunz, J., Levitt, R. Representing Workspaces Generically in Construction Method Mmodels. 2002 提出描述施工空間需求之實體論, 以自動產生特定專案作業的空間需 求。

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作者 文獻 時間 摘要 Akinci, B., Fisher, M., Kunz, J. Automated Generation of Workspaces Required by Construction Activities. 2002 發展 4D SpaceGen 系統以決定作業 佔據空間之時間、地點、時程及空 間大小。

Bernold, L. E. Spatial Integration in

Construction. 2002

以數位化的空間設計資料以數位空 間模型結合於施工機具,以協助解 決作業的空間衝突。

Gou, S. S.

Identification and Resolution of Workspace Conflicts in Building Construction. 2002 考量空間可行性、空間重疊及生產 力損失等空間限制,整合電腦輔助 設計及進度管理軟體以動態方式界 定空間衝突,並提供決策規範(如施 工順序邏輯、空間變化性、開始時 間及佔據空間之時程等)以利空間衝 突分析及解決。 2.5 小結 目前各項研究已從許多不同的角度來針對界面管理及整合作討論,但大型工程部 分之整合僅見於“土木-機電管理模式"之研究。但在該模式當中僅有輪廓性之說 明,尚未討論到應如何運用此概念,即什麼時候開始進行?如何進行?同樣的在此模式 中有提到界面的影響可分為圖面整合及施工協調兩個部份,因此本研究將在後續以高 鐵工程變電站機房為例針對此兩部份進行探討,及其在建立機制時的動機,使能夠建 立其概念以了解此機制建立之情形。

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第三章

高鐵工程全線界面管理系統

3.1 前言

相較於捷運系統屬於都會型大眾運輸(目前以大台北地區及高雄地區為主),高 速鐵路則是連結從台北到高雄左營之間之城際運輸,全長約 345 公里,沿途經過 14 縣市、77 市鄉鎮區,高鐵營運時最高時速達 300km/hr,也就是從台北經台中到高雄 左營只需花費 90 分鐘,如此可增加承繼間之活絡,並縮短往返之時間,以達台灣高 鐵公司所稱之「一日生活圈」。高鐵營運後,於各都會區可與台鐵、捷運、公車等運 輸系統進行橫向整合,整合層面包含路線、場站、班表及票證等服務,促成全面性的 高速大眾運輸網絡。 台灣高速鐵路建設計劃係採用 BOT(Build–Operate–Transfer)模式,由政府交 由民間之台灣高鐵公司投資興建(Build)與營運(Operate),並於特許營運期滿後, 再將高鐵系統移轉(Transfer)給政府,與捷運並不相同。 此外,以往由捷運局主導工程設計及施工監造,承包廠商只需做好施工計劃、材 料提送、材料試驗、施工等角色工作,整體而言較高鐵單純;相較之下,高鐵工程係 採設計、施工總包(TURN KEY)方式(詳圖 3-1),承包廠商從設計、施工、自我品 管等均一手包辦,人員組織自然龐大且人員素質要求亦較高。

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ICE(Independent Checking Engineer):獨立設計查核工程師 ISE(Independent Site Engineer):獨立監造工程師

EPC(Engineering Procurement Construction):工程採購、安裝、測試等統包 D&B(Design & Build):設計、施工統包

ICEV(Independent Checking Examination Validation)

圖 3-1 高速鐵路工程計畫執行架構(吳福祥,2006) 交通部 (高鐵局) 獨立查核驗證 (ICEV) 銀行團 (25家銀行) 台灣高鐵公司 (THSRC) 土建 工程 車站建築 工程 機電核心 系統工程 軌道 工程 維修基地 工程 設計合約施 工合約 EPC 統包合約 D&B 統包合約 設計合約 施工合約 ICE/ISE 股東 D&B 統包合約

3.2 高速鐵路界面工程之介紹及實務整合

3.2.1 前言

台灣高速鐵路工程規模龐大,且為一個國際標工程,其間之界面相當多且繁雜, 為方便協調相關界面事項,以高鐵土建 C210 標來說,於核定本之 CIR 裡將界面廠商 區分成四個種類: 1. 業主所指定之界面廠商(詳圖 3-4):此類別為合約內之界面廠商,主要共區分有 土建(Civil)、軌道(Trackwork)、核心機電(Core System)、隔音牆(Noise Barrier)、 車站(Station)及基地(Depot)等界面,其中高鐵土建工程共分十二標段(詳 圖 3-2),以高鐵土建 C210 標為例,其界面包含軌道、核心機電、隔音牆以及土 建 C215 標,其中又以土建及機電間之界面最為繁複。

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‧台北~高雄左營→全長約330公里 ‧全線區分為十二個標段 ‧結構型態比例為 : 高架橋75%(257公里) 路堤/路塹10%(40公里) 隧道15%(48公里) 圖 3-2 高速鐵路土建工程範圍 2. 政府主管機關等單位:如台北縣政府,桃園縣政府,龜山鄉公所等 3. 管線單位:自來水公司、瓦斯公司、台灣電力公司、中國石油公司等 4. 其他單位:如軍方、居民陳情等 上述第二、三、四項為協調單位。 高鐵土建 A 標 高鐵土建 B 標 隔音牆 Noise Barrier 軌道 Trackwork 鐵路改建工程局 RBTR Taipower 台電 透過 高鐵 公司 協調 Utilities 管線單位 道旁機 架空電 供電 通信 訊號 核心機電 CORE 圖 3-3 高鐵土建 A 標與界面廠商之關係 以高鐵土建 A 標為中心,其所需接觸之界面協調單位如 3-3 圖所示,另由於管線 單位,地鐵局以及台電非高鐵合約內之界面廠商,因此需透過高鐵公司作媒介進行相 關界面協調。

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3.2.2 設計前及設計中的階段

由於高速鐵路土建工程採取統包方式(設計+施工),因此業主-台灣高鐵公司將

合約圖說(Standard Drawing)交給承商後,由承商進行細部設計(Definitive Design – Intermediate Design – Final Design)及施工設計圖說,同時以 fast-tracking 的方式分階 段同時進行施工以縮短計劃工期。 承包商根據合約要求於各標段內依不同性質,不同類型區分成若干個設計單元, 以簡化設計工作,以高鐵 A 標為例,其設計單元區分如表 3-1: 表 3-1 設計單元與各界面廠商之關連 設計單元 代碼 設計單元之描述 界面廠商(Interfacing Parties) 機電系統 軌道系統 隔音牆 土建 C215 標 地鐵局 DU 01 設計說明 DU 02 線性設計 ○ ○ ○ ○ DU 03 第 I 型高架橋 範圍:TK16+799.626 - TK17+115, TK17+285 - TK17+710 ○ ○ ○ ○ DU 04 第 I 型高架橋 範圍: TK17+870 – TK18+992.5 ○ ○ ○ DU 05 第 I 型高架橋 範圍:TK21+187 – 21+488.5, TK21+553.5 – TK21+568 ○ ○ ○ DU 06 第 II 型高架橋 範圍: TK17+115 – TK17+285 ○ ○ ○ DU 07 第 II 型高架橋 範圍: TK17+710 – TK17+870 ○ ○ ○ DU 08 第 III 型高架橋 範圍: TK21+488.5 – 21+553.5 ○ ○ ○ DU 09 迴龍隧道北洞口路堤段 範圍: TK18+992.5 – TK19+049 ○ ○ ○ DU 10 迴龍主隧道段及洞口 範圍: TK19+017.358 – TK 20+981.5, TK 21+135 – TK21.166.5 ○ ○ DU 11 迴龍隧道南洞口明挖覆蓋段 範圍: TK20+981.5 – 21+1365 ○ ○

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設計單元 代碼 設計單元之描述 界面廠商(Interfacing Parties) 機電系統 軌道系統 隔音牆 土建 C215 標 地鐵局 DU 12 迴龍隧道南洞口路堤段 範圍: TK20+981.5 – TK21+187 ○ ○ ○ DU 13 林口隧道北洞口路堤段 範圍: TK21+568.5 – TK21+609 ○ ○ ○ DU 14 林口主隧道段 範圍:TK21+583.5 – TK28+011 ○ ○ DU 15 豎井 A 位置:TK24+110 永久結構體 ○ DU 16 林口隧道南洞口路堤段 範圍: TK28+011 – TK28+080 ○ ○ ○ ○ DU 18 小房間 ○ DU 27 豎井 B 位置:TK25+286 永久結構體 ○ ※ (上列各設計單元之敘述中,有“○"記號表示與該界面廠商有界面關係) 在各設計階段前,承包商應以書面向機電界面廠商要求並取得該設計階段所需的 界面資料,而機電承商根據合約之要求分階段(詳表 3-2 及表 3-3)提供相關機電圖 說文件及需求,承商檢核取得之界面資料,如足夠該設計階段之所需,再以書面表示 接受,且土建廠商在設計的同時將機電廠商提供之相關機電圖說文件及需求適時納 入。

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表 3-2 土建合約規範廠商所需取得及提供界面資料時程 界面廠商 階段性資 訊提供 土建廠商取 得所需界面 資料時程 土建廠商需納入機電之主要界面項目 (機電廠商於各階段須提供訊息項目) 第 2 階段 2001/4/2 1. 確認變電站及特殊功能建物位置及所 有尺寸需求,包含空間需求,建物/ 房間設置,電纜槽之規格,設備進出 門尺寸等 2. 確認基座及預埋件大小需求 3. 初步變電站設備配置需求,包含設備 重量/大小及容許誤差範圍等 4. 機電需求初步納入 CSD & SEM 圖說 供界面廠商審閱 5. 預埋建的最終需求包含隧道襯砌 6. 特殊/重物吊舉之需求 7. 設備運送通道需求 第 2A 階段 2001/7/31 變電站設備配置”最終需求”,包含設備 重量/大小及容許誤差範圍等 第 3 階段 2002/1/31 1. 詳細之建物裝修需求 2. 設備運送通道及吊運最終需求 3. 最終版 CSD/SEM 圖說納入並供界面 廠商審閱 表 3-3 機電合約規範廠商所需取得及提供界面資料時程 界面廠商 階段性資訊提供 機電廠商提供所需界面資料時程 第 2 階段 2001/4/10 第 2 階段修正版 2001/7/31 第 2A 階段 2001/10/15

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第 2A 階段修正版 2002/1/31 第 3 階段 2002/3/4 第 3 階段修正版 2002/7/1 在各設計階段,土建廠商與機電廠商彼此間連絡和協調,以達成一經充份協調的 「設計」;承包商在各設計階段完成時,遞送「設計」有界面的部份給相關界面廠商 檢核,如同意將界面廠商檢核後之某些可適用的意見納入「設計」時,再以書面告知 界面廠商;界面廠商再將可適用的檢核意見納入其「設計」後,已可符合承包商的界 面需求,再以書面向界面廠商表示同意。

3.2.3 施工階段

與界面廠商協調合作所有工地相關事項,包括:進出通路、使用權、施工安全、 工程相容性的變更、以及測量控制等。如某施工項目已完成,可以現地檢驗是否符合 界面廠商的界面需求時,應預先通知界面廠商,並提供方便界面廠商到達現地的通路。 承包商的工程中,如有任何和界面有關的元件,在完成或將完成時,承包商以書 面方式通知界面廠商:該界面有關的工作已竣工,可供檢查。並提供需要的通路和使 用權。在界面廠商確認該工程符合界面需求後,以書面表示符合界面需求。

3.2.4 竣工移交階段

在收到界面廠商書面申請「界面工作完成(Interface Compliance)」之檢查通知 後,界面廠商將會同查驗該申請所含括之『本工程』或「區段」。以土建 A 標為例, 總長十一公里的範圍切割成四個區段分段檢查。此會同查驗應以核可後圖說文件作為 檢查『本工程』或「區段」之根據。 界面廠商於檢查後應以書面列表:在「界面工作完成證明(Interface Compliance Letter)」簽發前,若有界面項目缺失,則受檢廠商應完成或應改正未完成之項目以及 於「缺失改正期」內完成或改正之項目。 缺失改善後再次依上述步驟申請複查,經界面廠商複查確認無誤後簽發「界面完 成證明(Interface Compliance Letter)」;倘若在本區段移交檢查時仍有部分缺失未改

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善完畢,界面廠商將視其缺失輕重斟酌簽發「界面工作完成證明」,然後續缺失修改 部分仍需繼續。 完成上述界面檢查步驟,並經業主檢查認可簽發「主体完成証明(Certificate of Substantial Completion)」後,區段及正式移交予下一進場施作之界面廠商。主体完成 後,承包商進出該「主体完成証明」中包含之『本工程』的部分及其附近之『本工地』 將有限制。如『本工地』及『本工程』之任何部分已被某界面單位佔用,承包商如欲 進入該部分或在該部分工作,應事先申請工作許可並需得到該界面廠商之書面同意。

3.2.5 測試運轉階段

在與機電廠商工作互動的部分,機電工程於其他界面廠商(土建工程,軌道工程) 完成各自階段性任務後進場施作,此階段之高鐵路權為機電廠商所控管,在完成所有 設備安裝並開始系統運轉測試(System Integrate Test, SIT)之際,尤其特別注意安全 方面管制。

Operation Control Center(簡稱 OCC)- 行車控制中心(簡稱行控中心),在這個 階段扮演了相當重要之角色,在機電設施尚未完成並移交給業主高鐵公司接管負責 前,OCC(行控中心)主要以機電廠商人員管控;由於土建以及軌道等廠商仍有缺失 待修改,因此,所有界面廠商在進入高鐵路權內作任何工作項目前,得事先申請工作 許可並經機電廠商審核過後得到書面同意方可進入工作,此乃申請工作之基本條件。 在進入工區前,需再次以電話聯絡 OCC 作進一部確認再行進入工區工作。如此 嚴密的工作申請流程(圖 3-4)意在保護工作人員之生命安全,也確保列車於高速測 試過程中無任何干擾。 每週四審核工 作申請單 界面承商每週二前 提送工作申請單 每週五召開工作計劃 會議並發佈申請單 每週二前送達 圖 3-4 申請 TCOMP 管制區(高鐵路權)流程圖 根據圖 3-4-申請進入高鐵路權之第ㄧ步驟-「界面承商每週二前提送工作申請 單」,一旦機電廠商准許各界面廠商之申請單,將另發機電廠商核可(包含核可章及

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工作區域,工作人數等均需詳細且確實,且界面廠商之工作人員均須接受嚴格之安全 衛生訓練,且考試合格通過方可進入工作。 圖 3-5 工作許可單

3.3 界面協調報告及界面協調計劃

土建承包商依合約規定,準備預定之「界面協調報告」,及預定之「界面協調計 劃」,以詳細說明承包商對界面協調的計劃。而後,應隨時更新之,並每三個月一次 提給業主代表,供其參考、審核和批示,且其主要事項的摘要應含於「月進度報告」 中。 「界面協調報告」(CIR)是為:敘述承包商界面管理制度的文件,清楚說明各界 面的技術性和次序性、及承包商預定如何達成經協調的設計和經協調的施工,且要例 証此經協調的設計和施工,完全符合其他界面廠商的要求。而這些說明是否被其他界 面廠商接受,將成為業主代表簽發”無異議聲明”的先決條件。 「界面協調計劃」(CIP)是為:敘述各界面廠商工作範疇之時程和順序的計劃, 清楚詳述『本工程』與各界面廠商的工作之間的互相依賴性,及補充「界面協調報告」 的內容。此計劃應依照「承包商基本計劃」(Baseline Programme)制定,且應顯示與

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界面廠商互相同意之:各界面將執行的時程和順序,至能夠清楚說明,所需的詳細程 度。 「界面協調報告」和「界面協調計劃」應包含下列工作項目: 1. 與其他界面廠商協調,確定界面的認定和界定之互容性。 2. 傳送給界面廠商與提給業主代表的,應為一致。 3. 補充、佐證已被核準的 Baseline Programme。 4. 明確區分各設計單元,及設計和施工的階段。 5. 詳細表列所有相關界面、其情況、和對應的資料等之出處。 6. 包含經界面廠商同意的界面資料移轉日期。 7. 附有業主代表要求之意見和加註等。 8. 遵照業主代表提供的內容綱要、序號制、及相關程序等。 9. 包含如何處理界面的說明。 10. 確認與界面廠商間的協議和資料移轉等的最新資訊。 11. 與界面廠商確認任何有關協調的問題。 12. 確認在”移交”時界面廠商之施工條款的特別規定,和工作空間的分配,充份 的通道和暫時設備的條款。

3.4 協調用圖樣

對電機、機械、建築和核心系統等的單元工作,為達成有經過充份協調的「設計」, 及確保不同的設施間的相容性,和足夠的空間需求。承包商應研定並保持「第一階段 設施協調圖」,清楚詳示和「承包商設計」有關的其他界面廠商之需求,如特殊配置、 空間分配、預植項目、主要和次要的固定件、設備/柱基的套管灌漿、托架鑽孔及固 定,預埋及表層安裝的管道等。這些圖應包括合併的配置及斷面等,詳示所有界面廠 商的空間需求,和確認:待解決、已界定及己解決的項目等。 在設計過程中,以「綜合設施圖」(CSD)及「結構機電圖」 (SEM)補充加入設施

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協調圖等。(CSD)和(SEM)應清楚、詳盡、明確的顯示主要設施的內容,與對應的設 備/結構等的容許度。這些圖雖不需複示所有施工圖的細節,但仍要有平面、斷面及 立面等,以清楚例示不同項目間的相容關係。 (CSD)圖應標示:機電設施和核心系統安裝件等的個別預定位置、管線路徑、和 空間對應關係等,這些都已經過和其個別及結構工程等的充份協調。此圖樣也應清楚 標明纜線或纜線槽位置,及主幹線和纜線的路徑等,詳圖 3-6。 圖 3-6 綜合設施圖(CSD) (SEM)應標明:電機設施和核心系統安裝件等的結構需求,包括(但不限定): 開口、穿孔、套管、柱基預埋、起重樑及通道開孔等,詳圖 3-7。 圖 3-7 結構機電圖(SEM)

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(CSD)和(SEM)圖應運用於和各界面廠商的協調之用,並應隨時更新,以反映最 近的界面狀況,本圖樣等之複本應隨「設計提送文件」提給業主代表。此流程使整個 界面的互動相當頻繁且整合更加嚴謹完整。其流程如下頁所示: 在運送路線圖(DRD)中,承包商應以圖詳示:為安全順利的運輸和組裝設備,如 何及以何路線,界面廠商可接受並取得往承包商工地的通路。圖上也應列示界面廠商 為安全運輸設備所需要的合理規定,包括能適合重荷設備運至建物位置的高承載通路 的規定。也應詳示在建物內部可行進的路線,並確定門和走道的寬度是否足夠?及標 示安全起重的規定(如需要)。 圖 3-8 為土建廠商依據合約提供變電站 A 之聯絡道路配置圖說給機電廠商審視, 目的使機電廠商運送機電設備時之進出通道(access road)。機電廠商根據所需通道條 件及機電設備之荷重提供給土建廠商已為土建設計之依據,上圖 Route 1(路徑ㄧ) 為最初所選取供機電廠商運送設備之路線,然經實地勘查發現“路徑ㄧ"的問題有: 道路寬度不足,大車進出不便,且無法提供大型板車回車之路徑,再加上台北縣政府 將此路段設定為綠帶預定地,界面過於複雜,因此不考慮“路徑ㄧ"。相反地,“路 徑二"為由圖 3-8 之左下方道路彎進“路徑二",其路線符合機電廠商之需求,且無 複雜之界面,因此最終選擇“路徑二"。 Route 1 Route 2 圖 3-8 變電站聯絡道路配置圖(DRD)

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界面分界圖(IDD)中,承包商應以圖解方式,詳示承包商與其他界面廠商間,工 作責任範疇之各界面的分界線,詳圖 3-9。 圖 3-9 界面分界圖(IDD)

3.5 界面協調工具

高鐵工程規模龐大,所需人力物力亦是相當可觀,其間之界面問題相當繁雜,因 此界面問題能否順利解決為專案工程能否如期如質完工的其中一個重要因素。以下就 高鐵界面協調方式作一說明:

1. 界面協調會議(Interface Coordination Meeting)

界面協調會議由界面廠商間辦理,參加單位為界面廠商及業主代表,討論的 內容除了一般界面進場時程以及界面項目之外,各單位如果在工作中發現必須協 調的項目,也可以在會議中提案討論。界面會議每個月召開一次,會議原則上是 以所謂的彼此未結案項目管制表(Outstanding Item List)作為議程資料之檢討。 倘若討論之界面項目範圍較偏向技術或是設計層面且需要進一步溝通細節 時,則界面廠商間可另行針對某一議題獨立召開會議,以解決界面間之問題。

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2. 界面管制文件(RFI & Document)

不論設計階段或施工階段,對與合約內某一項目與界面廠商有關係時,皆以

RFI(Request for Information)『疑義澄清表』(詳表 3-4)之方式送交相關界面廠 商回覆,當界面廠商收到疑義澄清表時,有義務針對界面間之問題於時間內提出 回覆,以解決界面問題;若土建廠商對於界面廠商之回覆仍嫌不足或未澄清,則 可再次提出問題;反之,若土建廠商可接受界面廠商之回覆,則視之為結案項目 (Closed out)。 若久未收到界面廠商之回覆,則將之視為未結案項目(Outstanding Item)並 於界面協調會議時提出或發文再次告知,提醒界面廠商請求盡快回覆,以避免界 面間之問題懸而未決影響廠商之工作進度。 表 3-4 疑義澄清表

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3. 主界面管理表(Interface Master Log) 業主台灣高鐵公司為方便掌控界面廠商間之界面事件處理情況,因而發展出 一套界面管理系統之軟體,此界面管理系統被設計成使用者(業主及界面廠商指 定之界面人員)在業主與界面廠商間之組織架構下負責界面管理,它是一個三個 連帶者之關係系統,包含“業主方"利用網域瀏覽器(web browser)作為操作工 具,以及網域伺服器(web server)提供進入台灣高鐵公司內部網絡(Internet), 它也提供一個紀錄單一界面事件始末的功能並登錄任何單一界面事件之改變,還 有協助提供正確性,紀錄性,完整性的訊息,其流程如圖 3-10 所示。 IMS – 主界面管理系統採用 MS.SQL 作為資料庫系統,所有界面紀錄均儲存 在以下四個資料庫中,表 3-5 針對各資料庫作特性說明。 表 3-5 資料庫處理過程說明 資料庫 資料處理敘述 輸入表 Input Table 界面承商提供界面紀錄並鍵入”輸入表”中,所有鍵入的資料當中將 會存入在”輸入表”中,直到業主授權代表,如:駐地工程師,界面 經理或界面管理閱覽過。一旦紀錄閱覽過後,業主授權代表將此筆 紀錄移轉到主界面管理表(Master Interface Log)以及歷史紀錄資料 庫中,只有原始使用者可以修正”輸入表”內之紀錄。 主界面管理表 Master Interface Log 主界面紀錄表係系統中主要的資料表,它儲存了目前所有界面事件 之相關紀錄,且只有使用者才能去修改它。一旦資料修改完成後, 它將被轉移至”更新”表欄底下。 更新表 Update Table “界面廠商間對於某單一界面事件之協調情形有所改變",時使用 者將改變的部份修改並儲存於『更新表』中,這些資料在即將轉存 入” 主界面紀錄表”以及加入”歷史紀錄表”之前會由業主之授權代 表審視之。 歷史紀錄表 History 此系統督察並記錄所有輸入的資料以及修正的部分,紀錄將自動轉 存入” 歷史紀錄表”中以為查核用。

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Input New Record 輸入新紀錄 Input Table 修正表格 4. CSD/SEM/IDD/DRD 圖說 誠如 3.2.5 節所述根據界面廠商提送之各階段相關界面圖說,供土建廠商製 作 CSD/SEM/IDD/DRD 圖說,並於每階段完成後送交相關界面廠商審查並確認。 若確認完後機電廠商的需求如果還有衝突則透過協調解決,將最新需求放入下一 版修正。

5. 三月預定進度報表(Three Monthly Programme)

除了 CIP 網圖以外,土建承商必須預告其工作進度給界面廠商,以便界面廠 商配合。這個工作進度的預告資料稱為 Three Monthly Programme。

6. 其他協調工具

除了上述各種協調方式以外,工地配合實際需要,往往召開各種協調會議、 View審閱

Update Table 更新表格

Master Interface Log 主界面管理表 History Record 歷史紀錄 Modify 修正 Contractor 承包商 Contractor 承包商 THSRC 高鐵公司 圖 3-10 主界面管理表處理流程

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現場會勘來解決實際的界面問題。另外,發公文來解決界面問題也是常見的處理 方式。至於電話聯絡或直接到對方辦公室溝通更協調工程師的家常便飯。從另一 個角度來說,「開會」、「溝通」及「發文」永遠是最基本的協調工具。

3.6 里程碑(Milestone)

在計價中心(Price Center)中,由業主指定之界面成果的里程碑等,應以『本合 約』開工日起算的每 6 個月為一時段。在各里程碑期限日的 8 週前或更早,業主代表 將對承包商的界面管理制度,進行滿意度和品質的稽核。該稽核將評估承包商對下列 各項的符合程度: 1. 合約及其他有關界面協調規定的責任。 2. 「協調界面報告」及「協調界面預定進度」等的準備。 3. Combined Service Drawing (CSD) - 綜合設施圖。

4. Structural Electrical Mechanical Drawing (SEM) - 結構機電圖。

5. Delivery Route Drawing (DRD) - 運送路線圖。

6. Interface Demarcation Drawing (IDD) -界面分界圖。

數據

表 2-1  台北捷運局工程界面的整合方法  機電-土木界面  機電-機電界面  定義  機電標所需與土建標之設計、施工存有之實體安排關係之協調 事項。  機電標之間所應進行之界面協 調事項,包含全部之功能界面與少數的設備組裝的實體界面。  基本規劃  (1)  彙整土建設計單位及其他單位之基本需求。 (2)  委約圖說中的界面規劃。  (3)  細部設計顧問服務合約草案 中之界面工作規定。  技術規範中的界面規劃及界面事項訂定  細部設計  (1)  細部設計顧問設計文件之送審及審查。  (2)  機電承
表 2-2  捷運機電工程界面管理  機電工程 界面  主要考量  說明  內部界面  機電工程與土建工作的互動  捷運建設初期以土建為主,機電為輔,機電工程管線的佈設,設備位置的安排,進場時機及工作環境的配合,均仰賴土建藉由 SEM/CSD 圖說,CIP 會議做適當的處理;機電工程進場後,高壓供電前,土建與機電角色逐漸易位,三軌送電後 改由機電為主,土建為輔。  水電/環控之配合  主要包括低壓供電、提供機房接地銅排、提供不斷電系統、啟動機房抽排風、啟動空調以及緊急 發電機測試等。這些工作看似簡單,實際運
圖 3-1  高速鐵路工程計畫執行架構(吳福祥,2006) 交通部 (高鐵局) 獨立查核驗證 (ICEV)  銀行團  (25家銀行) 台灣高鐵公司 (THSRC) 土建 工程 車站建築工程 機電核心系統工程軌道 工程 維修基地工程 設計合約施工合約 EPC 統包合約D&B 統包合約設計合約施工合約 ICE/ISE 股東 D&B 統包合約  3.2  高速鐵路界面工程之介紹及實務整合 3.2.1  前言 台灣高速鐵路工程規模龐大,且為一個國際標工程,其間之界面相當多且繁雜, 為方便協調相關界
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參考文獻

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