中華大學

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中華大學

碩士論文

分析污水下水道管線故障因素之研究

Analysis for the Pipelines Fault Factors of Sewage System

系所別：營建管理研究所

學號姓名：M09516033 趙哲雄

指導教授：鄭紹材博士

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誌謝

時間真快，記得 95 年夏天才來到中華，一晃眼又是鳳凰花開的七月了，兩年的學涯，對有了年紀的我，真是ㄧ大考驗，體力及意志力，

尤其最後一學期趕寫論文的辛酸，過程真是一言難盡，除了心理的壓力，搜集、整理資料到題目審、進度審、所內審及最後口試，每個關卡都在跟時間比賽，個中滋味，有沮喪、挫折幸好朋友、同學的鼓勵、

幫忙；也有所思所得來自老師的指導、加油。這一切正是點滴在心頭，

如人飲水，冷暖自知。

首先要感謝的是指導教授鄭老師的細心指正，諄諄教導及鼓勵加油，沒有他的引導，就像找不到燈塔，迷失的船隻，抓不到重點及方向，真的要深深的感謝他；另外口試委員陳建忠博士及梁漢溪博士兩位老師的加以斧正，使論文得以順利通過，更要再三感謝他們。

重拾書包，再當學生是意想不到的，不過記得年輕大學畢業，剛退伍下來，唸研究所的想法一直是念念不忘的，但由於當時環境、經濟條件以及老爸的期許(趕快到社會做事賺錢是最重要的)，一直躭擱下來，如今在退休半年餘，終可一償宿願，其實要好好感謝另一半及家人的支持，才可無後顧之憂順利完成學業，也實現了一生期許的願望，

那種心靈上充實的感覺，是難以形容的。

這兩年，一路走來，長官、同事的支持、協助不少，非常感謝他們，尤其上課期間報告的撰寫繳交，期刊發表到最後論文的完成，由於同學兼同事阿德、文清的協助以及女兒惠玲、靜儀、女婿小龍的幫忙，對我的畢業，都是功不可沒的，在此都要謝謝他(她)們。

最後，也要謝謝專家團隊的每一成員，在臨門一腳時，提供寶貴意見；更要深深感謝在背後支持、鼓勵的一股力量，使我得以平安、

順利達成目標，感謝再感謝。

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摘要

關鍵字：污水下水道、維護管理、故障因素

由於污水下水道建設，是維繫社區環境衛生與國民生活品質之良窳。近年來，已被先進國家列為評定都市環境重要指標之一。台北市污水下水道自民國六十三年開始興建，至今已經三十餘年，其建設成果無論是污水處理廠站設施、收集管線、用戶接管或營運管理，皆有相當之成果。為延續污水下水道的建設成果，管線的維護管理成為不可或缺的要素，台北市污水下水道普及率目前已達 85%以上，隨著普及率的提升，面臨到的問題困難度日益增加，成為本研究的研究動機。

因此如何透過污水下水道管線維護管理的探討，分析其故障因素將是本研究的主要目的。本研究將以文獻回顧、案例探討、柏拉圖及專家訪談作為主要的研究方法，並且針對管線故障因素提出解決對策，同時將此成果回饋到規劃、設計、施工及使用管理上，庶可作為污水下水道建設管理參考，也期盼因而延長管線生命週期並減少維護費投入。

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ABSTRACT

Keywords: sewage, maintenance and management, fault factors

The constructions of sewage system support the environment and the quality of life. Recently it was listed as one of the important indexes to assess the city environment by the developed countries. The Sewage system in Taipei City started built from 1974, up to now it is already more than 30 years. The results of constructions are plenteous, including sewage treatment plant, station facilities, underground pipelines systems, the customer sewer pipelines, and the operating management. In order to maintain the results of construction of sewage system, the maintenance management of pipeline becomes necessary main factor. Sewage popularization rate in Taipei City has already reached to above 85%

currently. The problem is more difficulty accompanying the popularization rate promotes.And it is the study motive of this research. The main purpose of this research is analyzing fault factor of the maintenance and management of sewerage.The main methods of this research are the references, the case studies, Plato method. In addition to studying the fault factors, presenting the solutions of fault factors of pipelines, and providing to design, construction and management maintenance. Expect to decrease the cost of maintenance and management by prolonging the pipeline life cycle.

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表目錄

表2.1 用戶接管普及率及污水處理率統計一覽表... 10

表2.2 污水下水道管線設施檢查頻率表... 16

表2.3 管線系統檢查期程預定進度表及原則... 20

表2.4 管線系統檢查清理週期表... 21

表2.5 管線故障原因... 22

表2.6 異常項目分類程度判斷準則表... 25

表2.6 異常項目分類程度判斷準則表(續)... 26

表2.7 管線維修工法與用途評估原則表... 35

表2.8 管徑與淤泥沈積深度界限表... 37

表2.9 管線修繕工法與分類表... 39

表2.10 下水道相關單位基礎建設維護管理頻率比較表 ... 41

表2.11 衛生下水道工程處污水下水道維護管理檢查頻率... 41

表2.12 高雄市工務局下水道工程處維護管理檢查頻率 ... 42

表2.13 日本下水道各市維護管理頻率... 43

表2.14 設備維護管理歷史演化... 44

表3.1 民國 88 年異常狀況分類統計表... 48

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表3.2 台北市衛生下水道工程各區管線異常分類統計表 ... 50

表3.3 台北市第 I 區衛生下水道工程管線異常分類統計表 ... 53

表3.4 台北市第 II 區衛生下水道工程管線異常分類統計表... 54

表3.5 台北市第 III 區衛生下水道工程管線異常分類統計表 ... 55

表3.6 台北市第 IV 區衛生下水道工程管線異常分類統計表 ... 56

表3.7 台北市衛生下水道工程管線異常分類統計表... 58

表4.1 受訪專家基本資料一覽表... 68

表4.2 異常項目發生原因與生命週期對照表... 69

表4.2 異常項目發生原因與生命週期對照表(續)... 70

表4.3 異常項目因應對策與生命週期對照表... 72

表4.4 管線故障因素發生原因與因應對策對照表... 74

表4.4 管線故障因素發生原因與因應對策對照表(續)... 75

表4.4 管線故障因素發生原因與因應對策對照表(續)... 76

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圖目錄

圖1.1 研究流程圖... 5

圖2.1 污水下水道系統圖... 9

圖2.2 臺北市污水下水道系統圖... 12

圖2.3 閉錄電視攝影機（CCTV）檢查說明圖... 18

圖2.4 管線設施異常現象分類圖... 23

圖2.5 管線異常狀況及修繕工法評估分析流程圖... 36

圖3.1 統計分析作業流程示意圖... 47

圖3.2 民國 88 年影響管線結構性能異常狀況分佈柏拉圖 ... 48

圖3.3 人員進入管內目視檢查說明圖... 49

圖3.4 CCTV 攝影機檢查說明圖 ... 50

圖3.5 台北市行政區地圖與本研究案例位置關係說明圖 ... 51

圖3.6 台北市行政區地圖各區異常數量百分比統計圖 ... 52

圖3.7 第 I 區管線異常狀況柏拉圖 ... 54

圖3.8 第 II 區管線異常狀況柏拉圖 ... 55

圖3.9 第 III 區管線異常狀況柏拉圖... 56

圖3.10 第 IV 區管線異常狀況柏拉圖 ... 57

圖3.11 第 I 區；第 II 區；第 III 區；第 IV 區管線異常狀況柏拉圖 .. 58

圖4.1 管線故障因素特性要因圖... 63

圖4.2 異常項目發生原因與工程生命週期對應圖... 65

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第一章緒論

1.1 研究動機

由於污水下水道建設，是維繫社區環境衛生與國民生活品質之良窳。近年來，已被先進國家列為評定都市環境重要指標之一[1]，89.9.21 政府正式宣示：「未來四年內政府將投入五百億元，將污水下水道普及率由現行的6.5％提升至 17％」。推估至中長期計畫上，未來繼續投入經費高達數千億以上；因此推展台灣地區污水下水道普及率，成為當前施政重要計畫。尤其現階段將以四大都會區(台北市及台北縣、台中市、台南市、高雄市)污水下水道系統為興建標的，並認為當前台灣地區環境管理議題上，都會區河川水域水污染防制之重要措施，為 21 世紀議程-污水下水道永續發展課題。台北市污水下水道自民國六十三年開始興建，至今已經三十餘年，其建設成果無論是污水處理廠站設施、收集管線、用戶接管或營運管理，皆有相當之成果[2-4]。

為延續污水下水道的建設成果，管線的維護管理成為不可或缺的要素，台北市污水下水道普及率目前已達 85%以上，隨著普及率的提升，面臨到的問題困難度日益增加。因此如何透過污水下水道管線維護管理的探討，分析其故障因素，並對管線故障提出解決對策，同時藉由研究成果，回饋到規劃、設計、施工及使用管理上，庶可作為污水下水道建設管理參考。

又根據文獻[5]指出，設備故障的定義為：設備或零組件喪失其規定性的狀態及功能。然而污水下水道管線的功能，在於收集及輸送，

因此，本研究將管線故障定義為：喪失或減損收集及輸送功能。

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1.2 研究目的

本研究主要的目的即希望就管線維護故障原因的探討，透過歷年維護成果數據資料分析其故障因素，達到下列主要目的：

1. 經由文獻回顧及資料建立，歸納分析得其管線故障因素。

2. 藉由故障因素統計數據，利用品管手法，如柏拉圖原理，及特性要因圖等取得關鍵改善因素。

3. 依取得各管線故障因素，建立優先順序，提出因應之解決對策。

1.3 研究範圍

污水下水道系統包括輸送（收集）管線、及污水處理設施。由於污水下水道包括前述兩大系統，如管線主次幹管、分支管及用戶接管和廠站之抽揚水站及污水處理廠等設施，範圍廣泛。故本研究主要以污水下水道管線為主要的範圍，不包括抽揚水站與污水處理廠等設施。並以台北市污水下水道維護修繕為主要的研究對象。所蒐集到管線維護數據以台北市歷年實際巡檢統計資料為主。

1.4 研究方法

本研究採用文獻回顧及統計分析，建立污水下水道管線故障因素及數據，並以柏拉圖法對歷史故障紀錄進行分析，將複雜的因素予以系統化，取得故障因素的排序。此外更分析故障因素提出適當的因應對策，最後再透過專家訪談修正。研究方法如下：

1. 蒐集相關的污水下水道管線維護管理的學術研究發表與實務技術報告等相關文獻，以及實際的污水下水道管線維護巡檢紀錄，統計分析管線故障因素並取得排序。

2. 總結分析提出適當的因應對策，並透過專家訪談修正。

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本研究將對文獻回顧法、柏拉圖法、專家訪談法說明如下：

一、文獻回顧法

藉由碩博士論文、期刊及相關文獻回溯有關污水下水道、管線維護技術與應用等文獻，以瞭解污水下水道管線維護作業流程、故障因素、及提供本研究調查項目建立之參考。

二、柏拉圖法

（一）定義

此發明者以 19 世紀義大利經濟學家柏拉圖（Pareto）的名字而得名。柏拉圖最早用排列圖分析社會財富分佈的狀況，他發現當時義大利 80%財富集中在 20%的人手裡，後來人們發現很多場合都服從這一規律，於是稱之為 Pareto 定律。後來美國品質管理專家運用柏拉圖的統計圖加以延伸將其用於品質管理。

（二）圖形結構

在座標軸的縱軸有二種衡量尺度，左邊為品質特性，右邊是百分比。橫軸是分析的項目，項目排列的順序是從大到小，其他在最後。

（三）繪製步驟

1. 決定分析項目，蒐集數據。

2. 依分析項目整理數據。

3. 製作查檢表、求出累積數、百分比、累計百分比。

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（四）使用要領

1. 柏拉圖是用來做重點管理的工具，重點通常只佔全體的一小部份，只要掌握重點的少數，就能控制全體。通常重點只佔全體的百分之二十，但影響度卻能佔百分之八十。

2. 柏拉圖可以配合層別法一起運用，繪製層別柏拉圖。對柏拉圖上的重點項目，進行更深入的探討。

3. 柏拉圖可用做問題改善前、中、後的比較分析，確認改善對策的效果。

三、專家訪談法

專家訪談法乃是挑選相關學科中具代表性的專家進行訪談，藉由請問領域專家，是否認同透過各項分析而綜合得到的知識架構，若不認同，還可如何修改。專家訪談的目的，主要目的是希望藉由訪談了解確實需求，將各評估因子加以整合，並且訂定出應因對策，提供未來管線維護管理之依據。

一般調查訪談工作的進行，若對於系統專業性較高的標的，可採用深入訪談的方式進行，由對象專家進行開放性的介紹及經驗分析，

並做出完整的記錄，以篩選出適切的決策因子。

1.5 研究步驟及流程

研究流程如圖1.1 所示：

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建立研究動機與目的

文獻回顧與探討現況檢討與資料蒐集

彙整歷史資料

歷史資料統計分析

分析結果探討

污水下水道管線故障因素提出對策

成果整理與論文撰寫能建立對策

第一章緒論

第二章文獻回顧

第三章案例資料統計分析

第四章影響因素探討與未來改善對策

第五章結論與建議專家訪談

對策探討

無法建立對策

圖1.1 研究流程圖

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第二章文獻回顧

本章對污水下水道管線維護管理的意義做文獻的回顧，接著對污水下水道管線維護管理所面臨到的問題、未來解決的策略與辦法進行探討。

第三章台北市污水下水道案例資料分析與探討

藉由污水下水道管線維護資料，進行項目統計數量分析，確認並探討污水下水道管線故障因素。

第四章影響因素探討與未來改善對策

針對第三章所提出的管線故障因素，探討發生的原因、以及對各因素的改善對策，並以專家訪談法修正管線故障因素與因應對策，藉以作為未來污水下水道管線施工及維護之參考。

第五章結論與建議

總結本研究的主要成果，並提出對未來後續研究的相關建議。

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第二章文獻回顧

2.1 污水下水道簡介

根據文獻[6]下水道法，第一章總則，第二條的內容如下：

本法用辭定義如左：

一、下水：指排水區域內之雨水、家庭污水及事業廢水。

二、下水道：指為處理下水而設之公共及專用下水道。

三、公共下水道：指供公共使用之下水道。

四、專用下水道：指供特定地區或場所使用而設置尚未納入公共下水道之下水道。

五、下水道用戶：指依本法及下水道管理規章接用下水道者。

六、用戶排水設備：指下水道用戶因接用下水道以排洩下水所設之管渠及有關設備。

七、排水區域：指下水道依其計畫排除下水之地區。

根據文獻[7]污下水道為由下水道管、抽楊水站及污水處理廠所構

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2.1.1 下水道管

住宅的廚房、沖洗式廁所、浴室及洗衣等所排出的污水，以及由工廠所排出的廢水，經由各住宅、工廠之排水設備，流入污水陰井，

再接入污水下水道管，輸送至污水處理廠處理。

另降雨於建築物之屋頂或降於地面之雨水，則經由地面側溝流入下水道連接管及雨水陰井後，流入下水道中，而直接排入河川、海洋，

管徑從最小的20cm 至直徑數公尺，依據集水量而定。下水管約每 50

～200m 距離，就必須設置人孔，以提供清掃及維修時，進入下水管內之用。

2.1.2 抽水站

下水（污水或雨水）一般為依地面高差方式以重力流輸水，但有時因地形關係，而無法藉重力流輸水時，必須設置抽水站，將水揚升後再由下水道管輸送或放流河、海。

2.1.3 污水處理廠

由污水下水道管所收集的污水，輸送至污水處理廠，為避免污水放流對水體造成污染，必須進行污水處理之設施，稱為污水處理廠。

污水進入污水處理廠時，都因下水道管已埋設很深，故先由抽水機將污水揚升至地面後流入沈砂池去除粗大固體物和砂粒，再流入最初沈澱池，約停留2 小時，以去除可沈澱性固體物，此一階段處理，稱為初級處理。

經初級處理後的污水，再進行二級處理，以使處理水更乾淨。二級處理多採用微生物處理，有數種方法，其中以活性污泥法較為普遍被應用。活性污泥法為使經初級處理的水，流入曝氣槽，加以曝氣，

使其與微生物（活性污泥）相混合，約經6 小時左右的停留，污水中

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有機物被微生物所分解，部份增殖為新的微生物（活性污泥），流入最終沈澱池，約經2 小時停留而予以沈澱分離，分離之上澄水，再經消毒後，放流水於河川、海洋。

圖2.1 污水下水道系統圖[7]

2.2 污水下水道建設沿革

污水管線與設施是污水下水道管網系統中最基本的單位，擔負著輸送家庭污水、事業廢水等功能，經系統收集後輸送至污水處理廠處理，最後由放流管排放至河川或外海，讓市民有舒適、乾淨的生活空間。

從內政部營建署的統計資料指出，截至2008 年 2 月 29 日止，台北市公共污水下水道普及率已達85.37%，而污水處理率亦達 91.77%。

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表2.1 用戶接管普及率及污水處理率統計一覽表

污水處理率(%) Percentage of Population Served by Waste Water Treatment Plants

縣市別

各縣市總人口數

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各縣市總戶數

(2)

公共污水下水道接管戶數

(3)

專用污水下水道接管戶數(4)

建築物污水處理設施設置戶數(5)

污水處理戶數合計 (6)=(3)+(

4)+(5)

公共污水下水道普及

率 (7)=(3)

/(2)

專用污水下水道普及

率 (8)=(4)

/(2)

建築物污水設施設置

率 (9)=(5)

/(2)

污水處理率合計 (10)=

(7)+(8) +(9) 台北市 2,629,689 657,422 561,488 27,458 14,650 603,596 85.37 4.17 2.23 91.77 高雄市 1,520,926 380,232 191,248 30,834 73,800 295,882 50.28 8.11 19.40 77.79 臺灣省 18,723,987 4,680,997 260,224 663,169 476,350 1,399,743 5.56 14.16 10.17 29.89 台北縣 3,800,575 950,144 149,833 392,885 81,149 623,867 15.76 41.32 8.54 65.62 宜蘭縣 460,319 115,080 24 5,340 8,043 13,407 0.02 4.64 6.99 11.65 桃園縣 1,937,045 484,261 12,089 105,409 68,980 186,478 2.49 21.75 14.23 38.47 新竹縣 496,422 124,106 — 22,419 23,931 46,350 0.00 18.05 19.27 37.32 苗栗縣 560,197 140,049 — 4,186 11,070 15,256 0.00 2.99 7.90 10.89 台中縣 1,551,722 387,931 3,199 20,450 39,014 62,663 0.82 5.27 10.05 16.14 彰化縣 1,314,311 328,578 — 5,890 7,801 13,691 0.00 1.79 2.37 4.16 南投縣 533,607 133,402 3,287 3,315 20,942 27,544 2.46 2.49 15.70 20.65 雲林縣 725,376 181,344 — 3,091 25,917 29,008 0.00 1.70 14.29 15.99 嘉義縣 551,154 137,789 5,477 3,346 7,254 16,077 3.98 2.43 5.27 11.68 台南縣 1,105,348 276,337 392 7,897 17,652 25,941 0.14 2.86 6.39 9.39 高雄縣 1,244,354 311,089 16,208 12,595 48,933 77,736 5.21 4.05 15.73 24.99 屏東縣 889,319 222,330 2,494 4,099 17,967 24,560 1.12 1.84 8.09 11.05 台東縣 233,609 58,402 — 246 4,898 5,144 0.00 0.42 8.39 8.81 花蓮縣 343,262 85,816 — 1,173 4,919 6,092 0.00 1.37 5.73 7.10 澎湖縣 92,423 23,106 — 463 4,562 5,025 0.00 2.00 19.75 21.75 基隆市 390,216 97,554 4,717 2,768 8,256 15,741 4.84 2.84 8.47 16.15

新竹市 399,599 99,900 — 16,768 15,750 32,518 0.00 16.77 15.75 32.52 台中市 1,056,993 264,248 43,795 33,539 34,207 111,541 16.56 12.68 12.94 42.18 嘉義市 273,137 68,284 — 2,733 8,802 11,535 0.00 4.00 12.88 16.88 台南市 764,999 191,250 18,709 14,557 13,466 46,732 9.78 7.61 7.04 24.43 福建省 91,857 22,964 6,075 63 — 6,138 26.41 0.27 0.00 26.68 金門縣 81,903 20,476 4,686 1 — 4,687 22.84 0.00 0.00 22.84 連江縣 9,954 2,489 1,389 62 — 1,451 55.81 2.49 0.00 58.30

合計 22,966,459 5,741,615 1,019,035 721,524 564,800 2,305,359 17.74 12.56 9.83 40.14 說明:

1.上述各縣市總人口數係由內政部戶政司網站(http://www.ris.gov.tw)年度統計至 9701 底資料。

2.分母為依據 91.11.12 本署邀行政院主計處、經建會、環保署、縣市政府、學者專家召開「污水下水道普及率相 關參數及計算公式座談會」研商共識，各縣市戶數係依各縣市戶政資料總人口除以假設每戶四人而得。

3.本資料係由各縣市政府提送之相關資料填報。

4. 資料截止日期：2008 年 02 月 29 日

資料來源:[11]

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2.2.1 民國 61 年-台北區衛生下水道綱要計畫

民國58 年，政府依據聯合國發展計畫（特別基金）實施方案，商請聯合國資助，由世界衛生組織（WHO）委託美國 CDM 公司與我國經合會台北區衛生下水道規劃小組共同研擬「台北區衛生下水道綱要計畫」。綱要計畫於民國 61 年完成，其目標在建立大台北地區之區域性分流制集中處理衛生下水道系統，將區域內之家庭及工業廢水，以沿基隆河、新店溪及大漢溪施設之污水幹管匯集至淡水河口經初級處理後海放，以達改善環境衛生及防治河川污染的雙重目的。

此為大台北地區污水下水道系統之濫觴。該綱要計畫規劃完成後，台北市污水下水道建設概貌如圖2.2 所示，將主、次幹管系統、迪化汙水廠、截流設施等位置標示出來，也是三十幾年來除部分計劃修正外均已建設完成，後續分支管及用戶接管興建佈設均以此為根據次第施工完成，達到目前接管率85%以上。

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圖2.2 臺北市污水下水道系統圖[8]

2.2.2 民國 64 年-台北區衛生下水道初期實施方案

根據綱要計畫內容，在位於淡水河口的八里污水處理廠完工前12 年間，經下水道收集後的污水仍將未經處理而排入河川，因此台北市政府乃成立「台北區自來水及衛生下水道工程處」，並研提「台北區衛生下水道初期實施方案」報陳行政院。初期實施方案擬於過渡時期先興建迪化污水處理廠及水肥投入站，並於台北市基隆河及淡水河本流

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沿岸主要排水出口設置晴天污水截流站，以加速改善環境衛生及河川水質。該方案自民國64 年起計分兩期各六年實施，於基隆河沿岸共完成濱江、建國北路、新生及圓山等四座截流站，於淡水河旁完成環南、

華江、中興橋、忠孝橋、民生及延平北路 6 主截流站及双園水肥投置站一座。

2.2.3 民國 73 年-台灣省台北近郊衛生下水道系統規劃

原「台北區衛生下水道綱要計畫」提出時，台灣省部份因經費籌措困難而遭擱延，民國72 年，前台灣省政府住都處成立「台北基隆區衛生下水道系統規劃隊」，依原綱要計畫之原則與構想，重新辦理污水下水道系統之規劃，並於民國 73 年完成「台灣省台北近郊衛生下水道系統規劃」。規劃範圍包括台北縣14 個鄉鎮市及基隆市七堵、暖暖區，

以民國109 年為目標年。

系統規劃將台北近郊污水下水道系統分三期共15 年實施，第一期為興建獅子頭抽水站、陸上放流管、簡易污水處理廠及海洋放流管等下游放流設施，除可立即解決台北市迪化污水處理廠至民國79 年時超量污水出口之迫切問題，並將三重、新莊地區先行接管，俾改善該地區之環境衛生。第二期工程除擴建獅子頭抽水站並改建八里污水處理廠為初級處理外，並擴大接管地區至板橋、永和、中和、新店等主要人口密集地區及配合台北市 B 幹管之延伸將基隆河地區污水納入系統；而第三期工程除再擴建獅子頭抽水站、陸上放流管、八里污水處理廠及海洋放流管等工程至最終容量，並將用戶接管系統繼續延伸至納入整個規劃區域。

(24)

2.2.4 民國 77 年-台北市污水下水道系統計畫

台北市政府衛生下水道工程處依據「台北區衛生下水道初期實施方案」之執行成果，參考台北市之未來發展研提該計畫，重新劃分集污區，並擬提升迪化污水處理廠至二級處理，而超量污水則經由穿越淡水河幹管及省市共同設施送至八里污水處理廠。同時除了已完成之 10 處截流設施外，另擬再興建 7 處截流設施，其中屬基隆河流域者計有大直、內湖路、港墘、南京、五分埔等 5 座截流站，以便於污水下水道尚未全面普及前，先行截流原本直接排入基隆河之晴天污水至迪化污水處理廠經處理後再排回淡水河本流。

2.2.5 民國 83 年-淡水河系污染整治實施方案檢討

先期工程在推動過程中，因遭遇諸多政治性、行政性、技術性及民眾抗爭等困難而無法如期完成，因此環保署特於民國83 年辦理「淡水河系污染整治實施方案檢討」工作，期經由執行之體認及經驗，規劃淡水河系污染整治計畫後續實施方向。其近程方案主要是完成先期工程，進行事業廢水管制使符合87 年放流水標準，進行垃圾掩埋場滲出水收集處理，加強化糞池清理，提昇污水下水道用戶接管率達台北市38%、台北縣 8%，並開啟污染濃度高之截流站。遠程方案除持續執行各項近程方案外，並擬提升污水下水道用戶接管率達台北市 86%、

台北縣40%，並開啟高濃度之截流站。

在污水處理工程方面，建議除民生污水處理廠（16,000CMD）外，

於基隆河截彎取直新生地設置內湖污水廠（24 萬 CMD），提升迪化污水廠為二級處理（最大擴建至60 萬 CMD）；配合關渡平原及社子島開發，於關渡設置 25 萬 CMD 之污水廠，則合計關渡、民生、內湖、迪化、八里（132 萬 CMD）及六堵等污水處理廠約可達 244 萬 CMD 之處理量，因此八里廠僅需擴建至 220 萬 CMD 即可取代原計畫 330 萬

(25)

CMD 之最終處理容量。在此情況下，可考慮將省市共同設施簡化為二期工程，僅需於獅子頭增設兩部機組並擴建八里污水廠至 220 萬 CMD，其餘省市共同設施則不需擴建或施設。

2.2.6 民國 87 年-「台灣省台北近郊污水下水道建設計畫」

第二、三期工程通盤檢討評估規劃依據民國73 年前台灣省住都處檢討規劃之「台灣省台北近郊衛生下水道系統規劃」報告，建議台北近郊污水下水道系統自民國75 年起分 3 期共 15 年實施，至民國 87 年，

第一期工程已幾近全部完工，而第二期工程亦因應實需進行中。內政部營建署為儘速展現已投資之工程效益，於民國 84 年召開「研商檢討台灣省台北近郊污水下水道系統二、三期工程尚未辦理部分相關事宜」

會議，決議就區域性系統實際施作狀況提出檢討，並對區域性系統與分成中、小系統之利弊進行比較、評估，故暫緩工程未辦工作，俟評估後再修正實施。

該規劃在彙整相關建設成果及各界意見後，將十年內較可行且無爭議部分綜合歸納彙整成定案計畫，經考量用戶接管進度及扣除迪化、民生、內湖和六堵等分區系統之處理容量，至民國97 年時必須由八里污水處理廠處理之超量接管污水為 86 萬 CMD，相較於第一期工程 132 萬 CMD 之處理規模，八里廠尚有 46 萬 CMD 之餘裕容量可處理截流污水。因此決定先完成執行中之所有工程，並要求台北縣、基隆市及桃園縣等地方政府積極於轄內尋求可興建污水處理廠之用地，

而原訂於民國97 年後展開之工程則定位為遠程計畫而暫緩執行，待評估第一期工程之營運情形及各縣市檢討設置分區系統之成果再議。

(26)

2.3 污水下水道管線檢查

2.3.1 管道內部檢查

由於管線與設施大部分埋設於路面下，故如何以制度及有計劃性的將管線設施依性質、區域及時間等因素，分項執行人孔設施巡檢、

幹、分支管內部檢測及機電設備檢查等業務，以維護系統之輸送功能、

延長管線設施使用年限及確保設施安全。如表2.2 為巡檢頻率表。

表2.2 污水下水道管線設施檢查頻率表

類別項目頻率

人孔外部設施每年巡檢三次以上人孔內部設施每年巡檢一次以上

主、次幹管道內部竣工後每15~20 年檢測一次

例行檢查

分支管網管道內部竣工後每10~15 年檢測一次主次幹管及分管網異常時

用戶連接管

同地點六個月內清疏次數超過三次以上；第四次清疏並以閉錄電視攝影機（CCTV）檢查管內狀況且予改善

錯接管檢查不定期地盤沉陷地震發生後

專案檢查

颱風防災檢查

1、水災發生前加強各人孔設施巡檢

2、水災發生時加強巡檢並防止易發生脫位人孔 3、水災發生後搶修受害或脫位人孔設施

資料來源[8]

管道內部檢查是檢查管體的構造、狀態，可區分為直接檢視（人員進入管內目視檢查）及間接檢視（閉錄電視攝影機檢查）二種方式。

一、直接檢視

(27)

Φ1200mm 以上（含 Φ1200mm）以人員進入管內檢查並採用一般攝影機等設備將異常狀況拍攝錄影存證。

二、間接檢視

Φ1200mm 以下（不含 Φ1200mm）利用閉錄電視攝影機（CCTV）

逐段檢查管內狀況並錄影存證。這種方法是把閉錄電視攝影機（CCTV）

置於管道內，通過在地面上的監視器觀察下水管的破損、裂縫、浸入水、連接管的狀態等，把它作為資料收錄在錄影帶上。

CCTV（Close Circle Television）檢視管線閉路電視系統乃為管線驗收與評估最主要的工具，乃為使用最久管線檢視系統之一，該系統之應用乃源於 1950 年間，而於 80 年代由於近代電子學之賜，提高電子零件可靠度、改進其性能並降低其成本、使其應用於管線檢測更具成效 [8]。圖 2.3 為 CCTV 檢查說明圖。

(28)

圖2.3 閉錄電視攝影機（CCTV）檢查說明圖[8]

2.3.2 管線設施內部功能檢查週期

管線腐蝕、劣化而產生的裂縫是浸入水、土砂流入而造成道路陷沒的原因，現階段用目視或者閉錄電視攝影來檢查管線內部，記錄裂縫發生狀況以及腐蝕和劣化的狀況，根據目視、閉錄電視檢查的結果做為判斷主體，調查前用高壓洗淨車把管線內部清洗乾淨。

轉向輪測距器

TV 攝影機 TV 電纜線

TV 螢幕控制盤

資訊操作鍵盤

TV 攝影機控制盤電纜捲輪控制器 TV 檢視車控制室

(29)

有關管線設施內部功能檢測每年至少乙次，對人孔內部主體及水理功能進行常態性檢視，以掌握系統基本狀況，為確切得知管網系統管內狀況，需訂定定期清理檢查週期，依鋼筋混凝土管設計使用年限二十五至三十年及參照「財務標準分類」內第二類房屋建築及設備分類表第二項水利用建築及設備之第四目水利用建築「第五節排水用建築、排水暗管」最低使用年限二十五年、「第三節自來水用建築、鋼筋混凝土輸水設備用建築」最低使用年限四十年等為預定使用年限總期程，當管網系統達到使用年限時，管線功能若可正常使用，則仍依管線系統檢查週期予于繼續檢查使用。

因國內下水道建設發展歷史短，有關調查報告資料厥如，經參考日本『下水道管路設施更新手冊調查編集』中所載「敷設完成十至二十年期間需改善管線頗多，其原因是地質不良或車輛載重，或起因於硫化氫的腐蝕等，另一方面是埋設後經過五十至六十年的管線引起經年老朽的劣化。」，故管線會發生變異狀況的時期是敷設後會在較早的時期發生異常而需要改善，往後時期還有起因於經年劣化狀況需要改善的傾向。

以工程完工後保固期為五年作為管線使用期程單位，參照財務標準分類房屋建築及設備分類明細表「自來水用建築、鋼筋混凝土輸水設備用建築」為主、次幹管最低使用年限四十年及「排水用建築、排水暗管」為分、支管網最低使用年限二十五至三十年為各級管線預定使用總期程，制訂管線系統檢查期程預定進度表及污水下水道管線系統定期清理、檢查原則，如表 2.3、表 2.4 所示，由管線系統檢查期程預定進度表設定，主、次幹管檢查週期為十五至二十年，分、支管網

(30)

表2.3 管線系統檢查期程預定進度表及原則

本表修正文獻[8]

1、參照財務標準分數房屋建築及設備分類明細表「排水用建築、排水暗管」最低使用年限25 年與「自來水用建築、鋼筋混凝土輸水設備用建築」最低使用年限 40 年的期程，故本處鋼筋混凝土管設計使用年限主、次幹管40 年及分、支管網 25~30 年。

2、依據工程合約，工程完工後保固期為五年，做為管線使用期程單位。

3、參考日本下水道管路設施更新手冊調查編集中（1994 年版作者木下勳、西澤宏）所載

「敷設完成10~20 年期間需改善管線頗多…」訂定主、次幹管檢查週期為 15~20 年；分、

支管網10~15 年視財務狀況及系統功能而定。

4、達到使用年限時管線功能若可正常使用，則仍依此週期繼續檢查使用，故下水道工程完工驗收，管內檢查視為「初次定期檢查」，爾後依第3 條的頻率檢查為「後續定期檢查」，

形成下水道管線生命週期維護品質管理的一環。

第一個五年

第二個五年

第三個五年

第四個五年

第五個五年

第七個五年第六個

五年

第八個五年

保固期

工程竣工日

正常營運汰舊換新

主幹管、次幹管等級數的檢查週期（管線完成15~20 年）

分管網等級數的檢查週期（10~15 年）

(31)

表2.4 管線系統檢查清理週期表

項次項目檢查清理週期說明

1 Φ1650mm 以上完成 15~20 年為檢查週期

1、先調查屬性資料及研擬檢查計畫，再由專業人員進入直接錄影檢查管內現況。

2、依現況檢查之異常狀況編列預算進行清理維修作業。

2 Φ1650mm~Φ200mm 完成10～15 年為檢查清理週期

1、檢查前應先將管線洗淨，再依管徑 Φ1200mm 以上（含 Φ1200mm）由人員進入直接錄影檢查（目視檢查）或管徑 Φ1200mm 以下以 CCTV 檢查管內現況。

2、依現況檢查之異常狀況限期維修處理。

3 Φ200mm 以下（含 Φ200mm）

視使用狀況隨時清理檢視

1、住戶因污水管線異常阻塞申請清管（疏通管線），同地點若半年內連續清管三次以上者需管內檢查。

2、檢查前應先將管線洗淨，再由 CCＴＶ檢查管內現況。

3、當清管有困難或經檢查異常者需限期維修處理。

4 人孔設施（含陰井、

配管箱等）

1、外部設施（人孔蓋）巡查每年三次以上

2、內部設施巡檢每年至少一次

1、外部異常狀況：亟待改善部分需限期維修處理，計畫改善部分可錄案定期維修處理。

2、內部異常狀況：需限期維修處理。

5 特殊狀況時專案辦理

資料來源[8]

(32)

2.4 污水下水道管線故障因素與維護技術

2.4.1 管線故障原因

管線維護所要解決的問題，包含如何預為防患使管線不致發生故障，或將故障之發生降至最低程度；故障後怎樣排除、處理，使其恢復正常輸送或收集功能。不論前、後者；應先將一般管線故障原因加以瞭解，進而對這些故障的因素找出處理對策。根據民國七十二年發表的文獻[13]，其管線故障原因包含 8 項，如表 2.5 所示。

表2.5 管線故障原因

項次項目

1 排水量增加 2 水質惡化 3 粗大雜物流入 4 地盤下陷

5 管線單位施工或建築業建設造成故障 6 非法投棄

7 流量不足 8 管線設施老舊

資料來源[13]

又依據文獻[14]指出，因維護需求發生的故障原因可歸納為下列七點：

1. 設計規劃不當。

2. 施工品質不良。

3. 使用不當。

(33)

4. 材料與系統老劣化。

5. 災害毀損。

6. 環境改變。(如管線單位施工或建築業建設造成故障) 7. 規範改變。(如人孔蓋厚度、重量、材質之改變)

另根據文獻[15]指出，管線設施之異常現象分類如圖 2.4 所示。

下水道管線設施之異常現象

構造的異常

機能的異常

管理的異常

安定性

水密性

腐蝕磨損破損龜裂變形滲入水漏水接頭脫臼接頭襯墊外露附著油污附著混凝土異物混入(投入) 堆積砂土樹根侵入逆坡降彎曲蛇行接頭凸出踏步腐蝕人孔蓋磨人孔蓋凹人孔蓋不

(34)

文獻雖然指出管線故障原因，但從早期的文獻，由筆者於民國七十二年所發表的管線維護管理[13]，至民國九十五年的下水道管渠管理維護與修繕[15]，這些故障原因主要以參考文獻及經驗法則推論出來，

對照台北市現況尚無足夠的統計資料佐證，且並未對各項原因做出排序，加上近十年來接管普及率大為增加，本研究希望能藉蒐集之巡檢成果再進行全面性的統計分析。

2.4.2 管線異常狀況及修繕工法評估分析

一、管線異常狀況

對已達年限之污水管線按年度予以管內清理檢查，除需檢查管線異常狀況亦需一併檢查管線坡度及人孔現況高程等。

當檢測管線內部即依人孔外部、人孔內部檢查項目，分為輕度、

中度、重度三級，填報於管內清理檢視紀錄統計表並將異常狀況影像檔存入工程維護管理系統中。

再將檢查管線過程中認為有異常狀況依照管線異常狀況處理原則分類，嚴重及管線較長者將管線全段更新或局部修繕，而影響結構性能輕度狀況者則列入年度維護工程清理或賡續追蹤列管（如表2.6 為異常項目分類程度判斷準則，及各異常項目分類所對應的實際圖形）。

(35)

表2.6 異常項目分類程度判斷準則表代號異常分類程度判斷準則

輕

產生裂縫、沒有變形

中

產生裂縫、且造成變形

1 破損龜裂

重

破損、穿孔或產生滲漏現象

(36)

表2.6 異常項目分類程度判斷準則表(續) 代號異常分類程度判斷準則

輕

接管脫開或落差＜3 ㎝

中

接管脫開或落差＞＝3 ㎝

2 接管脫開

重

止水膠圈露出或產生滲漏

資料來源[8]

(37)

輕

樹根侵入佔管斷面＜＝25%

中

樹根侵入佔管斷面25%-50%

3 樹根侵入

重

樹根侵入佔管斷面＞＝50%

(38)

輕

表面剝落、管壁出現凹凸面

中

石材、強化鐵絲或鋼筋露出

4 腐蝕、沖蝕

重

石材掉落、鋼筋鏽斷

資料來源[8]

(39)

輕

積水佔管斷面＜＝30%

中

積水佔管斷面30%-50%

5 下陷

重

積水佔管斷面＞＝50%

(40)

輕

造成管徑損失＜5%

中

造成管徑損失＞＝5%

6 結垢

重

形成阻塞、清洗球無法通過

資料來源[8]

(41)

輕

造成管徑損失＜10%

中

造成管徑損失＞＝10%

7 淤積

重

形成阻塞、清洗球無法通過

(42)

輕

突出＜3 ㎝

中

突出＞＝3 ㎝（註 1）

8 接管突出

重

造成阻塞或滲漏

資料來源[8]

(43)

輕

滲出或水垢

中

流出

9 滲漏

重

噴出

(44)

表2.6 異常項目分類程度判斷準則表(續) 代號異常分類程度判斷準則 10 不明管接入外管錯接

11 橫斷管外管橫越破壞本處管線 12 人孔外部（人孔外部檢查項目表）

13 人孔內部（人孔內部檢查項目表）

註 1：以承受管道之管徑除 3 公分換算百分比以為判斷參考值。

2：經檢視後依中、重度兩種級數狀況列為管線更新目標，輕度則為補漏、換修或追蹤列管的對象。

3：本表係參照先進國家所訂標準。

資料來源[8]

二、修繕工法評估分析

根據文獻[8]指出，有關維護工程採用開挖或免開挖工法及其用途分類；如表 2.7 所示，另管線經管道內部檢查後發現異常狀況，可運用圖2.5 流程圖評估修繕工法。

(45)

表2.7 管線維修工法與用途評估原則表

項次項目

1 緊急應變搶修時。

2 需配合其他工程施工管線遷移。

3 與相連接的下游管線改變系統。

4 因增加流量管斷面需擴大改良。

5 由於管線結構的原因不能用其他方法時

（如對水流的影響程度）。

6 其它工法適合但技術上有困難時。

7 對交通衝擊的影響較少或有應變方法。

8 施工對週遭環境的影響程度。

9 既設管管材、管徑、施工長度。

10 施工時的排水問題。

備註：

1、屬 1、2、3、4、5 項者選擇用途為置換，工法為開挖或推進工法較佳。

2、備註 1 雖然用途與工法較明確，對於第 6、7、8、9、10 項等因素仍需考量其影響及方案。

3、屬 6、7、8 項者選擇用途為置換、翻修或點補，工法為開挖或免開挖工法。

4、備註 3 各項考酌的用途及工法較多樣，但加入第 9、10 項等因素的影響形成較關鍵指標。

資料來源[8]

(46)

圖2.5 管線異常狀況及修繕工法評估分析流程圖[8]

2.4.3 管線清理

根據文獻[13、17]指出，管線清理作業為處理故障第一步驟，亦為巡視、檢查結果之實施，為合理而有效果地進行應以往年所清理、累積之經驗，做有計畫性之全年實施，一般管道內淤積至何程度，應即實施清理作業，表2.8 可做為參考：

GIS 資料庫

管道內部檢查

管道異常狀況分析

修繕評估

管道異常狀況分類

維修工法分類

經費評估

編列新年度計畫管徑加大或系

統改變檢討

當年度維護工程執行管線系統檢查原則表緊急異常狀況（路面下陷）

1、人員進入管內目視檢查圖 2、 CCTV 攝影機檢查圖

1、管線檢視異常狀況分析對照表 2、異常狀況統計

追蹤調查免

要

錄案列管管線異常狀況處理原則分類表

影響管線結構性能異常狀況篩選表

1、採用開挖或推進工法評估表 2、管線維修工法與用途分類表

點補

整治

1、急迫性 2、經費足夠支應

(47)

表2.8 管徑與淤泥沈積深度界限表

管徑（m/m）淤泥沈積深度界限

Φ600 以下管徑之25％

Φ700~φ1400 150m/m Φ1400 以上管徑之10%

資料來源[12， 17]

清掃作業因管徑大小而可分為人工與機器清理方式，又因故障之程度而分緊急清理與平時清理。以國內現有管線埋設狀況，一般 Φ600m/m 以下管徑以清管機或高壓洗淨車，作業效果甚好，如配以吸泥車於人孔處吸除運棄，則一切作業過程僅需以極少操作員來控制機具、車輛，即可安全而衛生的完成此項清掃作業；至於 Φ1400m/m 以上管線，則以人工配合簡單鐵鏟、鐵桶、台車、捲揚機由人孔進入管道內作業將清除之淤泥穢物經由台車、捲揚機送至地面上污泥傾卸車運棄。唯進入人孔、管道之前應有安全措施，兩邊人孔應事先掀開，

並置交通號誌指示人、車注意，如兩人孔間距不長，俟10 分鐘左右管道內空氣流通即可進入工作，但為萬全計，則以先用瓦斯測定器測出管道內沼氣含量是否影響人體，必要以電動送風機由地面輸送空氣至管道內，以保持管道內之空氣流通，免致影響工作人員之生命。又 Φ700m/m~1400m/m 管徑之清理作業，則按管內淤積實況或巷道寬窄環境之不同，以人工或機具擇一作業或交替更換使用。

管線故障程度較為嚴重，管線已全部堵塞並經由人孔等溢流馬路、或家庭內污水已無法排出，影響居住衛生及使用，則需以緊急清

(48)

時間之需求，以公共設施一般均由政府來管理，則應事先於預算年度開始時，即發包議定單價，方可於緊急搶修時、電話聯絡承包廠商，

馳赴現場挖修等。至於一般有計畫之定期、分區或重點式清理作業，

應屬一般處理方式作業即可，平時年度實施時排定進度與人力、機具配當表，於台帳之管理圖上標示之，又為長遠計可預為籌謀、編制中程計畫，排出三、五年內預定完成清理之區域，庶可防患未然，將故障率降至最低。

2.4.4 維護修繕

根據文獻[8]指出，都市公共工程建設埋設於道路地下管線者，概分為電力、電信、瓦斯、自來水、雨水及污水等為維生設施，此類管線的維修除了技術、材料、施工設備適用性及施工費成本外，尚須考量交通流量、對商家的影響、周邊居民生活、環境污染等社會成本等影響因素，其所探討管線維修時所適用之工法種類及應考量之事項，

提供決策者採用最佳的施工方式之參考。

既設下水道管線的修繕依損壞程度，其修繕類別可分為整治、點補等兩類。

整治：採用免開挖或開挖之任何工法，達到置換或翻修管線之目的，以增進管線之功能及延長使用年限；一般著重於改善管線結構性或水力性缺點。若依整治對象之用途分為置換及翻修兩種。

補點：也就是局部修補，因管線設施破壞、龜裂或滲漏水等問題，

執行部分管線修補工作。

既設下水道管線修繕依工法類別，可分為開挖工法與免開挖工法兩種，其中依用途類別又可細分置換（線上置換）、翻修及補點等，表 2.9 彙整各類工法便於了解各類工法其適用管徑、管材。

(49)

表2.9 管線修繕工法與分類表

工法類別修繕類別項目工法名稱適用管徑適用管材（註一）

1 明挖工法 Φ300mm 以下

置換或點補

2 開挖擋土工法 Φ200~3400mm

RCP、PVCP、ACP、

CIP 、 DIP 、 VCP 、 ABSP

開挖工法

3 開挖推進工法 Φ300~2000mm RCP、VCP 4 潛盾工法 Φ1350~2400mm RCP

置換

5 推進工法 Φ300~2000mm RCP、PVCP、VCP、

ABSP

6 破管工法 Φ100~1000mm PVCP、ACP、CIP、

VCP、ABSP

7 剖管工法 Φ300mm PVCP、ACP、CIP、

DIP、VCP、ABSP

線上置換

8 削磨管工法 Φ100~800mm

RCP、PVCP、ACP、

CIP 、 DIP 、 VCP 、 ABSP

9 柔管內襯工法 Φ100~2500mm 10 螺旋內襯工法 Φ250~2500mm

翻修

11 套管內襯工法 Φ100~1000mm 12 鑲環工法 Φ200~Φ3000mm 13 灌注工法 Φ800mm 以下免開挖工法點補

14 機械臂工法 Φ200~800mm

不限管材

註一：RCP：鋼筋混凝土管、PVCP：聚氯乙烯塑膠硬質管、ACP：石綿管、CIP：石墨鑄鐵管、DIP：延性鑄鐵管、VCP：釉陶管、ABSP：丙烯睛、丁二烯、苯乙烯ABS 管

資料來源[8]

(50)

法（Linings）。其中，管線置換工法在維修成本的估計上雖為此三類最高者，影響成本的因子包括：舊管線移除、人孔移除與置換、窄溝挖掘、新管線材質之埋設、交通維持、道路修復、等，但是於現行的維修技術上，仍舊是被廣泛採用的方法。

傳統的管線置換方式係以明挖工法為主，將損壞的管線以溝渠開挖的方式抽換，置入新管線後再開挖處回填。由於下水道的埋設通常是位於道路的下方，所以在實行管線置換工作時，常會造成交通阻塞的現象，如果施工期間過長，將容易導致施工危險、交通阻塞及增加社會成本[19]。近幾年來，國內對於管線維修也漸漸採取免開挖的方式，其優點便是能避免明挖工法對社會大眾產生種種不便的影響，缺點為其施工費用較明挖工法高。

目前常用於下水道管線免開挖的工法可分為外部維修及內部維修兩種方式，外部維修主要以化學灌漿和水泥灌漿為主，而內部維修則大致包括：化學灌漿、現場內襯養治工法、內套管工法、緊貼內襯工法、局部修復工法及管線置換工法[20]。

2.5 都市污水下水道基礎建設維護管理現狀

為瞭解都市污水下水道基礎建設維護管理現狀，本研究由文獻[21]

彙整台北市政府、高雄市政府、日本下水道系統等下水道相關單位定期檢查及不定期檢查資訊，請參考表 2.10「下水道相關單位基礎建設維護管理頻率比較表」。

(51)

表2.10 下水道相關單位基礎建設維護管理頻率比較表

單位名稱定期檢查不定期檢查

台北市工務局衛生下水道工程處

每日定期巡檢人孔設施，每月巡檢電氣設備。

高雄市工務局下水道工程處

河川與明渠每週檢查一次，閘門及抽水站每月測試一次。

遇緊急事故，需要配合施行。

日本下水道系統依各地方政府預算而訂定不同的清理檢查的頻率。

資料來源[21]

以下分述三個單位維護作業現況。

2.5.1 臺北市工務局各項公共工程維護作業現況

台北市污水下水道為全國最先規劃施工完成都會，在工務局下設衛生下水道工程處維護工程隊（現已改成維護科）負責巡檢、清理及改善、更新等維護管線工作，其巡檢頻率如表2.11 所示。

表2.11 衛生下水道工程處污水下水道維護管理檢查頻率

檢查項目定期檢查不定期檢查

人孔設施

（含陰井、配管箱等）

1. 人孔外部設施每年至少二次 2. 人孔內部設施每年至少一次

主幹管、次幹管內部檢測

完成後每20 年管內部檢測一次

分、支管完成後每10、15 年管內部檢測一次

遇緊急事故，配合需要施行重點巡檢或檢視

(52)

2.5.2 高雄市政府工務局下水道工程處

高雄市在其工務局下設有衛生下水道工程處維護工程隊，負責管線及相關抽水站、截流設施、河川、閘門開啟等工作，有別於台北市者，其維護管理工作包含雨、污水下水道兩個系統。有關巡檢項目及頻率依表 2.12 作業，其成果可作為管線清理或一般改善及緊急搶修之用。

表2.12 高雄市工務局下水道工程處維護管理檢查頻率

檢查項目定期檢查不定期檢查

河川與明渠每週一次

緊急發電機及抽水機每週一次運轉測試10 分鐘

閘門每月利用內外水位差測

試開啟一次

抽水站每月測試一次

遇特殊情況，配合需要施行重點檢查

資料來源[21]

2.5.3 日本下水道維護管理機制

日本下水道系統由於大部分都為雨污水合流制系統，故大都市下水道普及率均達到相當高的水準，經訪察東京、大阪及橫濱等三大都市，由於地方政府預算經費問題，其對於下水道管線定期清洗檢查的頻率也各有區別。在有限經費下委託業界做巡檢、清理及改善、更新工程，並由組織內各部門做企劃管理及設計施工等監造工作，期達到保持管線輸送及功能，其檢查頻率如表2.13 所示。

(53)

表2.13 日本下水道各市維護管理頻率

都市名稱普及率定期清理檢查管理人數

合流85%

東京都

分流15%

99% 虹吸管一年一次，其他不定期清管。

八個管理事務所約計2700人

大阪市合流99% 每年全部清管一次。八個維護中心約計 1600人

橫浜市合流99% 每年清管14%。

資料來源[21]

2.6 污水下水道維護管理策略

隨著國內重大公共建設陸續完成，於 70 年代大量興建的十大建設、十二項建設等公共工程進入「中年期」，維護管理問題成為國內工程界未來的首要挑戰。而國內以往污水下水道工程的層級，仍多停留在目視巡檢與一般的清理養護，而對於設施的功能折損，也多是採取被動的維修策略。

積極性的維護工程概念在質與量上，都與傳統有極大的差異，傳統的工作僅止於被動地維持設施功能，且較偏重於清理、打掃及小型的零星修補工程，而積極性的維護工程則是以設施的生命週期為基本考量，維持設施服務水準與操作的穩定，甚至延長其服務年限。

積極性的維護工程包含了養護、維修、補強、管理，甚至防災等傳統養護工作沒有的工程項目，而維護工程的成效紀錄更可以回饋至規劃、設計甚或投資面的檢討，涵蓋了設施的全生命週期。在量的方面，維護工程將取代原有的新建工程成為主軸工程項目，包括設施養護、維修、補強、功能擴充以及災時搶修、災後復建等維護工程需求

(54)

宜的維護工程。本研究在探討污水下水道維護管理前，先借鏡其他維護管理的文獻進行探討。

Jabar (2003)將整個設備維護演化，區分為三個世代，第一代是 1930 年至1950 年，設備維護策略只是單純的故障排除，設備壞了再修護。

第二代是約在 1950 年至 1990 年，因產業的演化，設備維護工作開始進入計劃執行與支援的控管，定期的設備保養觀念的產生，設備可靠度提升的要求，促成統一化維護管理運作的逐步成熟。第三代是約在 1990 年代至今，由於電腦與半導體產業的興起，提供了多樣的工具，

對設備運轉的監測與故障的預知，有了突破性的成長，電腦系統也使得資料收集，整理與分析更加快速，預知設備故障與設備故障分析的能力有了進ㄧ步的成長。Jabar (2003)將整個設備維護演化整理如表 2.14 所示[22]。

表2.14 設備維護管理歷史演化

第一代(1930) 第二代(1950-1990) 第三代(1990-至今) z 壞了再修 z 定期執行大修保

養維護。

z 使用系統，有計畫的控管

z 維護工作。

z 較低階的技術水準與計算能力。

z 預知保養。

z 設計階段便考量設備可靠度與可維修度。

z 危害分析。

z 高階電腦技術的引用。

z 專家系統。

z 多能工與團隊運作。

資料來源[22]

(55)

另參考文獻[14]將維護管理分為(1)定期維護（routine），(2)預防維護（preventive），(3)反應維護（breakdown），(4)升級維護（upgrade）

等四級之維護等級。

1. 定期式維護管理（Routine Maintenance）

定期式維護管理係指針對「定期維護」等級所採取之維護管理策略，如割草、修剪樹木、疏通邊溝、伸縮縫清掃…等針對橋梁結構或設施未損壞所施行之定期措施，此定期式維護管理措施之主要功能為維持使用人行旅之舒適性與安全性，亦可略為減緩橋梁老劣化之趨勢，或略為降低橋梁因災害發生造成之損害程度與範圍。

2. 預防式維護管理（Preventive Maintenance）

預防式維護管理為「預防維護」等級所採取之策略，其係指透過監測資料或維護管理歷史資訊，來訂定維修或養護策略，此種維修方式之維修時機位於破壞開始發生時間點之前。

3. 反應式維護管理（Breakdown Maintenance）

反應式維護管理為「反應維護」等級所採取之策略，其係指橋梁設施經由一般目視檢測或通報系統發現破壞發生，因其破壞程度、範圍可能對用路人產生安全或通行影響，而採取之維護管理措施，反應式維護管理表示功能指數到達破壞點時才進行維修措施。

4. 升級式維護管理（Upgrade Maintenance）

升級式維護管理為「升級維護」等級所採取之策略，其係指由於法令規章之修正、橋梁功能不敷使用…等因素，致使橋梁由拓寬、改善等措施以提升其服務水準將因老劣化等因素隨時間之增加而逐漸降低，一般而言，橋梁維護管理人員於橋梁損壞時（即其功能指數降

(56)

數外，可於改善工程執行之同時，綜合檢討橋梁現況、功能、危害度等並加以改善，使公路劣化曲線較為和緩。

隨著污水下水道普及率的提升，污水下水道系統漸漸由建設轉為維護管理為重。根據文獻[23]指出，以下水道人孔上游的人口數累計作為評估下水道的服務效能，利用基因演算法求得維修成本與服務效用間的權衡曲線，提供政府於維修經費與維修效益下之參考。根據文獻 [24]，該文獻考量以管線損壞狀況作為管線維修評估模式，藉以判定管線損壞程度，並挑選出需優先維修的管線，為了使管線維修時，具有節省經費又同時能達到維修上最大效益，採用基因演算法，利用最小維修成本費用，所能達到管線最高之維修效益，以解決龐大管線維修問題。根據文獻[25]，該研究以下水道管網系統的使用年限來評估使用效能，利用基因演算法求得管網維修成本與年限指標間的權衡曲線，

以提供管線維護管理單位在進行下水道維修時之參考。

根據文獻[26]，管線檢測維修作業，可藉由自動化診斷方式，透過影像處理技術協助，可避免人為主觀意識，提高診察效率，及判斷的準確度，並協助檢測維修技術之建立。

(57)

第三章台北市污水下水道案例資料分析與探討

3.1 統計分析說明

為了要探討污水下水道管線維護的實際情況，並且對歷史資料進行分析，本研究將以台北市政府工務局衛生下水道工程處的實際案例作為統計分析的主要對象，並且從96 年管線更新工程的調查成果，深入作管線巡檢的統計分析，探討污水下水道管線故障的主要影響因素。

管線更新工程的統計分析，將於3.2 節統計分析有更詳細的說明，

下面圖3.1 所示為統計分析流程

台北市各區污水下水道管線更新工程資料彙整

台北市各區污水下水道管線異常統計資料彙整

台北市各區污水下水道管線異常統計分析

圖3.1 統計分析作業流程示意圖

3.2 統計分析與探討

本研究從文獻[27]的數據統計發現，台北市污水下水道於民國 88 年的統計分析中發現下陷、接管脫落、滲漏占85.8%（詳見表 3.1 與圖

(58)

有其他的文獻對台北市污水下水道管線異常進行探討，因此本研究期望能以該文獻作為研究的基礎，除了探討目前的管線異常情況外，更以不同的行政區作為分析的對象。

表3.1 民國 88 年異常狀況分類統計表

輕中重合計數量百分比累積百分比下陷 181 100 150 431 45.8% 45.8%

接管脫開 78 48 84 210 22.3% 68.0%

滲漏 95 42 30 167 17.7% 85.8%

破損龜裂 21 12 52 85 9.0% 94.8%

腐蝕、沖蝕 19 9 2 30 3.2% 98.0%

無法檢視 0 0 19 19 2.0% 100.0%

小計 942

資料來源[27]

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

下陷接管

脫開滲漏破損

龜裂腐蝕

、沖蝕無法

檢視

合計數量

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

累積百分比

合計數量累積百分比

圖3.2 民國 88 年影響管線結構性能異常狀況分佈柏拉圖[27]

(59)

本研究統計分析，蒐集了中華民國九十六年五月台北市政府工務局衛生下水道工程處之管線更新工程成果報告巡檢案例[28、29、30、

31]，資料蒐集的範圍涵蓋包含了中正、萬華區（以下簡稱第 I 區）；大安、文山區（以下簡稱第II 區）；南港、內湖區（以下簡稱第 III 區）；

信義、松山區（以下簡稱第IV 區）等八個行政區，並且針對九項管線異常分類項目進行統計，並以柏拉圖法進行分析探討。以上巡檢資料，

其調查方式包含：人孔外檢視（如圖3.3 所示）、TV 檢視（如圖 3.4 所示）、工程人員進入人孔內檢視，以及衛工處維護工程科歷年巡檢數據等。

圖 3.3 人員進入管內目視檢查說明圖[21]

中 華 大 學

中 華 大 學

碩 士 論 文

分析污水下水道管線故障因素之研究

Analysis for the Pipelines Fault Factors of Sewage System

系 所 別：營 建 管 理 研 究 所

學號姓名：M09516033 趙 哲 雄

指導教授： 鄭 紹 材 博 士

誌 謝

摘 要

ABSTRACT

Keywords: sewage, maintenance and management, fault factors

目 錄

表 目 錄

圖 目 錄

第一章 緒論

1.1 研究動機

1.2 研究目的

1.3 研究範圍

1.4 研究方法

1.5 研究步驟及流程

第二章 文獻回顧

2.1 污水下水道簡介

2.1.1 下水道管

2.1.2 抽水站

2.1.3 污水處理廠

2.2 污水下水道建設沿革

2.2.1 民國 61 年-台北區衛生下水道綱要計畫

2.2.2 民國 64 年-台北區衛生下水道初期實施方案

2.2.3 民國 73 年-台灣省台北近郊衛生下水道系統規劃

2.2.4 民國 77 年-台北市污水下水道系統計畫

2.2.5 民國 83 年-淡水河系污染整治實施方案檢討

2.2.6 民國 87 年-「台灣省台北近郊污水下水道建設計畫」

2.3 污水下水道管線檢查

2.3.1 管道內部檢查

2.3.2 管線設施內部功能檢查週期

2.4 污水下水道管線故障因素與維護技術

2.4.1 管線故障原因

2.4.2 管線異常狀況及修繕工法評估分析

2.4.3 管線清理

2.4.4 維護修繕

2.5 都市污水下水道基礎建設維護管理現狀

2.5.1 臺北市工務局各項公共工程維護作業現況

2.5.2 高雄市政府工務局下水道工程處

2.5.3 日本下水道維護管理機制

2.6 污水下水道維護管理策略

第三章 台北市污水下水道案例資料分析與探討

3.1 統計分析說明

3.2 統計分析與探討

中華大學

中華大學

碩士論文

系所別：營建管理研究所

學號姓名：M09516033 趙哲雄

指導教授：鄭紹材博士

誌謝

摘要

目錄

表目錄

圖目錄

第一章緒論

第二章文獻回顧

第三章台北市污水下水道案例資料分析與探討