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中 華 大 學

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Academic year: 2022

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(1)

中 華 大 學 碩 士 論 文

隧道工程安全與防災管理實務之研究

A Study on the Practice of Tunnel Engineering Safety Management and Disaster Prevention

系 所 別:土木與工程資訊學系博士班 學號姓名:D09104003 蘇 茂 林 指導教授:劉 俊 杰 博 士 茍 昌 煥 博 士

中 華 民 國 九 十 七 年 七 月

(2)

摘 要

由於台灣平原面積有限,為了有效利用土地資源免除盤旋山道之過度開 發,興建山區隧道,為運輸公路系統相當重要之捷徑連絡道路,由於隧道係人 為的地下通道,地下工程不確定性因素與工安事故發生頻率仍高,其發生之原 因除具有特殊之地質節理、地下湧水等大自然之先天條件有關外,亦與專案工 程之施工環境,譬如隧道內高溫且通風不佳、重機械於狹窄侷限之空間施工、

坑內排水不佳致潮濕泥濘、臨時通道之起伏崎嶇等人為因素有關。前者能事前 實施地質鑽探,或地球物理折射震波測定之調查,以作為隧道於規劃設計階段,

所必需參酌之資料,亦可作為隧道選擇適當工法之參考,因而可直接消弭工程 之職災,使施工順暢安全無恙而能如期完工。後者則應儘量避免由於施工環境、

趲趕進度所引致人為疏忽之不安全狀況或行為,故本文由(一)隧道工程規畫 設計階段之安全因子評估考量,為對工程本身所需安全設備與措施予以檢查,

並對隧道施工作業之安全與危險因子,事先模擬施作必要之查核與危險辨識;

(二)隧道工程安全衛生實務管理檢查要點,因隧道構築其狀況潛存特殊危險 因素,且在作業中尚有人為的疏忽或因施工機具所產生之危害,故列舉檢查要 點俾供從業者遵循;(三)應用非破壞性檢測表面硬度反彈值,配合引入混凝土 材料之配比材料參數以推估混凝土之強度,以提高推估強度之準確性,其具有

「確保結構完整性安全檢查」之諸多功效。(四)隧道工程地質發生落磐、湧水 災害案例與分析,在作業項目中,以〝吊掛作業(佔發生次數 21%)、開挖作業(發 生次數佔20%)為最容易發生災害之作業項目〞;若再將工程災害原因分為不安全

(3)

環境因素、人為因素後,發現“不安全環境因素佔了較多的比例(69%)",因此 應重視工作環境的維護,並有計畫地推展施工作業安全管理活動,確實推行「計 畫、執行、查核、處置」管理循環,以確保施工人員安全;(五)隧道工程湧水 問題點暨解決方案,施工中尤應注意〝地下湧水併落磐工作環境〞,災害案例總 計58 件其佔 55.2%,故應請隧道挖掘作業主管格外留心勞工於隧道施工中潛藏 之湧水併落磐之危害源,該統計分析結果與目前國內施工環境之情況非常符 合;(六)隧道工程特殊區段之地質災害與問題處理,於勘查選線階段應考量之 工程地質,研提7 項要點、設計階段研提 4 項要點、施工階段研提 3 項要點,

暨施工中因災害處理對策提出4 大項要點,以供各類工程師參考用;(七)隧道 工程相關安全監測管理與防災實務探討,研提隧道監測管理與回饋,採用「自 動化監測系統」對於隧道施工進度、品質與安全將有甚大助益;(八)應用加勁 土工對隧道結構提供高度阻尼,確保安全。綜合諸上撰述將有助於減少隧道工 安事故之發生,進而確保勞工生命安全與健康,使職業災害消弭於無形,加速 國家經濟茁壯與社會工安永續發展。

關鍵詞:隧道捷徑,地質災害分析處置,安全因子評估,監測管理與防災。

(4)

Abstract

Because there are limited plain areas in Taiwan, to efficiently use land resources and to avoid the overdevelopment of the spiral mountain roads, building tunnels in the mountain areas are quite important shortcuts for connecting roads in the highway transportation systems. Because tunnels are man-made underground passages, the instabilities factors of underground constructions and construction safety accidents are incurring with high frequencies still that the causes of their incurrence are not only Taiwan is located on the edge of continental plates with special geological joints, fracture zones, shear zones or related natural conditions of the mother nature such as penetration of pernicious gas, underground water surging and etc, but also the related artificial factors for the construction environments of project engineering, for

example, high heat and bad ventilation inside of the tunnels, heavy machinery

worked in confined spaces, wet and muddy situations caused by bad drainage inside the tunnels, ups and downs as well ruggedness for temporary passages, etc.

The former can execute geological drillings in advance or the investigation of geophysics refraction vibration wave determinations which are necessary data for consideration in the light of actual conditions and to be used in the stage of planning and design for the tunnels; it can also be used as a reference to choose appropriate engineering methods for tunnels, in turn it can directly put an end to occupational hazards of the constructions and to make the processes of the projects smoothly and safely complete on time. The latter should avoid unsafe conditions or behaviors which are caused by construction environments, and human ignorance of drillings to meet dateline.

Therefore, our study is based from the followings:

1. The safety factors’ evaluations and considerations for planning and design stage of tunnels constructions are to check upon the needed safety equipments and

measures for the constructions themselves, and to simulate in advance of the projects in order to do required inspection and danger identifications.

2. The main examining points for practical management of safety and hygiene in the tunnels constructions because the conditions of tunnels’ structures and build-ups are hidden with special danger factors, there are still endangerments caused by human ignorance or that of construction machinery during the working processes, and accordingly we list out check-up points to allow companies to comply.

(5)

3. This study estimates the strength of concrete, an attempt is also made to increase the accuracy of Calculating the strength, using the nondestructive test (NDT) surface hardness rebound value, material design parameters and regression analysis.

4.Cases and analysis of the incurrence of landslides and water surging for tunnels’

construction geology, “suspensions (incurring times about 21% of them), and

excavation (incurring times about 20% of them) in the construction processes are the easiest ones to incur disasters”; after we further separate the causes of construction disasters as unsafe environmental factors, and man-made factors, we find that “unsafe environmental factors are taking more percentage at about 69%”. Therefore, we

should pay attention to the maintenance of working environments and to purposefully develop safety management activities in the construction procedures, and to actually implement managing cycles of “plan, do, check, action” in order to ensure the safety of construction personnel.

5.The problematic areas of water surging and solving proposals for tunnel

constructions should be careful during construction of “underground water surging with landslide working environments” which are about 55.2% in total of 58 disasters cases, as a result, we should request managers of excavation procedures to cautiously pay attention to workers from the endangered sources of hidden water surging with landslides inside of tunnel constructions, the statistical analysis results are very much in accordance with the situations of construction environments in our country.

6.Geological disasters and problem handles for special sections of tunnel

constructions should consider geology of construction and to research and propose 7 key points in the stage of prospecting and routes selections, 4s in the stage of designs, 3s in the stage of construction, and to propose 4 major key points for disasters dealing strategies caused under construction, which are to be used as references for different kinds of engineers.

7.Related safety monitoring managements and investigations of disaster prevention practices for tunnel constructions are to research and propose anthropometric

management and feedbacks, and to adopt “automatic monitoring systems" will have very large benefits for the upgrades of tunnel construction progress, of its quality and as well of the safety studies and judgments.

To sum up on the above analyses will be helpful to reduce the incurrence of tunnel construction safety accidents, further to ensure workers’ life safety and health, to put an end to occupational hazards, and to accelerate the sturdy growth of national

(6)

economy and continual developments of social construction safety.

Key Words: Tunnel Shortcuts, Geological Disasters Analysis Disposal, Evaluation of Safety Factors, Monitoring Management and Disaster Prevention.

(7)

誌謝

本文於撰寫期間,承蒙恩師劉俊杰博士、茍昌煥博士在研究方向 、架 構與觀念上悉心指導和匡正,使得本文得以順利完成,師恩浩瀚,永銘吾心;

並蒙恩師於五年來在為學與處事上教導必須秉持著「行遠必自邇,登高必自卑」

的理念,研究過程中多方啟迪與提攜,關懷之情,點滴在心,在此謹致上最崇 高之敬意。

在職期間承蒙公路總局陳局長晉源先生平日的重視工程安全教育訓練,且 於舉辦勞工安全衛生等諸多講習期間亦蒙張副局長仕京先生、吳副局長瑞龍先 生、劉總工程司健朗先生、周副總工程司胤德先生、吳組長鎮峰先生、吳組長 進興先生等諸位長官惠賜諸多寶貴意見及第一區工程處陳處長朝信先生於土木 工程安全管理理念的指導,使本文更臻完善,在此致上最深摯的謝意。

博士班研究求學期間,同時承蒙廖述濤系主任、許海龍博士、黃慶隆博士、

高金盛博士、李錫霖博士、張奇偉博士、邱垂德博士、葉怡成博士、吳淵洵博 士、劉福勳博士、林文欽博士、楊朝平博士、周南山博士於營建管理、大地工 程、結構設計等專業知識上之傳授與教導,獲益良多如沐春風,深表謝忱。

研究過程中,承蒙行政院勞工委員會安衛處張副處長金鏘先生、林副研究 員楨中先生,北區勞動檢查所李組長文進先生等提供寶貴意見與資料,使得本 研究內容得以更加充實與完備,特此致謝。並與學長陳炳煌、陳宗權、魏炯彰 及同屆同學賴明宏、李振民、何桂軒等在學業上切磋琢磨與經驗交流,同時感 謝學弟馬世瑋、蔡政霖等適時之協助;另對其他未言及之諸多同窗好友,在研

(8)

究期間給予協助及鼓勵,亦在此致上誠摯的謝意。

最後謹將此論文獻給我最敬愛的父母親,感謝您對我的栽培養育與教導之 恩,及愛妻林純珍女士始終如一的關心與包容,愛女蘇韵詠、蘇柏之及兒子蘇 柏丰多方面的幫忙,不勝感激之意;暨其他在旁鼓勵的親朋好友與同仁,內心 更加感謝難以言喻。

(9)

摘 要 ... II 誌謝...VII 表目錄... XIV 圖目錄... XVI

第一章緒論... 1

1.1 研究動機 ... 1

1.2 研究目的 ... 2

1.3 研究方法與研究流程... 3

第二章 文獻回顧 ... 6

2.1 隧道工程災害分析... 6

2.2 隧道施工安全相關研究分析... 10

2.3 隧道工程安全衛生體系與責任界定﹕... 11

2-4 隧道工程工作場所若發生職災,應思維嚴格之罰則 ... 20

2-5 隧道工程安全評估技術之分析 ... 22

2-6 山岳隧道安全評估﹝10﹞... 32

2-7 隧道作業災害案例分析﹝11﹞... 37

2-7-1「墜落」 ... 37

2-7-2「爆炸」 ... 38

2-8 國內外隧道工程相關法令規定之對照 ... 39

第三章 隧道落實安全要點暨應用非破壞檢測以確保安全... 45

3-1 隧道工程規劃設計階段之安全考量 ... 46

3-2 隧道工程安全衛生實務管理檢查要點 ... 48

3-2-1 隧道工程施炸時之防護管理措施 ... 48

(10)

3-2-2 開挖面檢查與爆破作業安全 ... 48

3-2-3 動力設備檢查與機電安全 ... 50

3-2-4 支撐作業管理 ... 51

3-2-5 隧道之鋼拱支撐,應依下列規定: ... 53

3-2-6 作業環境偵測 ... 54

3-2-7 從事隧道作業施工前應安全檢查之項目〈如附表 3-1 所示〉。 . 55 3-2-8 人員教育訓練之推展 ... 57

3-2-9 人員進出隧道及應配有裝置 ... 57

3-2-10 隧道進出口防護措施 ... 57

3-3 應用表面反彈值推估混凝土強度,確保隧道結構安全 ... 58

3-3-1 以反彈錘非破壞性試驗檢測混凝土試體 ... 59

3-3-2 反彈值加上配比參數,以統計廻歸求出抗壓強度,並作模型比較 研究... 61

3-3-3 實驗結果與分析 ... 64

3-4 小結... 69

第四章 隧道工程發生湧水、落磐之處置及災害分析... 71

4-1 隧道之湧水問題... 71

4-1-1 湧水之分類 ... 71

4-1-2 湧水探查技術 ... 72

4-2 隧道之湧水處理... 73

4-2-1 止水工法 ... 74

4-2-2 排水工法 ... 74

4-3 湧水案例略述... 75

4-3-1 雪山隧道導坑 (39k+168, [23])... 75

4-3-2 烏山頭水庫送水隧道 ﹝25﹞ ... 77

4-3-3 新永春隧道(8k+058, [26]、[28]) ... 77

(11)

4-3-4 基平隧道案例略述: ... 79

4-4 隧道地質與湧水型態之關係... 81

4-5 湧水型態與處置工法之關係... 82

4-6 湧水對隧道長期穩定之探討... 83

4-7 隧道工程地質發生落磐、湧水災害案例與分析 ... 84

4-7-1 國內隧道工程地質發生落磐、湧水案例 ... 85

4-7-2 國外隧道工程地質發生落磐、湧水案例 ... 105

4-7-3 國內外隧道工程地質發生落磐、湧水案例之分析﹝37﹞... 109

4-8 小結... 112

第五章 隧道工程遇異常之地質災害與處理模式... 114

5-1 岩石隧道... 114

5-1-1 岩石隧道職業災害案例﹝40﹞ ... 120

5-2 卵礫石隧道... 121

5-3 土質隧道... 122

5-4 隧道選線階段地質應考慮之處理模式 ... 124

5-5 隧道設計階段地質應考慮之處理模式 ... 131

5-6 隧道施工階段地質應考慮之處理模式﹝38﹞ ... 132

5-7 隧道地質災害之因應對策:... 133

5-7-1 抽坍落盤之災害處理與防治 ... 134

5-7-2 岩爆之災害處理與防治 ... 136

5-7-3 瓦斯、氣爆之災害處理與防治 ... 137

5-7-4 溫泉、地熱之災害處理與防治 ... 137

5-8 小結... 138

第六章 隧道工程相關安全監測管理實務探討... 140

6-1 一般規定... 140

6-2 監測目的... 141

(12)

6-3 監測儀器項目及說明... 142

6-4 隧道現地監測管理... 146

6-5 隧道施工監測管理流程圖... 151

6-6 隧道監測管理常見之缺失〈如表 6-9〉 ... 151

6-7 隧道施工監測項目及應注意事項 ... 153

6-7-1 頂拱沉陷量測、地表沉陷量測 ... 154

6-7-2 內空變位量測 ... 154

6-7-3 襯砌混凝土、噴凝土或環片應力量測 ... 155

6-7-4 岩栓軸力量測 ... 156

6-7-5 地中變位 ... 157

6-7-6 鋼支保、噴凝土之應變計 ... 158

6-7-7 三維光學量測系統與收歛觀測儀間之差異性 ... 159

6-7-8 紀錄整理 ... 161

6-8 隧道監測回饋案例... 161

6-8-1 隧道地盤特性回饋 ... 164

6-8-2 支撐與開挖方面 ... 164

6-8-3 隧道管理基準之檢討方面 ... 166

6-8-4 隧道回饋分析之檢討方面 ... 166

6-9 小結:... 167

第七章 隧道洞口應用生態工法,提高結構安全穩定性... 169

7-1 加勁土工法說明與加勁材料之應用 ... 169

7-2 加勁土工應用於隧道構造物應需注意事項 ... 170

7-3 加勁土結構應用於隧道洞口構造物之探討 ... 175

7-4 小結... 178

第八章 結 論 ... 179

(13)

參考文獻... 184

(14)

表目錄

表2-1 我國與美、日兩國對雇主違法處罰之比較﹝5﹞﹕ ... 20

表2-2 基本事項作業環境〝物體飛落〞之評估內容 ... 27

表2-3 落磐之評估要素與點數表... 28

表2-4 落磐之危險度換算表... 28

表2-5 我國與日本兩國施工安全評估方法比較表 ... 31

表2-6 中、日、美、奧四國隧道工程相關施工規定對照表﹝12﹞、﹝13﹞ .... 40

表3-1 隧道工程作業安全檢查表... 55

表3-2 傳統迴歸輸出及輸入變數... 61

表3-3 廻歸公式之變異數分析表(ANOVA 表)... 65

表3-4 廻歸分析之相關參數... 65

表3-5 各種材料之相關係數... 67

表3-6 廻歸分析之驗證結果... 68

表3-7 模型之驗證結果... 69

表4-1 湧水案例處理方法... 80

表4-2 國內發生隧道落磐、湧水之施工災害例﹝29﹞~﹝34﹞ ... 85

表4-3 國外發生落磐、湧水之隧道施工災害例﹝35﹞、﹝36﹞ ... 105

表4-4 國內外隧道災害類型統計分析... 108

表4-5 落磐導致災害原因彙整表... 109

表4-6 湧水導致災害原因彙整表... 111

表5-1 隧道挖掘產生岩爆之潛能〈Hoek,1982〉... 124

表5-2 垂直或平行褶皺對隧道工程的影響 ... 125

表6-1 監測頻率之概略建議基準... 141

表6-2 內空變位、頂端沉陷之監測頻率... 141

表6-3 收 斂 儀 量 測 紀 錄 表... 143

(15)

表6-4 沉 陷 觀 測 釘 量 測 紀 錄 表 ... 144

表6-5 伸 縮 儀 量 測 紀 錄 表... 145

表6-6 頂端沉陷與內空收斂變位之監測管理基準案例﹝47﹞ ... 146

表6-7 應用監測進行施工管控之基準... 148

表6-8 隧道施工問題及處理對策(例)... 149

表6-9 隧道監測管理常見之缺失... 151

表6-10 山岳隧道施工監測項目... 153

(16)

圖目錄

圖1-1 研究流程... 5

圖2-1 隧道工程各種災害類型發生次數之百分比統計圖 ... 7

圖2-2 隧道工程各作業項目發生次數之百分比統計圖 ... 7

圖2- 3 隧道工程各種致災媒介物發生次數之百分比統計圖 ... 8

圖2-4 隧道工程發生因素統計圖... 8

圖2-5 隧道工程災害罹災者服務年資統計圖 ... 10

圖2–6 墜落失誤樹分析圖﹝7﹞... 25

圖2-7 我國營造工程危險性工作場所施工安全評估程序 ... 30

圖2-8 填土內安置加勁地工格網以達隧道坡面穩定效果。 ... 44

圖3-1 剩餘土石方無法運離而堆置於隧道口兩旁及頂拱上, ... 47

圖3-2 地質不良之軟弱岩盤出現時,應即加裝前進支撐鋼管 ... 52

圖3-3 岩盤內有不透水層者,為極易產生湧水之地質徵兆 ... 53

圖3-4 遇軟化岩盤、破碎帶或斷層帶滲水之開挖面 ... 53

圖3-5 隧道開挖防止落盤,設置鋼拱支撐及組立鋼筋 ... 53

圖3-6 隧道進出口邊坡坍滑... 58

圖3-7 實驗流程圖... 63

圖3-8 反彈值之殘差圖... 66

圖3-9 反彈值推估抗壓強度之廻歸圖... 66

圖3-10 試體強度百分比分佈圖... 66

圖4-1 雪山隧道導坑湧水量達 8.88T/min 受困災變情形﹝27﹞... 76

圖4-2 雪山隧道導坑湧水 TBM 受困災變情形﹝27﹞... 76

圖4-3 基平隧道南口有溢流水滲入至隧道內,局部採導排水處理 ... 80

圖5-1 隧道垂直褶皺軸線〈位於背斜、向斜、翼部〉之影響示意圖 ... 127

圖5-2 隧道平行褶皺軸線〈位於背斜、向斜、翼部〉之影響示意圖 ... 127

(17)

圖5-3 墜落之關鍵岩塊頂點至風化界線間的垂距, ... 128

圖5-4 隧道接近河谷邊緣,因偏壓等作用而影響其穩定性 ... 129

圖5-5 隧道越長,從洞口送風至開挖面,需靠大型機械設備強制通風。 .... 130

圖5-6 輕度風化之砂岩崩坍處理情形... 135

圖5-7 遇破碎帶地質不佳採用小斷面開挖 ... 135

圖5-8 頂拱之穩定採用小管幕支撐拱荷重,以防止輪進開挖之抽心 ... 136

圖6-1 隧道設置儀器量測變位作業﹝45﹞ ... 142

圖6-2 隧道施工開挖面呈不穩定,採排除湧水壓暨縮小開挖斷面處理對策 ﹝45﹞ ... 150

圖6-3 隧道施工監測管理流程圖... 151

圖6-4 以收斂觀測儀量測相對變形量,據此判斷岩體之穩定﹝48﹞ ... 155

圖6-6 計測岩栓為量測岩栓內相鄰固定點相對變位﹝48、49﹞ ... 157

圖6-7 伸縮儀觀測岩體之變形動態,以判斷岩栓長及設計施工妥適性﹝48、 49﹞ ... 158

圖6-8 鋼支保或噴凝土裝設應變計,藉由量測應變推求各構件之承力﹝48、 49﹞ ... 159

圖6-9 三維光學量測使用上便利靈活,能利用電 ... 161

圖6-10 監測成果〝變形歷時曲線〞〈3D 光學量測、沉陷觀測〉﹝49﹞ ... 161

圖6-11 八卦山隧道縱斷面地盤變形圖﹝50﹞... 162

圖6- 12 31k+526 卵礫石層地盤內空變位歷時曲線圖 〈監測斷面乾燥狀態〉 ﹝50﹞註: ... 162

圖6- 13 31k+340 砂泥岩層地盤內空變位歷時曲線圖 ﹝50﹞ ... 163

圖6- 14 隧道開挖斷面卵礫石地層位移與時間關係圖﹝50﹞ ... 165

圖6- 15 觀察開挖斷面主應力〈剪應力〉等值圖 ﹝50﹞ ... 166

圖6-16 TS 360 系統之全斷面掃瞄對襯砌龜裂及滲水等狀態紀錄﹝50﹞... 168

圖6-17 TS 360 系統之全斷面掃瞄紀錄之案例成果﹝50﹞... 168

(18)

圖7-1 安置速排龍排水路徑... 172

圖7-2 加勁擋土牆其牆面採表面植生保護方式 ... 173

圖7-3 預鑄疊塊式加勁擋土牆回填土坡採用外覆不織布 ... 173

圖7-4 加勁擋土牆破壞示意圖(內部破壞) ﹝54﹞... 174

圖7-5 加勁擋土牆破壞示意圖(外部破壞) ﹝54﹞... 174

圖7-6 聚酯纖維格網加勁土結構... 175

圖7-7 隧道洞門邊坡加勁示意圖... 175

圖7-8 岩釘及岩錨複合式護坡示意圖... 176

圖7-9 路基拓寬時岩釘及岩錨複合式工法模式圖 ... 177

圖7-10 隧道洞口前之路基半隧道岩盤的岩釘及噴凝土加勁模式圖 ... 177

(19)

第一章緒論

基於確保隧道工程施工中作業人員與公共之安全,而引發本研究動機。

1.1 研究動機

近年來由於國內經濟活動蓬勃發展,國民的生活水準與需求相對地大幅度 提昇,使得土地利用及交通運輸顯現極端飽和與交通擁塞現象,為有效解決城 市與鄉村之間交通能均衡發展,多項重大交通建設如台北、高雄、台中等大都 會捷運系統與東部高速公路等正陸續規劃與推展,以完整之交通路網達到全島 均衡發展之目標,然由於可供利用土地相當有限與重視環境生態保護諸因素避 開盤旋山道之過度開發,且台灣本島有百分之七十的面積係屬丘陵及山岳地 帶,地質脆弱,為了交通運輸的需求性,各種大型建設難以避免山勢的阻隔而 需打通施作〝隧道〞予以連接,使得甚多山岳隧道及都市地下隧道油然而生,

因而〝施工管理〞相形之下更顯得額外重要。但是由於部份雇主的不重視安全 管理,及有些作業勞工教育訓練的不足與技術良莠不齊,導致預定工期延宕並 產生許多施工中安全職災等問題,影響社會繁榮與進步尤鉅。

其中如隧道挖掘作業遇到異常湧水與落磐所花費經費約佔整個專案工程 的大部份比例,大地中潛伏著各種不同地質狀況且變化萬千,經常令有經驗大 地工程師費盡腦汁,尤以鋼肋支保作業之失敗所導致的工安災害最為人所詬 病﹔及支撐鋼管、岩錨工程(含灌漿、噴凝土)作業粗重且過程複雜,並需要 專業化的技能與配合危險性機械操作架設,其作業場所大部份需於高處侷限空 間施工,危險性極高,最易發生災害事故,危及施工人員或第三者的生命財產

(20)

安全,故經常為新聞媒體口誅筆伐的對象,如何確保勞工作業之安全,實為當 今隧道工程規劃設計、施工作業研究之亟需課題。

然而目前部份隧道工程之建造業主,往往過於著重「工期、成本與品質」

為目標,但對於〝工程施工之安全〞未十分重視,亦未採取有效且完善的安全 管理制度推展作業安全,使得職業災害發生率始終無法遞減,導致國內外勞工 從業意願低落,影響推動內需重大建設方案之工程進展,因此提升安全管理能 力乃是刻不容緩,而引發本研究之動機。祈能藉由對隧道工地作業施工管理現 況的調查與案例探討,以尋求其因應對策,並研擬施工管理架構,提供各類作 業安全自主檢查要領與工程防災處置之要因,以作為日常管理之依據,俾利提 昇隧道作業之安全管理水準,以降低災害事故之發生。

1.2 研究目的

玆將本研究之主要目的分述如下﹕

1. 藉由隧道挖掘作業施工過程之瞭解以及施工災害之調查分析,探討建立隧道 工地預防災害安全管理要點;暨隧道結構應用非破壞檢測研析,以確保安全。

2. 蒐集國內外現有隧道工程落磐與湧水之施工災害案例等相關文獻資料,依其 導致災害類型(譬如湧水併落磐、落磐、湧水)加以統計分析。

3. 根據地質調查結果進行隧道湧水之來源與分佈,作湧水之危害分析與工法處 理之選擇。

4. 研擬隧道工程相關安全監測,與防災實務管理。

(21)

5. 隧道工程遇特殊區段之災害影響,與考慮異常地質因應處理對策。

6. 根據職業災害之要因,找出施工作業過程中所潛在的危害因素,然後針對 危害因素採取因應預防對策,據以建立安全作業標準及安全工作守則,俾

利應用於從事工作所必要之安全教育與訓練上。

7. 研擬各類作業檢查表與特有要因等,以供現場施工管理人員作為自主檢查 之依據。

8. 為能獲得災害防止之效果,經由自行診斷的安全自動檢查、安全教育與預 防災變訓練,針對安全缺失採取因應措施,以確保作業安全,據以建立PDC

A作業安全管制循環,以利提供工程界人士實務應用之參考。

1.3 研究方法與研究流程

由於生活品質不斷追求進步,多項重大工程之同步進行,隧道工法日益創 新、施工方法艱鉅而種類複雜,對勞工安全問題也帶來直接之衝擊;反觀隧道 工程之空間侷限較其他行業容易發生災害。因而需提供一個即安全又衛生的工 作環境及有效防災已成為當前最重要之課題。本研究案之工作乃將隧道工程採 以工地訪視與專家調查統計方式及蒐集隧道相關文獻資料,並拍攝施工現況檢 討推演,就選定之系統認知其潛在危害,進而分析事故發生之因果關係及綜合 比較評估〈內含分析國內主要隧道工程災害案例,研判本土性之隧道工程危害 因子,並對現行隧道工程開挖支撐、地質危害、安全衛生管理等重點作施工安 全與風險評估〉,以作為隧道從業者及主管機關之參考。

(22)

本研究方法分別如下列步驟進行﹕

本研究將採取下列諸方法加以研究,(A)資料調查蒐集法。(B)文獻回顧法。(C) 材料檢試驗法。(D)作業分析與診斷研究法等科技方法,以執行如后之研究:

1.擬訂研究目的與研究範圍。

2.資料蒐集﹕蒐集國內外隧道工程施工作業相關文獻與技術資料彙整,透過資料 蒐集,可了解隧道施工災害發生類型、原因與防制方法。

3.現況調查﹕藉由國內隧道專家、施工作業員評判,以瞭解現場作業之狀況與安 全管理執行現況,掌控現有施工缺失與各種問題困難點,提出有效因應對策而 改善之。

4.隧道安全管理要點建議與蒐集國內隧道施工災害案例,由案例探討並進行分析 危害事故之發生要因;且應用非破壞檢測配合材料參數研析隧道結構,以確保 其安全性。

5.洽訪各勞工檢查單位、隧道工程業界及學術界分析與腦力激盪等方法,探討隧 道開挖遭遇異常地質災害相關安全衛生之技術因子及防治因應對策。

6.隧道施工藉由安全監測,以掌控隧道周圍地盤與支撐之互制行為,以檢核其 安 全性,進而達到防災之預期目標。

7.隧道工程應用加勁土工對結構物具有較佳之柔軟性,並提供了高度阻尼,可吸 收地震所釋出之大量能源,且加勁材料抗張性強,應力分配均勻,確保地震頻 繁區域結構之建立。

(23)

8.結論。

研究流程如下﹕

圖1-1 研究流程 擬定研究目的與範圍

隧道安全相關法規彙集 國內外相關文獻蒐集

隧道安全與管理要點建議

隧道結構應用非破壞檢測研析

隧道災害分析危害發生要因

D22222

隧道現地安全監測與防災管理

隧道洞口應用加勁土工,確保安全

結 論

(24)

第二章 文獻回顧

本章係就與本研究內容有關之文獻,蒐集有關隧道施工安全職災研究、隧 道施工安全相關研究、營造業安衛體系探討為文獻回顧的重點,以供本案作為 參考。

2.1 隧道工程災害分析

我國近年來的重要工程包括捷運、高速鐵路、東西向快速道路等新建工程,

使得隧道的使用量大為擴增;由於台灣地質多變化且相當複雜,因此先前的工 程規劃、地質調查仍無法完全掌控一些無法抗力的天然因素,使得隧道工程災 害之傷亡率較一般工程為高。首先對隧道工程的災害案例作分析,將採民國 80-95 年十六年當中由行政院勞工委員會勞工災害案例中統計﹝1﹞,共計發生 隧道施工災害48 次,死亡人數 46 人,將資料作統計分析(如圖 2-1~2-4 );並擷 取有關隧道工程部份之職業災害,圖2-1 按其災害種類分為 1.墜落 2.感電 3.物 體飛落 4.被撞、夾、捲 5.爆炸、火災 6.接觸有害物 7.其他 等七類作統計分析;

圖2-2 按其災害各作業項目分為吊掛作業、模板作業、堆渣作業、開挖作業、開 炸作業、機具操作、管線作業、鋼模作業、鋼筋綑紥、其他(測量、架設支撐 等)等發生次數之百分比作統計分析;圖2-3 按其災害各種致災媒介物分為土 石、電力設備、工作台、空氣壓縮機、車輛、動力鏟類、其他等發生次數之百 分比作統計分析;圖 2-4 按其災害發生因素分為不安全環境因素(不良之機械、

設備、環境等)

、人為因素(施工人員不小心之動作或行為)作統計分析。此統計數據為行政

(25)

院勞委會登記有案之數據資料,然而實際之發生情形應遠較登記資料為多。

被撞、夾、捲 21%

墜落

17% 感電

13%

物體飛落 41%

其他 4%

接觸有害物 2%

爆炸、火災 2%

圖2-1 隧道工程各種災害類型發生次數之百分比統計圖

吊掛作業 21%

模板作業 6%

開挖作業 20%

堆渣作業 4%

其他(測量、

架設支撐等)

21%

鋼筋綑紮 4%

鋼模作業 4%

管線作業

6% 機具操作 8%

開炸作業 6%

圖 2-2 隧道工程各作業項目發生次數之百分比統計圖

(26)

空氣壓縮機 4%

車輛 6%

動力鏟類 11%

工作台 9%

電力設備 13%

土石 36%

其他 21%

圖2- 3 隧道工程各種致災媒介物發生次數之百分比統計圖

不安全環境 因素(不良 之機械、設 備、環境

等)69%

人為因素(

施工人員不 小心之動作 或行為)

31%

圖2-4 隧道工程發生因素統計圖 本節由以上之統計圖得知,歸納得知:

1.在所有災害類型之中以〝物體飛落發生災害次數 41%〞最多,其次為被撞、

夾 、捲 21%、墜落 17%、感電 13%、接觸有害物 2%與爆炸、火災 2%,而其 他種類災害4%〈如圖 2-1 〉。

2.在隧道工程中之〝作業項目〞,以吊掛作業(發生次數佔 21%)、開挖作業(發生

(27)

次數佔 20%)為最容易發生災害之作業項目〈如圖 2- 2〉。

3.隧道施工災害中,致災媒介物以〝土石(發生次數佔 36%)〞為最多,其次為電 力設備(發生次數佔 13%)、動力鏟類(發生次數佔 11%)為最容易發生災害之媒

介物〈如圖2-3 〉。

4.將工程災害原因概略分為不安全環境因素(包括不良的機械、環境、設備等)與 人為因素(包括施工人員不小心的動作或行為),結果發現〝不安全環境因素〞

佔了 69%的比例較高〈如圖 2-4〉。

5.另採民國 80-88 年九年當中由行政院勞工委員會勞工災害案例中統計罹災者之 服務年資在1 個月以內佔 32%暨 1 個月至 1 年以內者佔 40%,合計記錄共佔 72%

〈如圖2-5〉,由此可知施工人員的服務年資深淺與工程致災的發生有其極大的 關連性。

6.再採民國 89-95 年七年當中由行政院勞工委員會勞工災害案例中罹災統計有 14 次,其中工程致災者有 8 次未「設置安全衛生管理人員」、有 7 次未「使用安 全防護設備」,由此可知其設置執行管理之重要性 。

(28)

1個月以內 32%

1個月至1年 40%

1至5年20%

5年以上8%

圖 2-5 隧道工程災害罹災者服務年資統計圖

2.2 隧道施工安全相關研究分析

在南加州,因 14 英尺深無擋土支撐的開挖坑道坍塌,造成一名勞工死亡,

工程為一大型計畫,卻因此一工安事件而造成其他相關的建造工程的停擺。檢 討報告指出,監工員已知未加擋土支撐,明顯不符規範,很容易發生災變,且 明知有勞工在坑道中工作卻不加以阻止。於是已故勞工眷屬向法庭提出告訴,

且最後判決是本開挖工程的承包商需負疏失之責任,但設計監造工程司,亦有 相關責任。在法官的看法,雖然專案工程師已有派監工在現場監督施工過程,

且看到勞工沒有異議地進入坑道工作,但仍無法就此推託責任﹝2﹞。

在消除不安全行為和不安全環境方面,韓瑞奇氏﹝3﹞指出人類不安全行為 的四個基本原因為1.不適當的態度 2.缺乏知識或技巧 3.生理的不適任 4.不適當 的機械或自然環境;另提出一個非常重要的觀念,移除危害的最佳方法就是「從 危害的發生根源來預測、預防危害」。機械防護和其他型式的工程改善必須經常

(29)

優先考慮,甚至顯示危害原因是人為錯誤所引起的,於選擇有效的補救方法之 過程中,「工程改善」永遠是第一位。故應用此原理,由不安全情況所引起的危 害可經由「工程控制,如隔離、取代、和製造過程的改變來預防」。

工作安全分析在危害辨認過程中是檢視作業內部不安全情況與人為錯誤的 有效工具,韓瑞奇氏﹝3﹞利用「作業分析與工作安全分析」之比較來凸顯工作 安全分析的有效性。然而,工作安全分析的基本原理與任何作業的分析相同,

唯一的不同點在於作業分析家是探討一個工作內部的各個步驟,找出並清除不 必要的或取代無效率的步驟﹔而安全工程師則檢視每一個步驟以求得引起災害 的可行性。

2.3 隧道工程安全衛生體系與責任界定﹕

在隧道工程有關安全衛生體系之探討主要分為﹕

一、勞工安全衛生相關法規體系及設施相關法令方面,我國以勞工安全衛生法 為主,有關隧道工程「安全管理重點法規」經彙整概述如下﹝4﹞:

1.施作隧道工程之事業單位與承攬人分別僱用勞工之共同作業,為防止職業災 害,應設置協議組織,並指定工作場所負責人擔任指揮及協調工作。

2.隧道工程工地應訂定自主檢查計畫並實施自動檢查。

3.經中央主管機關指定施作隧道工程具有危險性之機械或設備(如起重機、人字 臂起重機、營建用提升機、吊籠等 ),非經檢查機構或指定代行檢查機構檢查合 格,不得使用﹔其使用超過規定期間者,非經再檢查合格,不得繼續使用。

4.施作隧道工程遇下列事項應有符合標準之必要安全防護設備:

(30)

a.防止機械、器具、設備之危害。

b.防止爆炸性、發火性等物質之危害。

c.防止電、熱及其他能引起之危害。

d.防止墜落、崩塌等作業場所引起之危害。

e.勞工施工場所之通道、地板或階梯等之通風、採光、照明、保溫、 防濕、 休 息、避難、急救、醫療,及其他為保護勞工健康及安全設備應妥為規劃,並採 取必要之措施。

5. 隧道工程之工作場所有立即發生危險之虞時,雇主或工作場所負責人應即令 停止作業並使勞工退避安全場所。

6 .隧道工程於鑽掘開工前雇用勞工,應施行體格檢查﹔對在職勞工應施行定期 健康檢查﹔檢查記錄應予保存。

7. 隧道工程應依其事業之規模、性質,實施安全衛生管理﹔並依中央主管機 關之規定,應設置勞工安全衛生組織、人員。

a.勞工人數未滿三十人者,得由事業經營負責人或其代理人擔任。

b.雇用勞工人數在三十人以上未滿一百人,應置勞工安全衛生業務主管或勞 安全衛生管理員一人。

c.雇用勞工人數在一百人以上未滿三百人者,應置勞工安全衛生業務主管及 勞工安全衛生管理員一人。

d.雇用勞工人數在三百人以上者,應置勞工安全衛生業務主管及勞工安全管 理師與勞工衛生管理師各一人。

(31)

8.承攬隧道工程之雇主對勞工應施以從事工作及預防災變所必要之安全衛生教 育、訓練。施作隧道之勞工對於安全衛生教育、訓練,有接受之義務。

9.承攬隧道工程之雇主應負責宣導有關安全衛生之法規,使勞工周知。

10.承攬隧道工程之雇主應依有關法規會同勞工代表,訂定適合其需要之安全衛 生工作守則,報經檢查機構備查後,公告實施。勞工對於安全生工作守則,應 切實遵行。

11.主管機關及檢查機構,對於隧道工程之工作場所得實施檢查。不合規定者,

應告知違反法令條款並通知限期改善﹔不如期改善或已發生職業災害或有 發生職業災害之虞時,得通知其部分或全部停工。

12.隧道工程之工作場所若發生下列職業災害之一時,雇主應於24小時內報告 檢查機構﹕(1)發生死亡災害者(2)發生災害之罹難人數在三人以上(3)其

他指定公告之災害者。

13.隧道工程之機械、器具、設備等使用不當引起之危害,及經指定具危險性之 機械或設備,非經檢查合格而使用,及工作場所發生死亡災害者於24小 時內未報告檢查機構,處三年以下有期徒刑、拘役或科或併科新臺幣十五 萬元以下罰金(含行政處分、有紀錄)。

二、隧道工程「安全衛生設施標準」管理重點經彙整概述如下﹝4﹞:

1. 對於隧道、坑道開挖作業,為防止落磐、湧水等危害勞工,應依下列規定辦 理:

a.事前實施地質調查;以鑽探、試坑、震測或其他適當方法,確定開挖區之地表

(32)

形狀、地層、地質、岩層變動情形及斷層與含水砂土地帶之位置、地下水位之 狀況等作成紀錄,並繪出詳圖。

b.依調查結果訂定適合之〝施工計畫〞,並依該計畫施工。該施工計畫內容應包 括開挖方法、開挖順序與時機,隧道、坑道之支撐、換氣、照明、搬運、通訊、

防火及湧水處理等事項。

c.雇主應於勞工進出隧道、坑道時,予以清點或登記。

2.對於隧道、坑道開挖作業,應就開挖現場及周圍之地表、地質及地層之狀況,

採取適當措施,以防止發生落磐、湧水、高溫氣體、蒸氣、缺氧空氣、粉塵、

可燃性氣體等危害。

3.對於隧道、坑道開挖作業,為防止落磐、湧水、開炸炸傷等危害勞工,應指派 專人確認下列事項:

a.於每日或四級以上地震後,隧道、坑道等內部無浮石、岩磐無嚴重龜裂、含水、

湧水等不正常之變化。

b.施炸前礮孔之裝藥應適當。

c.施炸後之場所及其周圍無浮石及岩磐龜裂,礮孔及爆落之石碴堆、出碴堆無未 引爆之炸藥,施工軌道無損壞狀況。

d.對於隧道、坑道作業為防止落磐或土石崩塌危害勞工,應設置支撐、岩栓、噴 凝土、環片等支持構造,並清除浮石等。

4.對於隧道、坑道作業,為防止隧道、坑道進出口附近表土之崩塌或土石之飛落 致有危害勞工之虞者,應設置擋土支撐、張設防護網、清除浮石或採取邊坡保

(33)

護。如地質惡劣時應採用鋼筋混凝土洞口或邊坡保護等措施。

5.雇主應禁止非工作必要人員進入下列場所:

a.正在清除浮石或其下方有土石飛落之虞之場所。

b.隧道、坑道支撐作業及支撐之補強或整修作業中,有落磐或土石崩塌之虞之場 所。

6.對於隧道、坑道作業,有因落磐、出水、崩塌或可燃性氣體、粉塵存在,引起 爆炸火災或缺氧、氣體中毒等危險之虞,應即使作業勞工停止作業,離開作業 場所,非經測定確認無危險及採取適當通風換氣後,不得恢復作業。

7.對於隧道、坑道作業,應使作業勞工佩戴安全帽、穿著反光背心或具反光標示 之服裝及其他必要之防護具。並置備緊急安全搶救器材、吊升搶救設施、安全 燈、 呼吸防護器材、氣體檢知警報系統及通訊信號、備用電源等必要裝置。

8.雇主使用搬運機械從事隧道、坑道作業時,應依下列規定辦理:

a.事前決定運行路線、進出交會地點及此等機械進出土石裝卸場所之方法,並告 知勞工。

b.應指派指揮人員,從事指揮作業。

c.作業場所應有適當之安全照明。

d.搬運機械應加裝防撞擋板等安全防護設施。

9.對於隧道、坑道支撐之構築,不得使用有顯著損傷、變形或腐蝕之材料,該材 料並應具足夠強度。

10.雇主對於隧道、坑道支撐之構築,應事前就支撐場所之表土、地質、含水、

(34)

湧水、龜裂、浮石狀況及開挖方法等因素,妥為設計施工。

11.對於隧道、坑道支撐之構築或重組,應依下列規定辦理:

a.構成支撐組之主構材應置於同一平面內。

b.木製之隧道、坑道支撐,應使支撐之各部構材受力平衡。

12.對於隧道、坑道之支撐,如有腳部下沉、滑動之虞,應襯以墊板、座鈑等措 施。

13.對於隧道、坑道之鋼拱支撐,應依下列規定辦理:

支撐組之間隔應在一.五公尺以下。但以噴凝土或安裝岩栓來支撐岩體荷重者,

不在此限。

a.使用連接螺栓、連接桿或斜撐等,將主構材相互堅固連接之。

b.為防止沿隧道之縱向力量致傾倒或歪斜,應採取必要之措施。

c.為防止土石崩塌,應設有襯板等。

14.對於隧道、坑道之木拱支撐,雇主應依下列規定辦理:

a.為防止接近地面之水平支撐移位,其兩端應以斜撐材固定於側壁上。

b.為防止沿隧道之縱向力量致傾倒或歪斜,應採取必要之措施。

c.構材連接部分,應以牽條等固定。

15.於拆除承受有荷重之隧道、坑道支撐之構材時,雇主應先採取荷重移除措施。

16.對於隧道、坑道設置之支撐,應於每日或四級以上地震後,就下列事項予以 確認,如有異狀時,應即採取補強或整補措施:

a.構材有無損傷、變形、腐蝕、移位及脫落。

(35)

b.構材緊接是否良好。

c.構材之連接及交叉部分之狀況是否良好。

d.腳部有無滑動或下沉。

e.頂磐及側壁有無鬆動。

17.雇主應使隧道、坑道模板支撐,具有承受負荷之堅固構造。

18.對於隧道、坑道開挖作業,如其豎坑深度超過二十公尺者,應設專供人員緊 急出坑之安全吊升設備。

19.對於隧道、坑道之電力及其他管線系統,應依下列規定辦理:

a.電力系統應與水管、電訊、通風管系統隔離。

b.水、電、通訊或其他因施工需要而設置之管、線路,應沿隧道適當距離標示其 用途,並應懸掛於隧道壁顯明易見之場所。

c.水、電、通訊或其他因施工需要而設置之管、線路,應沿隧道適當距離標示用 途,並應懸掛於隧道壁顯明易見之場所。

d.應沿工作人員通路上方裝置安全通路燈號及停電時能自動開啟之緊急照明裝 置。

e.照明設施均應裝置在工作人員通路同側之隧道壁上方。

f.應於每五百公尺設置與外界隨時保持正常通訊之有線通訊設備。

g.隧道內行駛之動力車,應裝置閃光燈號或警報措施。

h.有大量湧水之虞時,應置備足夠抽水能力之設備,並置備設備失效時會發出警 報之裝置。

(36)

i.電力系統均應予以接地(爆破開挖之隧道除外)或裝置感電防止用漏電斷路 器,其佈設之主要電力線路,均應為雙層絕綠之電纜。

20.對於隧道、坑道之通路,應依下列規定辦理:

a.規劃作業人員專用通路,並於車輛或軌道動力車行駛之路徑,以欄杆或其他足 以防護通路安全之設施加以隔離。

b.除工作人員專用通路外,應避免舖設踏板,以防人員誤入危險區域。

c.因受限於隧道、坑道之斷面設計、施工等因素,無法規劃工作人員專用道路時,

若以車輛或軌道動力車輸運人員者,得不設置專用通路。

21.對於以潛盾工法施工之隧道、坑道開挖作業,應依下列規定:

a.未經許可禁止在隧道內進行氣體熔接、熔斷或電焊作業。

b.未經許可禁止攜帶火柴、打火機等火源進入隧道。

c.柴油引擎以外之內燃機不得在隧道內使用。

22.對於以潛盾工法施工之隧道、坑道開挖作業,為防止地下水、土砂自鏡面開 口處與潛盾機殼間滲湧,應於出發及到達工作井處採取防止地下水、土砂滲湧 等必要工程設施。

23.對於隧道、坑道挖掘(以下簡稱隧道等挖掘)作業或襯砌(以下簡稱隧道等 襯砌)作業,應指定隧道等挖掘作業主管或隧道等襯砌作業主管於作業現場辦 理下列事項:

a.決定作業方法,指揮勞工作業。

b.實施檢點,檢查材料、工具、器具等,並汰換其不良品。

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c.監督勞工個人防護具之使用。

d.確認安全衛生設備及措施之有效狀況。

e.其他為維持作業勞工安全衛生所必要之措施。

三、我國對隧道工程承攬事業單位之責任法條﹝4﹞﹕

1.事業單位以其隧道工程招人承攬時,其承攬人就承攬部分負本法所定雇主之 責任﹔原事業單位就職業災害補償仍應與承攬人負連帶責任,再承攬者亦同 (第十六條)。

2.施作隧道工程之事業單位以其隧道之全部或一部分交付承攬時,應於事前告 知該承攬人有關其事業工作環境、危害因素暨勞工安全衛生法及有關安全衛 生 規定應採取之措施。承攬人就其承攬之全部或一部分交付再承攬時,承攬 人亦 應依前項規定告知再承攬人(第十七條)。

3.事業單位與承攬人、再承攬人分別僱用勞工共同作業時,為防止職業災害, 原 事業單位應採取必要措施(第十八條)。

4.二個人以上之事業單位分別出資共同承攬隧道工程時,應互推一人為代表 人 ﹔該代表人視為該隧道工程之事業雇主,負本法雇主防止職業災害之責任

(第十九條)。

總而言之,事業單位將隧道工程招人承包,事業單位應事前告知承包商有關工 地環境、危害因素及有關工地安衛規定應採取之措施,若工地發生職業災害時,

原事業單位仍應與承商負連帶補償責任,故雙方立場是息息相關的。若一個隧

(38)

道工地由事業單位與承商僱用勞工共同作業時,則原事業單位應採取必要措施 或兩個以上之事業單位分別出資共同承包工程,應互推一人為代表人,負責指 揮、督導防止職災發生之責任。

2-4 隧道工程工作場所若發生職災,應思維嚴格之罰則

勞工安全衛生法之主要目的在保障勞工之健康與生命安全,但執行法律必須要 有強有力之後盾,否則無法執行與克服障礙,此一後盾為違反法律時之處分。

事業單位違反機械、器具、設備標準所引起之危害或具有危險性之機械或 設備(如隧道施工使用移動式起重機吊掛鋼筋、鋼肋支保等)非經檢查機構檢 查合格而使用者,致發生死亡職業災害者,處三年以下有期徒刑、拘役或併科 新台幣十五萬元以下罰金、其他如勞工不接受健康檢查、安全衛生教育訓練或 不遵行安全衛生工作守則處新台幣參仟元以下罰鍰,玆將我國與美、日兩國對 雇主違法處罰之比較如下所示。

表2-1 我國與美、日兩國對雇主違法處罰之比較﹝5﹞﹕

國別 項目

我 國 日 本 美 國

(重大職災)移送法院 1.處三年以下有期徒 刑、拘役或科或併科 新台幣十五萬元以下罰 金。

(檢查違規)移送法 院

1.處三年以下有期徒 刑或二百萬日圓以下 罰金。

主要以罰鍰方式為主,如有 勞工死亡者,則判以徒刑。

1. 六個月徒刑或併科一萬 美

元以下之罰鍰(第一次)。

(39)

2.處一年以下有期徒 刑、拘役或科或併科新 台幣九萬元以下罰金。

3.處新台幣三萬元以上 十五萬元以下罰鍰。

4.處新台幣三萬元以上 六萬元以下罰鍰。

5.主要為限期改善,對 未改善者之處分包括部 分停工、全部停工。

2.處一年以下有期徒 刑或五十萬日圓以下 罰金。

3.處六個月以下有期 徒刑或三十萬日圓以 下之罰金。

4.處三十萬日圓以下 之罰金。

5.可針對發生事故之 事業主予以一至九個 月之指名投標禁止,

剝奪其承攬工程之權 利。

2. 一年以下徒刑或科或併 科二萬美元以下之罰鍰

(第二次)。

3. 對重覆違反之情形,每 一違反情況科處美金一 萬元之罰款。

4.未在限期內改善完成 者,每延一天就繼續依違反 情況科處美金一干元之罰 款。

註﹕重大職災係指有發生死亡災害者及發生罹災人數在三人以上者,我國工作 場

所發生重大職災移送法院處有期徒刑之罰則最高為三年與鄰國日本檢查違 規

移送法院處有期徒刑之罰則最高亦為三年,而美國如有勞工死亡者,最高判 以一年以下徒刑,相較之下我國與日本罰則較嚴,美國較輕其主要以罰鍰方 式為主。

(40)

2-5 隧道工程安全評估技術之分析

一、依據勞動檢查法﹝6﹞第二十六條規定「危險性工作場所非經勞動檢查機構 審查或檢查合格,事業單位不得使勞工在該場所作業」,審查時,事業單位應檢 附施工計畫摘要報告書及施工安全評估報告書向當地勞動檢查機關提出申請。

另其危險性工作場所在一定規模以上之長隧道、深豎坑、高樓建築、長跨距橋 樑、深開挖、壓氣作業等均有詳細如下規定﹕

1. 長度一千公尺以上或須開挖十五公尺以上之豎坑之隧道工程。

2. 建築物頂樓樓板高度在五十公尺以上之建築工程。

3. 橋墩中心與橋墩中心之距離在五十公尺以上之橋樑工程。

4. 開挖深度達十五公尺以上或地下室為四層以上且開挖面積達五百平方公尺之 工

程(自87、01、01 起施行)。

5. 採用壓氣施工作業之工程。

6. 工程中模板支撐高度七公尺以上面積達一百平方公尺以上且佔該樓層模板支 撐面積百分六十以上者。

7. 其他經中央主管機關會商目的事業主管機關指定者。

該審查暨檢查辦法中又有規定,施工安全評估報告書應包括基本事項檢討評估 與改善對策報告、特有災害評估與改善對策報告,所以我國施工安全評估係屬 強制性且具體要求均應使用基本事項檢討評估與特有災害評估之程序。

日本對高度在五十公尺以上之建築工程、橋墩中心與橋墩中心之距離在五十公

(41)

尺以上之橋樑工程、模板支撐高度七公尺以上者,均要求自主檢核施工計畫,

尚未建議以較完善之四階段安全評估法〈1.基本資料蒐集 2.基本事項檢討 3.特殊 災害檢討及危險度評級4.安全對策檢討〉實施,然我國則以法令列入強制安全 評估,相較兩國工程安全評估技術之範疇,則我國較日本更為廣泛。

茲就可能應用於隧道工程安全評估之方法,分定性與定量兩方面敘述﹝7﹞﹕

〈一〉、定性分析法﹕

1.檢核表(Checklist)﹔以既有之施工經驗及規範訂定而成之施工安全檢核表,

可就隧道工程施工計畫以至完工各階段所涉及之機具、設備、環境及程序之一 般危害予以檢出,並指出何處需進一步分析。至於新工法或高風險工程之系統 評估,則因其具遺漏重要項目之可能而不適合。

2.初步危害分析(PHA)﹕於施工計畫初期,由具安全素養之工程師一至二人就 已知之設計資訊予以安全評估作為施工計畫參考之方法。可應用於新舊工法,

除可檢出一般危害外並可篩選出需進一步分析之重危害,然分析結果概略不詳 盡是其缺點。

〈二〉、定量分析法﹕

1. 失誤樹分析法(FAT)﹕以災害為頂端事件,進行因果關係推演,能找出導 致該災害之基本事件、中間事件及可能之途徑,對於設備間、系統間之組合 性危害之檢出尤見其長。由於一般危害通常運用檢核表或初步危害分析

(PHA)法較諸 FAT 為經濟且營造業特有災害,如墜落、感電、倒塌、崩塌、

出水等災害事故之組合關係並不複雜時,FAT 法顯得大材小用,是故 FAT 於

(42)

營造工程之應用宜於檢核表、初步危害分析(PHA)暨危害及操作性評估

〈HAZOP〉等方法篩選分析之後,發現需進一步確認因果關係、要素間邏輯 關係及其事件組合關係時為之。

2. 事件樹分析法(ETA)﹕為與 FTA 相反程序之分析法,ETA 以設備故障作為 起始事件,並依相關事件發生順序分析其正常與故障兩種情況直至預測之災 害發生為止,應用於營造業之時機同FTA 法。

其中以〝失誤樹分析〞應用最廣且有效性最高,失誤樹基本上為一邏輯圖 形,由於分析出來的圖形如樹,稱之為「失誤樹」。

失誤樹分析乃就一事故的發生,逐步向後追溯推斷其可能原因,就每一促成因 素發生的可能率,探討其各因素間之相互關係,玆將失誤樹分析常用六種符號 意義鈙述如下﹕

1.鐘罩形符號,稱為 AND gate,其意義為 A 之存在,

應有 B、B、B、…B同時存在,若其中有一個B 不 存在,則 A 即不可能存在。

2.盔型符號,稱為 OR gate,其意義 B、B、B、…B

中任一個或一個以上存在時,A 即存在,假如其中只 B

存在,則A 即存在。

3.長方形符號,其意義為代表一特定的事件,常作為 AND gate 或 OR gate 的輸入或輸出表示。

B1 B2 B3 B4

A A

B1 B2 B3 B4

(43)

4.菱形符號,其意義為代表事件的發展,由於資料缺乏 而中止,沒有充分的資料支持下一層次的推理是合理 的。但如有充分的資料出現時,進一步的推理仍然可行。

5.屋形符號,其意義為代表在正常的情況下,會發生的 事件,但有失誤發生時,則不會發生。

6.圓形符號,其意義為代表電路或系統中的某一部份故 障,或失去功能。

圖2–6 墜落失誤樹分析圖﹝7﹞

二、施工安全評估方法之比較

(44)

日本勞動省對於施工安全評估方法之建議區分為二級,第一級為一般工程,僅 以粗略之檢核法檢核施工計畫之安全對策,第二級為特殊危險工程,採完整之 四階段安全評估方法〈1.基本資料蒐集 2.基本事項檢討 3.特殊災害檢討及危險度 評級4.安全對策檢討〉。

日本營造工程採四階段進行安全評估方法:

安全評估內容注重工程施工前之整合性評估,對於特殊危害則依營造規模、危 害嚴重性予以簡單量化,計算出〝相對危險度〞等級,再依等級採取不同程度 對策;茲敘述日本營造工程之安全評估採下列四階段﹝8﹞進行詳如后:

第一階段:基本資料蒐集

如隧道工程應蒐集〈1〉地質圖、地形圖、地面水及地下水、環境報告書、氣象 調查等〈2〉承攬契約、設計圖說〈3〉安全衛生相關法令暨安全技術指針〈4〉

災害情報等。

第二階段:基本事項檢討〈檢核表法〉

依基本事項評估與對策表所列措施予以校對,若有必要則修改施工計畫。如表 用於隧道施工全程,大項有〈1〉施工管理組織〈2〉安全衛生管理〈3〉基地調 查〈4〉施工〈5〉隧道支撐〈6〉混凝土襯砌〈7〉剩餘土料處理〈8〉隧道內運 搬設備〈9〉施工機具設備〈10〉作業環境〈11〉防災對策〈12〉緊急應變與避 難設備〈13〉醫療救護體制等。另部分內容如后:

(45)

表2-2 基本事項作業環境〝物體飛落〞之評估內容

基本事項 評估內容 備 註

作業環境

●物體飛落

1.移動式起重機吊運物料,其重量不可 超過該設備所能承受之最高荷重〈應 加以標示最高荷重〉。

2.吊運作業嚴禁勞工進入吊舉物下方或 吊鏈、鋼索等內側角。

3.作業場所有物體飛落之虞者應設置防 止物體飛落等設備。

4.吊運作業應先安排信號指揮聯絡人員 現場指揮,並規定統一之指揮信號。

5.作業場所有物體飛落或飛散致危害勞 工之虞時,應備妥安全帽及其他防護 器具等。

營造設施規 則辦理

第三階段:特殊災害檢討及危險度評級〈相對定量法〉

在第二階段基本事項安全對策確認後,乃按工程施工中較具威脅性及頻率高潛 藏特殊災害者,譬如隧道工程之落磐、異常湧水、擠壓變形、氣體爆炸、物體 崩落等予以進一步危險度評估,所採用方法為相對危害等級法檢討,亦即按工 程規模與特性區分評估要素與要素點,評估所得之點數再依危險度表換算其相 對危害等級。兹以〝落磐〞為例其評點方式﹝8﹞如下:

(46)

落磐之危險度評點=2G〈地質〉+L〈長度〉+A〈斷面積〉

表2-3 落磐之評估要素與點數表

要 素 條 件 要 素 點 數

地質〈G〉 1. 隧道全長都有落磐之虞者。

2. 僅部份有落磐之虞者。

3. 隧道全長皆無落磐之虞者。

3 2 1

長度〈L〉 1. 長 2. 中 3. 短

3 2 1

斷面積〈A〉 1. 大 2. 中 3. 小

3 2 1

表2-4 落磐之危險度換算表

評 點 危 險 度 分 級

10 點以上 7~9 點 4~6 點

I 級 II 級 III 級

第四階段:安全對策檢討

依特有災害評估所得之危險度等級採用相對應之安全對策,並檢討評估是否已 列於施工計畫中。

(47)

我國之營造工程安全評估方法:

我國之營造工程安全評估係依據勞動檢查法第二十六條規定辦理,具強制 性,其評估方法可分為兩階段,第一階段使用檢核表及 PHA 進行一般危害檢核 暨重大危害篩選;第二階段使用特有災害評估進行重大危害之系統分析。

第一階段評估:基本事項檢討評估

基本事項檢討評估分別依據勞工安全衛生管理法規及施工技術規範檢討評估

「勞工安全衛生管理計畫」及「分項工程勞工安全衛生措施計畫」之內容是否 滿足法令規定及施工需要,其執行方式係先前依據勞工安全衛生管理法規、施 工技術規範等,編訂成查核工作表(分甲、乙兩表),就法規之分類及施工作業順序 檢討查核「勞工安全衛生管理計畫、分項工程作業計畫」之內容是否符合法令 規定或工程規範、施工經驗之最低標準。為一簡單之評估方式,適用於一般工 程之安全評估及危險工程特有災害評估前之一般評估。基本事項評估需將分項 工程之主要作業拆解後"逐項作業檢討〞其安全對策可否達到法令或規範之標準

﹝9﹞。

第二階段評估:特有災害評估

基本事項檢討評估後應再執行〝特有災害初步分析〞,以篩選出頻率高可能發生 之崩塌、倒塌、異常出水、火災等較重大之災害,或災害因素較複雜之災害類 型。此類災害如僅採用一般災害評估方法,可能無法發掘出災害要因,必須用 組成成員之專業技術(地質、地工、結構、機械、電機、施工等)詳予檢討評估暨 每一步驟均應運用災害類型導字〈如倒塌、異常出水、火災〉及可能之危害狀

(48)

況5W1H 導字〈何時、何地、何人、何事、為何、如何〉以找出關鍵性危害狀 況而妥予研擬預防對策。以腦力激盪術"逐步"就分項工程之細部作業每一步驟評 估其危害與防災對策。

至於特有災害評估發現必須進一步執行因果關係與要素間邏輯關係確認者,可 再運用“失誤樹分析〈FTA〉”;若牽涉機具設備各元件危害引起之災害可事先運 用“失效模式與影響分析法〈FMEA〉”,以作為檢核表訂定、修正或分析之用。

總之,特有災害評估係以改良式 HAZOP 小組會議實施系統評估為主,失誤樹 分析〈FTA〉、失效模式與影響分析法〈FMEA〉、初步危害分析法〈PHA〉及檢 核表為輔,其評估方法之運作時機、順序與自動檢查之關係,如圖示2-7。

圖2-7 我國營造工程危險性工作場所施工安全評估程序

我國對於指定之危險工程則要求施行基本檢討評估與特有災害評估,兹將我 國、日本兩國施工安全評估方法比較如后:

基本事項評估

初步危害分析 PHA

危險場所

〈篩選〉

危險場所 特有災害

特有災害 安全評估

失誤樹分析 FTA〈必要時〉

自動檢查

(49)

表2-5 我國與日本兩國施工安全評估方法比較表

我 國 日 本

一般工程 無 自主檢核施工計畫

特殊危險工程 第一階段:基本資料蒐集

第二階段:基本事項檢討〈檢核表法〉

第三階段:特有災害評估以改良式危 害及作業分析法評估

第四階段:安全對策檢討

第一階段:同左 第二階段:同左

第三階段:特殊災害檢討 及危險度評級〈相對定量 法〉

第四階段:同左

綜合以上比較,兩國安全評估步驟進行相似,唯第三階段特有災害評估方法略 有差異,我國採〝系統分析法〞,將工程步驟拆解後以危害導字按每一作業分析 評估其危害及安全對策,屬於定性評估法;而日本則採“相對定量法”,適合作風 險管理。

三、施工安全評估內容之比較

日本選擇各類危險工程中之重點加以詳盡之評估,評估內容涵蓋「施工技術規 範,施工計畫亦按工程類別訂有明確重點」,申報手續比較單純化。我國就各類 危險工程尚未訂出危害評估重點,所以「由業者就所提供之系統化方法進行整 體工程之安全評估」,方法雖嚴謹但相當耗時,現行審查制度為勞動檢查機關為 求其審查方便起見,要求事業單位彙整〝各種評估報告與施工計畫摘要報告〞,

並且需交代評估流程俾免造假等,因而導致評估表報呈現複雜化。

(50)

2-6 山岳隧道安全評估﹝10﹞

就山岳隧道最經常發生災害有(一)隧道挖掘、支撐作業方式(二)隧道工程 地質風險、有害氣體、異常湧水、機具危害等環境危害(三)隧道施工管理、

安全衛生權責等管理因素加以檢討。茲將就隧道挖掘支撐方面、工程地質危害 方面、安全衛生管理方面等三個重點部分作一評估;並舉案例說明施工安全評 估:

(一) 隧道挖掘、支撐作業方式:〝開挖部分〞主要以挖掘、佈孔放樣與鑽孔、

裝藥、開炸等階段來評估可能造成危害之作業事項,〝支撐部分〞則以組 立鋼支保、舖設鋼線網、噴凝土、岩栓安裝等四個階段加以評估可能造成 危害之作業事項。

1.隧道挖掘

(1) 必須適合現地地形、地質、湧水等條件之工法。

(2) 必須考慮隧道斷面、長度與施工期限等。

(3) 應預擬施工變更設計時之應變辦法。

(4) 各挖掘處所之斷面尺寸及挖掘施工順序應依現況合理的訂定。

(5) 應訂各挖掘處所之施工循環時間。

2. 佈孔放樣與鑽孔

(1) 鑽孔前應評估水管、氣管及風壓之正常性、作業平台需安置穩固。

(2) 鑽堡應由具有經驗之人員操作,方可減少工作臂撞擊開挖面、鑽桿折斷及氣 管脫落等意外情況發生機會。

(51)

(3) 工程師應確認鑽機與炸孔之適當位置,並依鑽孔佈置圖檢查鑽孔是否合乎要 求,如有引致開炸異常狀況,應要求重新

鑽孔。

(4) 鑽孔過程中應有充分之照明,並注意每一炸孔之孔距、孔深、鑽設角度,以 避免鑽孔底部因鑽孔有所偏移或施鑽角度錯誤,引發爆破不良等現象。

(5) 應檢查鑽孔過程中有無未爆藥,如有發現未爆葯應立即停止作業,待殘餘藥 處理後再行鑽孔。

3. 裝藥

(1) 進行鑽孔〈採用手提式鑽機或併裝式鑽機〉,應避免在鑽孔時進行裝藥作業。

(2) 裝藥填塞作業應以〝木桿〞為之,禁止使用金屬桿代替。

(3) 裝葯前應事先用〝填塞桿〞檢查爆孔深度及狀況,如有任何障礙物存在,不 要強行使炸藥通過。

(4) 應儘量避免炸藥在孔內停留時間過長,鑽孔裝炸藥亦應嚴禁吸煙。

(5) 雷雨交接之際應停止裝炸藥並離開現場;另當孔內溫度高於攝氏 65 度時應 避免使用雷管。

(6) 應以現場檢查或攝影機拍攝方式,檢查裝藥、搗固方法及填塞方式是否正確。

(7) 裝藥時,現場應收拾不存放其他不必要之工具及設備。

4. 開炸

(1) 訂定符合於地盤條件、鑽掘斷面、鑽孔配置及鑽孔順序;並訂定裝填、結線、

避難等之作業基準。

參考文獻

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