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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國一一○年五月二十九日

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本期主筆:吳宗翰
執行編撰:李惠華
文字記者:許素梅

高山低温路段-施工管理及勞工防護機制

交通部公路總局二區養工處 劉世桐 處長

二區養工處谷關工務段 呂正安 段長

黎明顧問公司 李坤哲 土木技師

總福營造公司 林壽昌 經理

摘要

高山公路開闢,有助臺灣東西兩側之運輸、醫療及民生交流等。但以中橫公路而言,民國45年開鑿係以人力為主,多沿山腰繞行;且早期公路開闢時較缺乏地質鑽探資料,加上高山路段造山運動,及地質之多變性,受雨水、地震等長期交相侵襲後,崩塌事件時有所聞。崩塌導致路段受阻,在偏遠高山路段進行復建工程時,面臨溼冷、凍寒、天候多變、工時受限、物資缺乏、運輸不便、材料性質改變、工班維持不易等,環境、人力、物資之多重嚴苛挑戰,遠非平地作業所能比擬。倘工程團隊對工程應變調整能力不佳,或疏忽勞工照護,則肇致工程受挫、延宕,影響恢復通車時程,影響政府形象。

本文以台8109k+300~+800(大禹嶺)(下稱該路段)邊坡,大範圍深層崩塌復建工程為例,探討偏遠高山路段施工管理及勞工照護,供技師先進參考,為提升高山工程施工效能及職安,共同努力。

壹、工程概述

本案路段,位處梨山至大禹嶺之間,為臺中市梨山地區通往南投縣合歡山及花蓮縣之主要聯絡幹道,位置如圖1。本路段位處合歡北峰東北側邊坡,坡面由道路下方碧綠溪蝕,溝爬升至合歡北峰標高點,高程介於2,279~3,422m之間,工址道路高程約E.L.2,550m,而工址範圍坡度,大多屬六級至七級坡(S>100%)。又該路段所在地層地質多變,年平均降雨量高達4,180mm,路段下邊坡為碧綠溪上游,地質多樣,坡趾長年受水流沖刷下,造成路基逐漸流失。10662日強降雨事件,導致邊坡大範圍深層崩塌而損及道路結構,如照片1

1  8109k大禹嶺路段位置圖
 
照片1  10662日強降雨 致台8109k+300~+800受損情形

為掌握崩塌詳細情形,107109年間,持續採無人機升空拍攝記錄崩塌狀況,並攀登至崖頂及下到溪谷勘查,如照片23,其後並進行地質探查。概述情形為:道路至崩崖頂約200m,上緣之崩落崖陷落差約10m~20m;坡體以崩積層及黑灰色破碎板岩為主,公路下方崩積層厚約25~35m,且越往上越淺薄,且下邊坡有明顯滲水及崩積層堆積。

為緊急維持通行,修坡清除鬆散表土後,以現地土壤為基材,施做加勁路基,並加強導排水,以達到坡面減載、穩固路基及減少滲流,成果如照片4

照片2  採用無人空拍機及實地攀登以掌握整體崩塌狀況

 

照片3  深入工址下邊坡探查蝕溝及滲水情形

考量工址處於尚未穩定狀態,短期復建工程,以維持道路基本通行為目標,另以深層集水井工法降低地下水位;部分路寬不足道路,以微型樁穩定路基;另於沖蝕溝設抗沖刷樁,減少坡址沖刷流失,提升整體邊坡穩定性;裸露邊坡,則採用撒草植生之柔性工法,降低表土沖蝕流失現象,如圖2。此外,再依邊坡監測結果,評估工程成效,據以決定是否啟動中期抗滑排樁或長期改線方案。

照片4  採行一連串短期搶通維持通行措施(左)及加勁路基穩固路基(右)

考量工址處於尚未穩定狀態,短期復建工程,以維持道路基本通行為目標,另以深層集水井工法降低地下水位;部分路寬不足道路,以微型樁穩定路基;另於沖蝕溝設抗沖刷樁,減少坡址沖刷流失,提升整體邊坡穩定性;裸露邊坡,則採用撒草植生之柔性工法,降低表土沖蝕流失現象,如圖2。此外,再依邊坡監測結果,評估工程成效,據以決定是否啟動中期抗滑排樁或長期改線方案。

2  本路段邊坡深層集水井治理平面(左)及立面(右)示意

本復建工程「107年度第4次災害台8109K+500路段復建工程」,主辦機關為「交通部公路總局二區養護工程處」、設計單位為「黎明工程顧問公司」、監造單位為「二區養護工程處谷關工務段」、承攬廠商為「總福營造公司」。

工址年均溫約7~10℃,其中每年冬季122月間,月均溫接近0℃,堪稱目前全臺海拔最高的復建工程。工程團隊,從設計起,即審慎評估及預置工項,施工中加強督導及以勞工照護為主、集思廣益提升工作效能。

貳、風險評估及強化風險傳遞

通常設計單位於設計階段,需研擬各種可行方案,並篩選出最優選之設計方案後,由風險評估小組進行方案潛在風險評估;至於施工風險評估,主要經作業拆解、危害辨識、風險分析、風險評量、研擬風險減輕之對策等,施工風險減輕對策如表1。評估結果應傳遞予後續辦理設計者,據以製作安全設施圖說及編列相應之預算工項;而對於不可接受之風險,則優先考量調整設計,採行安全工法因應;對於無法於設計階段消除或降低之風險,應擬定處理對策。

1 施工風險減輕對策(因應對策)

優先順序 主要措施 實施策略
1 消除風險 採用安全性較高之設計或施工方法,以消除可能之風險。
2 降低風險 無法以設計或施工方法消除之風險,應修正設計方案、施工方法、材料,以降低風險程度或風險影響範圍。
3 工程控制措施 以防護設施等攔阻或中斷危害之作用,阻絕、隔離風險。
4 管理控制措施 訂定作業程序、作業標準、查核計畫、實施教育訓練、資格管理等以維持安全狀況。
5 防護具使用 依據風險狀況,正確使用個人防護具。

本工程設計單位,依工程特性實施風險評估,流程如圖3,需將各施工工項(如邊坡、地錨、擋土牆、鑽掘樁、排水、深層集水井、交通等)所對應之風險,詳加考量,納入設計圖及編列預算,如表2,為深層集水井工項相應降低風險對策及對應圖說,提供施工端明確指引;最終編製設計階段風險評估報告,由主辦機關審定,並於工程發包後,傳遞予施工廠商據以執行;而監造單位可依工進,適時辦理不同施工階段風險傳遞會議,透過設計單位及監造單位,就執行面之殘餘風險持續傳遞,並與廠商共同研討,以強化風險防範觀念,有助提升整體風險控管成果。

3  風險評估流程概念

 

2  風險評估報告中深層集水井降低風險對策及對應圖說

工項 施工可能風險 降低風險對策 設計圖說 預算項次 風險等級
深層集水井工程 交通事故 施工機具進場應有專人從事指揮及管理車輛往來 M-02 壹.五、6、14、15 R3(高)
M-03
M-12 R1(低)
粉塵、噪音 提供給勞工適當之呼吸防護具及需佩戴有效之耳塞、耳罩之防護具。 M-13 壹.七、21、28  
感電、被夾捲切割擦傷 設置漏電斷路器、接地等設施,施工人員安全護具配戴齊全 M-14 壹.七、9  
物體倒塌、崩塌 依設計、施工計畫執行,確實設置鋼襯板及加勁條之安裝,集水井開挖地質紀錄及傾斜儀觀測管 D-06 壹.二、15、18  
M-09 壹.四、22、23  
M-12M-17    
物體飛落 確認固定裝置,在吊運鋼襯板及加勁條時,人員撤離固定式起重機作業半徑,勞工正確配戴安全帽 M-09M-12M-13 壹.六. 10、14、15、16、17  
缺氧 施工期間鼓風機需正常運作且氧氣濃度維持18%以上 D-06 壹.七、21、23、24  
M-09  
M-12  
開挖面崩塌 維持0.5m~1.0m之開挖輪進,不得超挖 D-12 壹.二、14  
墜落、溺水 妥善規劃設置井內爬梯、防墜落鋼架及工作平台,另編列垂直抽排水管及臨時抽移排水費等設施 D-07 壹.二、17、19、20、21、22、23;壹.四、11、26  
D-08  
D-09  
Y-02  
高山症、失溫 高山症、失溫防止設施 M-11 壹.四、16;壹.七、21  

 

參、深層集水井施工之安全機制

善於工程管理者,常利用工區內各結構之地理位置,來系統化掌握工程重要資訊概念。本工程由上邊坡至下邊坡,依序面臨邊坡滑移、深層集水井開挖、維持道路安全通行、野溪淘刷下邊坡及高海拔低溫等。其中特別關鍵者為:深層集水井屬定點式長時間作業,作業人員須長期曝露在危坡下,風險甚高;其次直徑4.5m、深20m之集水井開挖,屬侷限空間作業,又身處高海拔,作業環境之通風及保暖等,需審慎因應。又因偏遠,最近有人口聚集處,為往西到梨山市區,需50分鐘,其餘往東到花蓮或轉東南到霧社,皆更遠更不方便。彙整從施工到作息、從勞工到用路人之防護優良機制,如表3

 

3  高山偏遠地區施工優良機制

工區環境辨識 安全機制 工區環境辨識 安全機制
潛在邊坡滑移 掌握監測即時動態 維持道路通行 加強通行道路及施工便道交叉路口交維
建置崩塌預警設施(工區及用路人皆可接收預警) 做好夜間通行警示
封閉施工需提前公告
深層集水井 監測掌握水位變化確保臨時邊坡保護及擋土牆穩定監看人員警示措施 野溪淘刷坡趾 確保臨時導排水設施作用正常利用井內開挖土壓腳坡趾
侷限空間作業 確認通排風系統運作正常、設置井內上下爬梯及中間平台 高海拔低溫 建置低溫監測及停工機制
高山症預防、保暖、食宿
實施酒測,避免飲酒上工

好的工程管理者,對施工環境應有辨識並能掌握因應對策;而優良的工程管理者,應將相應之對策深刻烙印於腦海中,並時時思索精進之道,方可在面對突發之挑戰,如低溫雪封,為國內復建工程罕見狀況(如照片5及圖4),本工程精進優良機制分享如下:

照片5  本工程1101月多次遭雪覆蓋情形

 

4  本工程1101月溫度分布圖(紅色為出現0℃)

一、掘井前之整備

1.   建置勞工管制系統:本工區遍及廣大邊坡,為掌握人員出工、返回,乃規劃勞工管制系統,以實名制感應刷卡,記錄工區人員動態;且應變時,可立即透過系統判斷:有無受困人員及受困範圍,增加黃金救援時間。

2.   為確保掘井作業安全,需先進行開挖處上邊坡坡面安全防護工程。針對坡面易崩塌堆積特性,採用型框植生工法先行固坡

3.   進行開挖井上邊坡之地錨擋土牆工程,因高山地區地錨套管易硬化,故組立穿線,移至海拔2000m以下之位置施作,完成後再運至工地。

4.   因冬季高山氣溫常在10度以下,致混凝土28日強度未達設計強度。為此,澆置時需多取抗壓試體,測試硬固所需天數,作為地錨施拉、拆模等重要依據。

二、深層集水井工程

1.   設置局限空間之職安四護:1)自護-自我保護、(2)互護-互相保護、(3)監護-井頂及井底監視保護、(4)電護-架設CCTV

2.   於現地先施作1:1示範井,從通(抽)風、人員進出、開挖空間、吊運出土、環片組立、背填灌漿等,皆可實尺寸教育訓練,讓進場員工親臨學習,掌握關鍵事項。

3.   無人空拍機專家,每週空拍並建置3D數位地形模型,掌握比對工址邊坡狀況,若有危木、潛在浮石或崩塌危害,則予以清除或補強。

4.   導入智慧防災-設置落石預警防護:設置落石感測系統,一旦有落石經過,即觸發感測器,連動之警報閃燈及蜂鳴器在工區響起,警示作業勞工迅速撤離工區、或於安全處緊急庇護。

5.   導入科技防災-掌握氣象情資、超前部署:極端氣候,常致山區邊坡崩塌或路基流失等重災,故工區佈設氣候監測,如溫度、濕度、風速、雨量,與氣象局雷達迴波雲圖定位等監測資料,並透過手機推播,達到風險控管、預先傳遞、提前因應及通報,降低用路人及勞工暴露危害度。

6.   導入物聯網,介接各監測資料,提升安全防護:運用既有TDR地滑及傾斜儀等監測資料,介接至本工區平台資料庫,連動現場告警設備,當資料達到警戒值時,發出聲響或閃燈,提供告警撤離或躲避。

7.   集水井加設水平支撐,提升整體勁度及穩定度,確保人員在其間之作業安全。

8.   高山地區混凝土28日強度遠低於設計強度,故小範圍灌漿採用加溫熱水拌合,如深層集水井逐層鋼環片之背填部分。

照片6 工區設置物聯網等連動警示、防護等相關設施

三、特殊精進作為

1.   設置電力及通訊設備:本工址位屬偏遠高山路段,為提升工區通聯、資訊傳遞及影像傳輸,商請台電公司及中華電信公司,建置電力及通訊設備。

2.   提升原住民就業及本質學能:以原住民為先,辦理各種作業主管訓練、演練,並協助全員取得臺灣職安卡,另敦請勞動部職安署蒞臨輔導,皆為廠商雇主全額自費。

3.   全方位勞工照護:特聘廚工,每日三餐煮熱食及天冷煮熱薑茶供應,且每月加菜獎金;設置暖爐,供人員取暖、電毯供夜間休息保暖;另設置人車分道,每日員工採團進團出,彼此照護團結向心;低溫暫停施工,避免人員遭受寒害;採用電動挖土機,減少噪音;設置職安廊道及簡易醫護用品。

照片7 本工程廠商自主辦理多項訓練、請職安署輔導及強化醫護

肆、結語

臺灣高山路段地質條件不佳,常因雨量而誘發崩塌,類似本工程之案例,日後仍會出現。復建工程,考驗施工團隊施工管理及應變能力,工進推展快慢攸關用路人通行安全及便利,而若能提早發現徵兆並治理,則災害規模及整治期程可大幅減小。近年來,公路總局從眾多邊坡崩塌事件中學習,依邊坡坡度、整治情形…等,以RHRSRockfall Hazard Rating System)量化評分,進行邊坡分級(ABCD;其中具高崩塌潛勢之邊坡,再導入以無人空拍機進行科技巡檢,找出可能崩塌之前兆再予以提早治理,抑制可能的崩塌危害。

本工程以深層集水井搭配各項監測連結物聯網的方式,提升施工及用路人安全警示,再加上工區勞工防護、照護等安全機制,供技師先進參考,以精進臺灣的邊坡治理。

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